[发明专利]一种耐用超疏水织物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐用超疏水织物及其制备方法。该制备方法是将织物浸入正硅酸乙酯和含端羟基的聚二甲基硅氧烷的混合溶液中，取出后置于装有盐酸溶液的密闭容器中且位于盐酸溶液液面之上，在30‐60℃温度下反应0.5‐2h，制得耐用超疏水织物。本发明制备的织物表面水滴静态接触角大于150°，水滴在其表面极易滚动，同时该织物具有优异的化学稳定性和力学耐久性，且制备工艺简单，无污染。

技术领域

本发明涉及一种超疏水材料，具体涉及一种耐用超疏水织物及其制备方法。

背景技术

受自然界中荷叶表面、蝴蝶翅膀、动物羽毛等的启发，人们设计并发明了超疏水织物，其静态液滴接触角大于150°，且水滴在其表面极易发生滚动。超疏水织物在自清洁、防覆冰、防污染、阻燃、油水分离等方面具有重要的应用价值，已引起了人们的广泛关注。

目前关于超疏水织物的制备方法已有较多报道，如化学刻蚀法、溶胶凝胶法、气相沉积法、紫外光固化法等，但仍存在如下问题：制备工艺繁琐，反应条件苛刻，需要用到特殊的昂贵仪器，只能局限于实验室研究；采用含氟的低表面能物质修饰织物以期构造超疏水表面，但长链含氟单体容易在自然环境中氧化分解，对人体健康和生态环境会造成严重的危害；制备过程中四氢呋喃、甲苯、丙酮等有毒溶剂的使用也违背了“绿色化学”的宗旨；构造出的微纳粗糙结构由于与织物、低表面能物质间微弱的结合力容易遭到破坏，导致织物抵抗外界破坏能力差，在洗涤或摩擦后易丧失超疏水性，耐用性较差。因此，发展一种制备方法简便、经济高效、绿色环保和耐用性强的超疏水织物显得尤为重要。

发明内容

本发明针对目前超疏水织物制备工艺繁琐、反应条件苛刻和耐久性较差等现有技术存在的问题，提供一种工艺简单、成本低廉和环境友好的超疏水织物及其制备方法，所得织物具有优异的化学稳定性和力学耐久性，能长期保持超疏水性。

本发明采用一步气‐液溶胶凝胶法，首先将普通织物浸入含正硅酸乙酯和含端羟基的聚二甲基硅氧烷的混合溶液中，取出后置于充满挥发性盐酸气体的密闭容器中；将该密闭容器在恒定温度下保持一定时间，正硅酸乙酯通过水解和缩聚在织物表面原位生成二氧化硅，进而二氧化硅上的硅羟基与聚二甲基硅氧烷上的端羟基之间发生交联反应，制得表面呈微纳粗糙结构的超疏水织物。本发明在盐酸气体的催化下，利用正硅酸乙酯水解和缩聚在织物上原位生成二氧化硅，进而二氧化硅上的硅羟基与聚二甲基硅氧烷的端羟基之间发生缩聚反应，形成具有交联结构的呈微纳粗糙结构的耐用超疏水织物。本发明方法具有成本低廉、绿色环保、操作简便等优点，且制备的超疏水织物具有优异的化学稳定性和力学耐久性，即使在严苛的环境下也能长期保持超疏水性。该耐用超疏水织物在制备过程中的发生的反应如下式所示：

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种耐用超疏水织物的制备方法，包括以下步骤：将织物浸入正硅酸乙酯和含端羟基的聚二甲基硅氧烷的混合溶液中，取出后置于装有盐酸溶液的密闭容器中且位于盐酸溶液液面之上，在30‐60℃温度下反应0.5‐2h，制得耐用超疏水织物。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述含端羟基的聚二甲基硅氧烷的分子量为400‐8000。

优选地，所述正硅酸乙酯和含端羟基的聚二甲基硅氧烷的质量比为2:1‐5:1。

优选地，所述盐酸溶液的质量百分比为10‐20wt％。

优选地，所述30‐60℃温度下反应0.5‐2h是该密闭容器放入烘箱中，控制温度为30‐60℃。

优选地，所述织物为聚酯、棉、羊毛、腈纶、聚氨酯和尼龙中的任意一种为原料的织物。

一种耐用超疏水织物，由上述的制备方法制得。