一种导电超疏水织物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及功能面料技术领域，具体为一种导电超疏水织物及其制备方法，包括以下制备工艺：步骤一：取织物浸轧导电材料分散液，真空干燥，重复上述工艺3～5次；步骤二：在步骤一得到的织物表面制备层状双金属氢氧化物，得到高导电率织物；步骤三：取超疏水整理液，对步骤二得到的高导电率织物喷涂或浸轧，得到导电超疏水织物。本发明专利技术在层状双金属氢氧化物外层增加具有粘合作用的超疏水涂层，可在提高织物超疏水性能、耐水洗性能与导电性能的同时，减缓层状双金属氢氧化物的脱落，延长织物的使用寿命。延长织物的使用寿命。延长织物的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种导电超疏水织物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及功能面料
，具体为一种导电超疏水织物及其制备方法。

技术介绍

[0002]随科学技术的进步，新型材料的不断涌现，从一定程度上推动了纺织业向功能化智能化的方向发展。超疏水织物在一众新型织物中脱颖而出，得到了广泛的关注与深入研究。一般来说，与水接触角大于150
°
，且滚动角小于10
°
的织物可称为超疏水织物。随着时代的进步，产品多元化的程度进一步加深，具有单一功能的超疏水织物已经难以在常规功能织物中大放异彩，具有导电抗菌等多功能的超疏水织物更迎合市场需求。其中，与智能可穿戴纺织品密切相关的导电超疏水织物，兼具超疏水性和优异的电学性能，高电导率的织物具有被应用于电磁屏蔽织物柔性传感器与柔性储能器件的潜力，其导电性还有减少静电的产生及消除静电的作用，这使得织物从功能化走向智能化成为可能。CN 106520075 B提供了一种微波法制备超疏水织物@镍钴双氢氧化物复合材料的方法，但此法存在镍钴双氢氧化物与织物结合不牢固的缺点。因此，我们提出一种导电超疏水织物及其制备方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种导电超疏水织物及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种导电超疏水织物的制备方法，包括以下制备工艺：
[0005]步骤一：取织物浸轧导电材料分散液，真空干燥，重复上述工艺3～5次；
[0006]步骤二：在步骤一得到的织物表面制备层状双金属氢氧化物，得到高导电率织物；
[0007]步骤三：取超疏水整理液，对步骤二得到的高导电率织物喷涂或浸轧，得到导电超疏水织物。
[0008]进一步的，所述织物包括但不限于棉织物、涤纶织物、镀镍织物。
[0009]进一步的，所述导电材料为碳纳米管、石墨烯、碳化硅、MXene(二维过渡金属碳化物和/或碳氮化物)、CoF(共价有机框架)中的一种或多种。
[0010]进一步的，所述导电材料分散液中，导电材料在去离子水中的浓度为1wt％～20wt％。
[0011]进一步的，步骤一中，在织物浸轧前，对织物进行清洗并烘干；
[0012]具体工艺为：利用乙醇、去离子水分别对织物进行洗涤，然后于烘箱中烘干。
[0013]进一步的，步骤二中，层状双金属氢氧化物通过共沉淀法、水热合成法或化学沉积法制得。
[0014]进一步的，所述步骤二具体包括以下工艺：
[0015]将步骤一得到的织物浸泡在工作液中10min，设置阴极电势为
‑
1.0V(vs SCE)，在室温下采用阴极恒电压电沉积法，电沉积处理300s，织物表面形成NiCo LDHs纳米片(镍钴
双氢氧化物)；
[0016]工作液中含有0.05M Ni(NO3)2、0.05M Co(NO3)2，溶剂为去离子水；
[0017]沉积结束后，将得到的织物浸泡在去离子水中5min，于烘箱中60℃温度下烘干；
[0018]所述上述电沉积的化学反应式为：
[0019](1)NO3‑
+7H2O+8e
‑
→
NH
4+
+10OH
‑
；
[0020](2)Ni
2+
+2OH
‑
→
Ni(OH)2；
[0021](3)Co
2+
+2OH
‑
→
Co(OH)2；
[0022]织物的尺寸可根据工作液浴槽容积来确定，长度范围5～30cm，宽度范围2～5cm。
[0023]进一步的，步骤三中，所述超疏水整理液包含以下两种或多种组分：1～5g/L氟化多面体低聚倍半硅氧烷、50～100g/L聚丙烯酸酯乳液、2～10g/L聚乙烯醇、20～50g/L聚氨酯乳液、20～40g/L氟硅共聚丙烯酸酯。
[0024]进一步的，所述氟化多面体低聚倍半硅氧烷由以下工艺制得：
[0025]取十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷与去离子水、四氢呋喃、氢氧化钠混合，搅拌30～40min，升温至68～72℃，搅拌回流反应4.8～5.2h；停止加热，于常温下继续搅拌反应12～15h；48～52℃真空旋蒸蒸发，利用四氢呋喃洗涤，旋蒸，得到部分开笼氟化低聚多面体硅氧烷(poc
‑
FPOSS
‑
OH)；
[0026]加入无水乙醇和去离子水，搅拌30～40min，加入氨水，搅拌8～12min，缓慢加入前驱体，1h内加完，室温搅拌反应18～24h，得到氟化多面体低聚倍半硅氧烷。
[0027]进一步的，搅拌转速为500rpm；
[0028]十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、氢氧化钠、去离子水、四氢呋喃的比例为(0.03～0.1)mol:(0.025～0.040)mol:(0.06～0.12)mol:100mL；
[0029]前驱体为5
‑
己烯基三甲氧基硅烷、7
‑
辛烯基三甲氧基硅烷、羟甲基三乙氧基硅烷194、正硅酸四丁酯、钛酸四丁酯、正丁醇锆中的一种；
[0030]poc
‑
FPOSS
‑
OH、7
‑
辛烯基三甲氧基硅烷的质量比为10:(2.4～9.3)；
[0031]poc
‑
FPOSS
‑
OH、无水乙醇、去离子水的比例为(0.52～0.55)g:100mL:(22.8～24.0)mL；
[0032]氨水的质量浓度为25％，poc
‑
FPOSS
‑
OH、氨水的比例为7.8g:100mL。
[0033]在上述技术方案中，于去离子水/四氢呋喃溶剂体系中，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷作为原料，在碱催化的作用下进行水解缩聚反应，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷不完全缩聚，得到部分开笼氟化低聚多面体硅氧烷(poc
‑
FPOSS
‑
OH)，并具有一对
‑
OH，再与前驱体进行反应，与前驱体发生共价键结合，对所制得的氟化多面体低聚倍半硅氧烷进行修饰，获得碳碳双键、羟基、Ti
‑
O、Zr
‑
O等功能修饰。得到的氟化多面体低聚倍半硅氧烷(FPOSS)，表面能低，倾向于自组装成纳米级聚集体，易于向表面富集和迁移，能够提高超疏水整理液所制超疏水涂层的表面粗糙度，具有优秀的超疏水特性，作为疏水单元，能够提高所制织物的疏水性，得到超疏水表面；且其复合作用和表面结合能力较好，能够改善整理后所制超疏水涂层与织物、导电材料、层状双金属氢氧化物等间的黏结强度，有效防止织物表面导电材料、层状双金属氢氧化物的脱落，提高所制织物的耐水洗性能和导电疏水的持久性，延长织物的使用寿命。
[0034]当前驱体选择羟甲基三乙氧基硅烷时，部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电超疏水织物的制备方法，其特征在于：包括以下制备工艺：步骤一：取织物浸轧导电材料分散液，真空干燥，重复上述工艺3～5次；步骤二：在步骤一得到的织物表面制备层状双金属氢氧化物，得到高导电率织物；步骤三：取超疏水整理液，对步骤二得到的高导电率织物喷涂或浸轧，得到导电超疏水织物。2.根据权利要求1所述的一种导电超疏水织物的制备方法，其特征在于：步骤一中，导电材料为碳纳米管、石墨烯、碳化硅、MXene、CoF中的一种或多种；步骤二中，层状双金属氢氧化物通过共沉淀法、水热合成法或化学沉积法制得。3.根据权利要求2所述的一种导电超疏水织物的制备方法，其特征在于：所述步骤二具体包括以下工艺：将步骤一得到的织物浸泡在工作液中10min，设置阴极电势为
‑
1.0V(vsSCE)，在室温下采用阴极恒电压电沉积法，电沉积处理300s，织物表面形成NiCoLDHs纳米片；工作液中含有0.05MNi(NO3)2、0.05MCo(NO3)2，溶剂为去离子水；沉积结束后，将得到的织物浸泡在去离子水中5min，于烘箱中60℃温度下烘干。4.根据权利要求1所述的一种导电超疏水织物的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述超疏水整理液包含以下两种或多种组分：1～5g/L氟化多面体低聚倍半硅氧烷、50～100g/L聚丙烯酸酯乳液、2～10g/L聚乙烯醇、20～50g/L聚氨酯乳液、20～40g/L氟硅共聚丙烯酸酯。5.根据权利要求4所述的一种导电超疏水织物的制备方法，其特征在于：所述氟化多面体低聚倍半硅氧烷由以下工艺制得：取十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷与去离子水、四氢呋喃、氢氧化钠混合，搅拌30～40min，升温至68～72℃，搅拌回流反应4.8～5.2h；停止加热，于常温下继续搅拌反应12～15h；加入无水乙醇和去离子水，搅拌30～40min，加入氨水，搅拌8～12min，缓慢加入前驱体，1h内加完，室温搅拌反应18～24h，得到氟化多面体低聚倍半硅氧烷。6.根据权利要求5所述的一种导电超疏水织物的制备方法，其特征在于：前驱体为5
‑
己烯基三甲氧基硅烷、7
‑
辛烯基三甲氧基硅烷、羟甲基三乙氧基硅烷、正硅酸四丁酯、钛酸四丁酯、正丁醇锆中的一种。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭建，杨静静，黄兵，
申请(专利权)人：江苏瑞洋安泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：