【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及天然纤维织物超疏水改性。
技术介绍
0、
技术介绍
：
1、20世纪50年代以来，聚氯乙烯(pvc)、聚丙烯(pp)等材料在各个领域中得到了广泛的应用，其全球的产量逐年增加，因其具有良好的稳定性、耐热性及柔韧性，携带方便，应用领域广，成为了现代生活中不可或缺的材料。在防水布行业中应用广泛，效果明显，聚氯乙烯(pvc)、聚丙烯(pp)等材料制品由于不可降解，废弃后大多采用填埋、焚烧等方式进行处理，然该制品中往往含有极为有害的细菌，如果有扩散会引起污染传播和危害社会，经过这种高温焚烧处理过程，其中会产生二噁英、氮硫氧化物等其他有毒物质。因此，新型环保可降解防水材料是社会健康环保发展的重要趋势。天然纤维来源于有机原料，根据原来的来源可以将天然纤维分为植物纤维(主要由纤维素组成)和动物原料纤维(主要由蛋白质组成)。自然界存在的天然纤维主要有秸秆、棉花、麻类、蚕丝和动物毛、其中棉花和麻类的分子成份主要是纤维素，而蚕丝和毛类的分子成份主要是蛋白质。天然纤维具有可生物降解性、良好的生物相容性、可再生性、环境友好性和无毒性等优点，在各功能性材料领域受到越来越多的关注，由于纤维素结构中含有丰富的羟基基团，使得纤维素具有优秀的亲水性，这导致纤维素在憎水材料领域的应用有了极大的限制，要做到天然纤维纺织材料的广泛应用，改善其憎水性能尤为重要。目前，对纤维素进行憎水化改性主要有两种途径：一是用低表面能物质对天然纤维进行改性，低表面能物质包括硅氧烷、氟代烷基硅烷、硬脂酸和一些合成聚合物；另一种方法是构建含有微/纳米粗糙结构的憎水表面
技术实现思路
0、
技术实现思路
：
1、针对上述技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种新型环保可降解防水材料，用以解决现有技术中的材料焚烧、填埋等方式处理造成污染传播、危害环境的问题
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，第一部分为选定织物(1)是由天然材料，例如棉花、秸秆、木材等材料，经过成浆、纺丝等工艺纺织而成；第二部分为所述微纳超疏水涂层，所述微纳超疏水涂层由两种溶剂构成，第一种溶剂(2)为选定憎水溶剂，第一种溶剂(2)与织物(1)经过化学反应脱水交联构建具备微观结构的织物(3)；第二种溶剂(4)，在特定溶剂(硅烷偶联剂、聚二甲基硅氧烷)的条件下加入选定微纳米固态颗粒，按照比例以涂抹的方式涂抹在所述织物(3)的表面基础上构建粗糙度涂层(5)，提高疏水角度，选定微纳米固态颗粒为微纳米固态颗粒50nm二氧化硅颗粒。
4、本技术方案的工作原理为：
5、如图1所示，当水滴与接触表面之间的内角(疏水角度)θ＜90°时，该接触表面为亲水表面，当水滴与接触表面之间的内角(疏水角度)θ＞90°时，该接触表面为疏水表面，当水滴与接触表面之间的内角(疏水角度)θ＞150°时，该接触表面微超疏水表面；当材料表面粗糙度很高时，液滴在固体表面处于亚稳态，此时wenzel模型不再适用，因此cassie和baxter进一步提出了cassie-baxter模型，该模型认为大量的空气被捕获在固体/液体界面之间，且水滴在粗糙结构表面没有任何渗透，这种情况下，接触角可由cassie-baxter方程表示；在实际情况下，润湿状态介于wenzel和cassie两种模型之间，表现为水部分润湿材料的粗糙表面，故wenzel-cassie方程表示。
6、如图2所示，本产品由三层疏水层组成，分别为有机硅酸钠、二氧化硅以及聚二甲基硅氧烷，经过改性后的织物疏水效果优越，耐磨耐泡，可以胜任生活中各处场景，做到环保健康效果好。
7、一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，所述织物(1)充分浸泡在所述憎水溶剂(2)中，憎水溶剂(2)浓度要求，用蒸馏水稀释至5％，原液与蒸馏水的比例为1：20，憎水溶剂选定有机硅酸钠，充分搅拌均匀，浸泡时要求常压下(0.1013mpa)，温度升温至60℃，由表(1)可以获取信息，有机硅酸钠浓度达到6％时疏水角度最佳，由表3可以获取信息，温度在60℃时疏水角最佳，将所述织物(1)浸泡于所述憎水溶剂(2)中2个小时后，取出，要求在温度25°的环境下自然晾干，经过化学反应脱水交联构建微观基础结构的织物(3)，所述微观基础结构织物(3)为，织物(1)中含有大量羟基官能团(-oh)与憎水溶剂(2)中的羟基官能团(-oh)，二者之间脱水交联形成微观结构(si-o-si)，减少织物(1)亲水基团羟基官能团(-oh)的数量。
8、进一步限定，一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，设计有机硅酸钠比例与疏水角度二者关系实验，得到由表1数据，分别调配比例为1％、3％、6％、15％、20％有机硅酸钠溶剂，采用接触角测量仪器测得疏水角度，分别得到疏水角度为109.35°、120.29°、121.82°、116.57°、97.64°，由图6所示，当有机硅酸钠比例为6％时，测得疏水角度最大，有机硅酸钠比例6％时最适宜；设计织物(1)在有机硅酸钠中浸泡时间与疏水角度二者关系实验，得到由表2数据，分别调整浸泡时间0.5h、2h、6h、12h，经过测试，分别得到疏水角度为111.85°、125.28°、126.74°、129.97°，由图7所示，织物(1)在有机硅酸钠中浸泡2h，所用时间较少，测得疏水角度最佳，织物(1)在有机硅酸钠中浸泡时间为2h最适宜；设计织物(1)在有机硅酸钠中浸泡温度与疏水角度二者关系实验，得到由表3数据，分别调整浸泡温度为20℃、40℃、60℃、90℃有机硅酸钠溶剂，经过测试，分别得到疏水角度为109.41°、116.95°、126.27°、128.37°，由图8所示，织物(1)在有机硅酸钠中浸泡温度60℃时，制备成本较低，测得疏水角度最佳，由数据得出织物(1)在有机硅酸钠中浸泡温度为60℃时最适宜。
9、进一步限定，一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，如图3、4所示，浸泡憎水溶剂后的织物表面积增大，织物表面的孔径更小，水不易渗透
10、一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，溶剂(4)制作要求，将微纳米固态颗粒50nm二氧化硅颗粒，加入75％醇类物质的混合溶液中搅拌使其充分分散，得到产物(a)，放置烧瓶中备用。
11、进一步限定，一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，设计固态颗粒50nm二氧化硅颗粒质量与硅烷偶联剂质量影响疏水角度实验，得到表4数据，在制备20ml溶剂时，固定硅烷偶联剂质量，分别改变50nm二氧化硅质量为0.5g、1g、2g、3g，当硅烷偶联剂质量为1g时，采用接触角测量仪器测得疏水角度，由图9所示，得到疏水角度分别为139.54°、1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，其特征在于，第一部分为选定织物(1)是由棉花、秸秆、木材等材料经过成浆、纺丝等工艺纺织制作。第二部分为所述微纳超疏水涂层，所述微纳超疏水涂层由两部分构成，第一部分为选定憎水溶剂(2)，憎水溶剂选定有机硅酸盐，例如甲基硅酸钠和甲基硅酸钾，憎水溶剂(2)与织物(1)经过化学反应脱水交联构建具备微观结构的织物(3)。第二种部分含有微纳米颗粒的溶剂(4)，涂抹在织物(3)的表面上，二次覆盖增加表面粗糙度，增加织物(3)疏水性能。
2.根据权利要求1所述，一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述织物(1)充分浸泡在所述一定浓度溶剂(2)中，充分搅拌均匀。浸泡时，常压下，温度60°～90℃，浸泡时间2～4个小时，浸泡后在温度25°的环境下自然晾干，经过化学反应脱水交联构建微观基础结构的织物(3)；织物(3)具有的微观结构为织物(1)中羟基官能团(-OH)与憎水溶剂(2)中的羟基官能团(-OH)之间脱水交联构建了微观结构(Si-O-Si)，大大降低了织物(1)亲水性能。
3.根据权利要求1所述，一种
4.根据权利要求1所述，一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，其特征在于，量取聚二甲基硅氧烷(浓度要求硅烷偶联剂质量的50％)，充分混合到所述产物(B)中，25℃的温度下搅拌1h后取出，得到溶剂(4)，所述溶剂(4)为聚二甲基硅氧烷中的(-H)与所述产物(C)剩余少量的羟基(-OH)再次脱水交联，有效减少亲水基团的数量，并且增加溶剂粘稠度，具备更好的疏水效果，将所述溶剂(4)均匀涂抹在所述织物(3)，增加所述织物(3)的表面粗糙度，构建涂层(5)，要求在温度60°的环境下自然晾干，构建“荷叶效应”结构。
5.根据权利要求1所述，一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，其特征在于织物(5)通过疏水角度测试，水滴与织物(5)表面之间的内角(疏水角度)θ＞90°，表明织物(5)是具有疏水功能的织物。
...【技术特征摘要】
1.一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，其特征在于，第一部分为选定织物(1)是由棉花、秸秆、木材等材料经过成浆、纺丝等工艺纺织制作。第二部分为所述微纳超疏水涂层，所述微纳超疏水涂层由两部分构成，第一部分为选定憎水溶剂(2)，憎水溶剂选定有机硅酸盐，例如甲基硅酸钠和甲基硅酸钾，憎水溶剂(2)与织物(1)经过化学反应脱水交联构建具备微观结构的织物(3)。第二种部分含有微纳米颗粒的溶剂(4)，涂抹在织物(3)的表面上，二次覆盖增加表面粗糙度，增加织物(3)疏水性能。
2.根据权利要求1所述，一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述织物(1)充分浸泡在所述一定浓度溶剂(2)中，充分搅拌均匀。浸泡时，常压下，温度60°～90℃，浸泡时间2～4个小时，浸泡后在温度25°的环境下自然晾干，经过化学反应脱水交联构建微观基础结构的织物(3)；织物(3)具有的微观结构为织物(1)中羟基官能团(-oh)与憎水溶剂(2)中的羟基官能团(-oh)之间脱水交联构建了微观结构(si-o-si)，大大降低了织物(1)亲水性能。
3.根据权利要求1所述，一种浸涂于织物表面形成微纳疏水涂层的制备方法，其特征在于，溶剂(4)制...
【专利技术属性】
技术研发人员：于丽颖，张浩博，赵晏平，耿梓竣，侯哲生，程明，张龙，曹俊峰，韩佳义，周英豪，邹红亮，马圣东，白正骁，胡宁平，邹继颖，马云海，殷敬华，任露泉，宫兆栖，宋德武，刘鹏，索忠源，杨帆，王海波，关会英，王成龙，王培壮，张玉梅，寇梦天，
申请(专利权)人：吉林化工学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。