[发明专利]用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料

说明书

技术领域

本发明涉及纺织生产技术领域，具体的说，是一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料。

背景技术

聚丙烯纤维，中国称丙纶，以等规聚丙烯为原料纺丝制得的合成纤维，是化学纤维中最轻的品种；强度为35～62cN/dtex；耐磨性仅次于聚酰胺纤维；耐腐蚀性良好，尤其是对无机酸、碱稳定性很好；不发霉、不腐烂、不怕虫蛀等，但染色较困难。可采用染料或颜料熔体着色、色母粒或注射染色等纺成有色丝；也有在聚合时加入添加剂进行共聚或接枝共聚，使聚合体大分子上引入能与染料相结合的极性基团，再按常规法染色。聚丙烯纤维还有耐光性差、静电大、耐燃性差等缺点，可采用加入各种添加剂的方法加以改善。

荷花向来被人们冠以出淤泥而不染的雅号，那么，什么原因导致了这种莲花效应呢？通过电子显微镜，可以观察到莲叶表面覆盖着无数尺寸约10μm 突包，而每个突包的表面又布满了直径仅为几百纳米的更细的绒毛。这是自然界中生物长期进化的结果，正是这种特殊的纳米结构，使得荷叶表面滴水不沾。科学家们对这一现象进行了研究，发现荷花的这种自清洁效应可以应用到很多地方，在织物上已研制出了仿荷叶结构的纳米防水布———丙纶织物。将颗粒大小为20纳米左右的聚丙烯分散液浸轧、光照，使颗粒黏结在纤维表面上形成凸凹不平的表面结构，成为双疏材料，既疏水又疏油。用油或水往这种布上倒，都不会浸湿，也不会玷污。

中国专利申请号201610729768.1涉及一种用于纺织布编织的防水纤维，包括以下质量份数的组分：50～80份的氧化铝，50～60份的氢氧化铝，40～60 份的醋酯纤维，150～200份的高岭土、100～120份的堇青石。同时，本发明还公开了上述纤维的制备方法。本发明与传统技术相比，通过加入各种原料组成复合化学纤维，具有很强的防水性能。

中国专利申请号200680007742.0涉及展示出大于150°的水接触角和小于 15°的水接触角滞后的纤维、其制备方法及其应用。本发明还涉及超疏水纤维毡、其制备方法及其应用。一种包含共聚物的纤维，其中所述纤维展示出大于150°的水接触角和小于15°的水接触角滞后，其中所述共聚物包括具有硅结构的组分，以及其中所述组分分凝到所述纤维的表面，其中所述硅结构是硅氧烷。

中国专利申请号201410121267.6具有微纳结构的超疏水纤维素材料的制备方法，(1)将正硅酸乙酯和功能化硅氧烷加入到含有去离子水的乙醇体系中，以氨水为催化剂，得到功能化二氧化硅粒子A分散液；取上述功能化二氧化硅粒子A分散液作为种子，依次加入正硅酸乙酯、功能化硅氧烷、去离子水、氨水和乙醇，得到功能化二氧化硅粒子B分散液；(2)将两种功能化二氧化硅粒子在二甲基甲酰胺中超声分散，然后向体系中加入疏水聚合物和低表面能助剂，搅拌均匀，形成白色分散液；(3)将步骤(2)中的白色分散液通过直接喷涂或旋涂法涂布在天然纤维素材料上，得到具有微纳米级粗糙结构的超疏水纤维素材料。该涂层材料除了具有优异的疏水性能外，还具有很强的耐洗刷及耐酸碱性能。

中国专利申请号201010593300.7涉及一种具有高接触角和低滚动角的超疏水纤维和织物的简易制备方法和用途。利用纤维、织物表面具有的本征粗糙结构，直接对其进行表面化学改性，制备出具有超疏水性能的纤维制品：首先，将材料清洗干净；然后，对其进行异氰酸酯改性；最后，修饰低表面能物质。原料价廉易得，反应条件相对温和，操作简单，设备要求不高。所得制品表现出较好的超疏水性能，10μL水接触角为156度，在自清洁纤维、织物领域具有广泛的用途。

中国专利申请号201510667827.2提供了一种疏水纤维表面生长羟基磷灰石的制备方法，将沉积室真空，基片加热，引入金属气源，用高纯氮气清洗沉积室并向沉积室中引入水蒸气，金属气源、高纯氮气、水蒸气在沉积室内暴露时间依次为0.1s、3s、0.1s、3s；将沉积后的纤维通过水热法生长HA，将纤维转入高压反应釜，加入硝酸钙和磷酸氢二铵的混合溶液，保持钙、磷比为1.67，加入表面活性剂，并加入有机铵盐将溶液pH值调节为7-14，在 90-160℃下，反应4-24小时，自然冷却后，取出纤维，用乙醇、水依次清洗。本发明的制备方法简单，可操作性强，能进一步满足生产和应用的需求。