[发明专利]一种织物的二氧化硅纳米杂化溶胶热致变色整理方法

说明书

技术领域

本发明属于热致变色整理领域，特别涉及一种织物的二氧化硅纳米杂化溶胶热致变色整理方法。

背景技术

硅溶胶是溶胶-凝胶工艺最重要的胶体材料之一，它是指1～100nm二氧化硅胶体粒子在液态介质中均匀分散形成的胶体溶液。在化工中，硅溶胶亦称硅酸溶胶，是一种白色或微带蓝色乳光的胶体溶液，由于其主要成分是胶体形态的二氧化硅，因此呈现出化学惰性，无臭、无味、无毒、无腐蚀性，其分子式为mSiO₂·nH₂O，Si₂O以胶团形式均匀分散在水或有机溶剂中，外观多呈乳白色或淡青透明的溶液状。目前，硅溶胶纺织品中的应用主要是抗菌涂层整理、缓释型芳香整理、固色整理，这些尝试都为其在热致变色整理方面的实践提供了依据。

热致变色材料是在一定温度范围内，其颜色随温度的改变而发生明显变化的功能材料。热致变色材料的全面研究和应用，迄今已经有六、七十年的发展历史，当前，美、日、欧等国处于领先地位，我国尚处于起步阶段。热致变色材料的发展自八十年代以来逐渐趋向于低温和可逆两个方面。低温可逆有机热致变色材料在各类热变色材料中综合性能最优，成为目前热致变色材料研究和应用的热点。但由于其对于织物亲和力较差、稳定性差，并且在使用时需要辅助使用显色剂和溶剂，因此，其在纺织品中的应用受到限制，目前主要用于商业发票、情报记录、以及作为酸碱指示剂使用，但根据其发色原理将其包裹于硅凝胶中进行纺织品热致变色整理也是具有可行性的。

目前，热致变色材料应用于纺织品的主要制备方法主要有三种：一、将热敏变色剂充填到纤维内部，由融熔共混纺丝液制成。二、将含热敏变色微胶囊的聚合物溶液涂于纤维表面，并经热处理使溶液成凝胶状来获得可逆的热致变色功效。三、将热敏化合物掺到染料中去，再印染到织物上。染料由粘合剂树脂的微小胶囊组成，每个胶囊都有液晶，液晶能随温度的变化而呈现不同的折射率，使服装变幻出多种色彩。目前，热致变色材料应用于纺织品的主要使用微胶囊法。微胶囊中含有特殊色素和发色剂，在一定的温度下，反复进行结合而发色。

通过对胶囊壁材结构的控制，对应用于纺织品的功能活性因子根据需求进行一定程度的隔离，避免可逆低温变色材料在后整理及使用过程中受强酸性、强碱性及环境杂质污染等因素的影响。但是，微胶囊技术有一个缺陷——所使用的壁材一般是有机化合物，其产物的机械性能较差、不耐高温、化学稳定性不够，而将其整理到织物上还需要有粘合剂的辅助，使整理后产品的手感、透气性都受到一定影响。而制备微胶囊所需的复杂工艺条件也使其使用受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种织物的二氧化硅纳米杂化溶胶热致变色整理方法，该方法整理过程中不需要粘合剂的辅助，降低了热致变色整理对织物强力、手感的影响，克服了传统热致变色整理时微胶囊在织物表面分散不均匀的缺点，具有良好的应用前景。

本发明的一种织物的二氧化硅纳米杂化溶胶热致变色整理方法，包括：

(1)室温下，将正硅酸四乙酯、硅烷偶联剂和醇混合，搅拌均匀后再加入水和酸，使得pH调节至2～3，搅拌得纳米SiO₂溶胶，其中，正硅酸四乙酯、硅烷偶联剂、醇和水的摩尔比为1∶0.1～2∶10～30∶8～40；然后加入与硅溶胶质量比为1∶10～35的热致变色材料，搅拌后得杂化纳米硅溶胶；

(2)将织物在上述溶胶整理液中浸渍后，预烘、焙烘得热致变色棉织物。

所述步骤(1)中的硅烷偶联剂为3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)。

所述步骤(1)中的醇为乙醇。

所述步骤(1)中的酸为盐酸、硫酸或醋酸。

所述步骤(1)中的正硅酸四乙酯、硅烷偶联剂、醇和水摩尔比为1∶1.5∶24∶40。

所述步骤(1)中的热致变色材料为三芳甲烷苯酞类，与硅溶胶质量比为1∶30。

所述步骤(2)中的织物为纤维素织物，或者是天然纤维和合成纤维的混纺织物。

所述步骤(2)中的预烘温度为80℃，焙烘温度为110℃～160℃。

本发明以正硅酸四乙酯和硅烷偶联剂KH-560为前驱物，先将其溶解在溶剂乙醇中，通过搅拌和缓慢添加盐酸作为催化剂，使正硅酸四乙酯均匀水解，得到颗粒细小且均匀的胶体溶液。正硅酸四乙酯的水解、缩聚反应原理如下：

R为OC₂H₅或OH