[发明专利]一种具有超疏水和自清洁功能的二氧化钛/棉织物

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有超疏水和自清洁功能的二氧化钛/棉织物，属功能纳米材料和纺织材料领域。

背景技术

超疏水（superhydrophobicity）现象是指水滴在固体表面的接触角超过150°的一种特殊的物理现象。研究表明，材料表面的微观粗糙结构和低表面能是引起超疏水现象的主要原因。因而制备超疏水材料有两类方法：一是在疏水材料表面构造微纳米结构；二是在具有分层结构的微纳米表面修饰低表面能物质（周思斯,管自生,李强,陆春华,许仲梓. Zn片经水热反应和氟硅烷修饰构建超疏水ZnO表面[J]. 物理化学学报,2009,25(08):1593-1598）。鉴于超疏水现象在防水、油/水分离、自清洁、抗结冰等领域具有很好的应用前景，超疏水材料的制备与应用引起了广大研究人员的关注。

纳米TiO₂是一种重要的无机纳米材料。纳米TiO₂，亦称钛白粉，直径1-100nm，产品外观为白色疏松粉末，具有抗紫外线、抗菌、自洁净、抗老化等性能，在光催化、清洁能源、化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷、光电材料等领域有着广泛的研究和应用（张伟伟. 氨基化改性纳米TiO₂制备及对真丝织物抗紫外性能研究[D].苏州大学,2015）。

在纺织领域，纳米TiO₂可赋予棉织物超疏水、抑菌、除臭、自清洁、抗皱、紫外线屏蔽和光催化等功能。将纳米TiO₂与棉织物相结合可有效改善棉织物的固有缺陷，扩大棉织物的适用范围，提高棉织物的附加值。例如安徽大学张烨以钛酸四丁酯为原料，利用不同的方法合成纳米TiO₂，并将其整理到织物表面，再通过低表面能物质十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷后续修饰，制备出具有超疏水、抗紫外和光催化性能的功能性织物（张烨. TiO₂纳米粒子的制备及其在织物上的应用[D].安徽大学,2011）。陕西科技大学资源与环境学院薛朝华采用TiO₂溶胶处理棉织物，然后分别使用硬脂酸、1H,1H,2H,2H全-氟十二烷基三氯硅烷以及两者联合对织物表面进行低表面能处理，制备超疏水棉织物。实验结果表明：TiO₂的引入不仅使微米级纤维表面粗糙化，从而获得微纳粗糙结构织物表面，增强织物疏水性能，还可以使织物具有良好的紫外线屏蔽性能。当TiO₂的质量分数为0.8%时，紫外线防护性能达到最佳（薛朝华,贾顺田,张静. 二氧化钛溶胶-凝胶法制备含氟超疏水棉织物[J]. 印染,2009,35(23):1-4）。

但是目前纳米TiO₂对棉织物的改性主要是通过后整理法来实现。后整理法主要采用浸渍、浸轧、涂层或喷涂等方法将纳米TiO₂整理到棉织物上，其具有工艺简单、可操作性强等优势。但加工过程中存在纳米材料易团聚，纳米材料在纤维和织物表面分布不均匀，纳米材料与纤维结合牢度低的问题（周顺利,王峰,熊祖江,王锐,杨春芳,张秀芹,阳明书. 基于纳米二氧化钛的光催化自清洁面料研究进展[J]. 高分子通报,2017,(04):9-18）。

发明内容

本发明针对上述不足，提供一种具有超疏水和自清洁功能的二氧化钛/棉织物及其制备方法。

本发明通过下述技术方案予以实现：