[发明专利]一种具有紫外防护和耐水洗特殊浸润性功能织物表面的构筑方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在纤维织物表面构筑具有紫外防护和耐水洗特殊浸润性二氧化钛膜层的构筑方法。

背景技术

紫外线(简称UV)按辐射波长可分为长波紫外线UVA(320～400nm)、中波紫外线UVB(280～320nm)和短波紫外线UVC(200～280nm)，其中，容易对人体造成伤害的紫外线波长段为290～400nm。如果紫外光线在织物上吸收率和反射率越高，那么紫外线透过率越低，产品的防护性能越好。目前纺织品紫外线防护的机理主要来源于纤维织物本身对紫外线的吸收屏蔽作用，或利用屏蔽剂对紫外线进行吸收和反射。利用屏蔽剂的处理可获得优良的抗紫外线性能，主要的处理方法有2种：一是在纤维成形时加入无机或有机屏蔽剂，制作成抗紫外线纤维；二是选用紫外线屏蔽剂将织物经浸轧或涂层整理赋予织物抗紫外线功能。然而前者的处理技术要求高、成本大，多以聚酯和聚丙烯为基材，难以应用于天然纤维，且在混纺时效果难以控制；后者的产品功能耐洗涤程度差，织物风格受到影响，均不大适合用于以轻薄、透气、吸湿等性能为主的夏季服装面料。

自1997年德国植物学家Barthlott发现荷叶表面的自清洁效应和超疏水现象以来，超疏水表面已经引起了科研人员极大的兴趣和广泛的关注。所谓超疏水表面是指与水滴的接触角大于150°且滚动角小于10°的表面。研究发现，这些超疏水表面的微纳米结构对超疏水性起着至关重要的作用。纳米TiO₂具有抗紫外线性、化学稳定性、热稳定性、无毒性等，近些年来被广泛用在抗紫外线材料、纺织领域。目前，最主要的是用溶胶-凝胶法或电纺法制备超疏水表面，然而这些方法需要特殊的实验设备、实验周期长，纳米TiO₂形貌不可控。因此，如何制备表面具有持久的超疏水自清洁性能、良好的机械性能、化学稳定性、油水分离性能等，能够在无损失液体运输、微量吸液管、防紫外产品、功能性材料、自清洁纺织品，油水分离材料等领域得到广泛应用，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的是：提供一种具有紫外防护和耐水洗特殊浸润性功能织物表面的构筑方法，采用一步水热法制备微纳结构TiO₂膜层与氟硅烷修饰相结合，解决制备超疏水自清洁表面操作工艺复杂、稳定性差、TiO₂膜层形貌不可控的问题。

本发明的技术方案是：

一种具有紫外防护和耐水洗特殊浸润性功能织物表面的构筑方法，该方法包括如下步骤：

(1)将草酸钛钾溶解在水和二乙二醇的混合溶液中，在磁力转子的作用下搅拌均匀，将上述配制好的溶液装入水热反应釜中，在所述水热反应釜中加入清洗干净的织物并放入烘箱中反应，制得具有纳米TiO₂膜层表面的织物；和

(2)将所述具有纳米TiO₂膜层表面的织物浸泡在氟硅烷溶液中反应，然后取出清洗烘干，制得具有紫外防护和耐水洗特殊浸润性功能织物表面的织物。

进一步的，步骤(1)中所述将草酸钛钾溶解在水和二乙二醇的混合溶液中，在磁力转子的作用下搅拌均匀的步骤包括：将0.5～5mmol的草酸钛钾溶解在去离子水和二乙二醇的混合溶液中，在磁力转子的作用下搅拌均匀。

进一步的，步骤(1)中所述水和二乙二醇的体积比为3:4～4:3。

进一步的，步骤(1)中所述清洗干净的织物为依次经过水、无水乙醇超声清洗，并烘干备用的织物。

进一步的，步骤(1)中所述在所述水热反应釜中加入清洗干净的织物并放入烘箱中反应的温度范围为100～250℃。

进一步的，步骤(1)中所述在所述水热反应釜中加入清洗干净的织物并放入烘箱中反应的反应时间为0.5～30h。

进一步的，在步骤(1)结束后、步骤(2)开始前，还需要用去离子水清洗掉所述具有纳米TiO₂膜层表面的织物上的多余的反应物。

进一步的，步骤(2)中所述氟硅烷溶液为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、氯硅烷以及硅氧烷类化合物中的任意一种配制成的溶液。

进一步的，步骤(2)中所述氟硅烷溶液为体积分数为1-6％氟硅烷溶液，其配制步骤为：在干燥洁净的离心管中加入38～48ml甲醇，然后缓慢滴加0.5～3ml1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，在磁力转子的搅拌作用下滴加1.5～9ml H₂O。