[发明专利]无氟化超疏水棕榈纤维及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种无氟化超疏水棕榈纤维及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：在催化剂的存在下，将棕榈纤维、无氟硅烷化合物于溶剂中进行反应；反应结束后，收集产物，洗涤、烘干后，得到所述无氟化超疏水棕榈纤维。本发明还公开了所述无氟化超疏水棕榈纤维作为保温材料的应用。本发明的无氟化超疏水棕榈纤维，其超疏水效果利用硅烷另一侧的烷基链形成，此外通过多点反应形成稳定的绒毛状结构，形成超疏水效果。此外通过中空的棕榈纤维，提供了保温的效果。

技术领域

本发明涉及纺织新材料技术领域，尤其是指一种无氟化超疏水棕榈纤维，其制备方法以及作为保温材料的应用。

背景技术

随着世界一体化以及科技的逐步发展，天然纤维由于其功能单一，在人们生活中的占比逐渐缩小。然而人们对来自大自然的产品，总有一种挥之不去的向往。因此具有可再生、环保、可降解等优势的天然纤维逐渐吸引了更多的关注。相比于化纤产品的多样性等优势，如何提升天然纤维的附加性能成为了其发展的必经之路。

含氟材料通常具有较高的热稳定性和化学惰性、低摩擦系、低表面能、憎水憎油性能，在石油化工等诸多领域具有广泛应用。然而含氟材料在其制备过程中以及使用过程中所带来的不可避免的毒性，限制了该类制品在生活中的使用。近年来，更多的关注集中在了无氟功能性材料，尤其是与生活息息相关的疏水方面，具有极高的应用前景。

申请号为CN201610987952.6的中国专利公布了一种采用纳米材料与纤维素在真空活化处理后得到的超疏水纤维。将纳米材料分散于分散剂中,得到混合液；将混合液附着在纤维材料上；将附有混合液的纤维材料真空活化处理,得到超疏水纤维材料超疏水纤维材料的表面为由纳米材料组成的超疏水结构,纳米材料与纤维材料之间通过范德华力连接。以上疏水材料中，主要通过吸附在表面形成疏水层，牢固性较差，容易在使用过程中失去效果。

因此，开发牢固性好，无氟的超疏水材料具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种无氟超疏水天然纤维，利用无氟硅烷化合物在纤维表面接枝后形成一层绒毛状的疏水层，并且由于硅分子的三维立构，使得烷基链有序的成型提供超疏水性能。

本发明提供了一种无氟化超疏水棕榈纤维的制备方法，包括以下步骤：

在催化剂的存在下，将棕榈纤维、无氟硅烷化合物于溶剂中进行反应；反应结束后，收集产物，洗涤、烘干后，得到所述无氟化超疏水棕榈纤维。

进一步地，所述棕榈纤维为碱性脱胶后的棕榈纤维。优选地，所述棕榈纤维碱化采用氢氧化钠和双氧水处理。

进一步地，所述含硅烷的化合物选自十八烷基三氯硅烷、十八烷基二氯硅烷、十二烷基三氯硅烷、十二烷基二氯硅烷中的一种或多种。优选地，所述无氟硅烷化合物为十八烷基三氯硅烷或十八烷基二氯硅烷。

进一步地，所述棕榈纤维与含硅烷化合物的质量比为1:1.5-2.6(即摩尔比1:0.6-1.1)。

进一步地，所述棕榈纤维与催化剂的质量比为1:1-1.25(即摩尔比1:1.3-1.6)。所述催化剂包括但不限于4-二甲氨基吡啶。

进一步地，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺以及咪唑组成的碱性混合溶液体系。

进一步地，所述pH调节剂为咪唑，所述棕榈纤维与咪唑的质量比为1:0.6-1.0(即摩尔比1:1.2-2.1)。

进一步地，所述反应的时间为2-4h。反应温度为室温，有助于反应的安全进行。

优选地，反应完全后，将反应溶液于150目滤网上过滤，并数次使用溶剂N,N-二甲基甲酰胺和蒸馏水进行洗涤，烘干后得到产物。过滤优选地采用简易滤网，可以降低生产要求。

本发明还提供了由所述的方法制备得到的无氟化超疏水棕榈纤维。