[发明专利]超疏水织物或超疏水无纺布,及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超疏水织物或超疏水无纺布，本发明还涉及所述的疏水织物或超疏水无纺布的制备方法。

背景技术

超疏水是指水在材料表面的接触角超过150度，许多植物的叶子和花瓣、昆虫的翅膀、鸟类的羽毛等均为天然超疏水材料，是自然界存在的一种有趣的现象。研究表明，超疏水材料的表面不仅具有较低的表面能，并且具有微纳尺度的粗糙结构。根据这一机理，人们开始制备人造超疏水材料，特别是超疏水纺织品，它具有透气防水的特性，有望在许多领域得到应用。然而，通过常规方法制备的超疏水纺织品的稳定性，特别是耐洗涤性，距离实际使用还有一定的差距，成为超疏水材料制备的一个瓶颈问题。

而辐照接枝法是一种对高分子材料有效地进行接枝改性的方法，辐射源可以是来自钴60、铯137等放射性同位素，或来自电子加速器、X光机及紫外线装置等机器。按照操作步骤又可将其分为共辐照接枝法和预辐照接枝法两种。共辐照接枝法的一般步骤为先将待改性材料与单体溶液放置在一个密闭容器中，向溶液中通氮气一段时间除去反应溶液中的氧气后，在辐射源中辐照至一定剂量引发接枝聚合，然后将辐照接枝后的材料取出，将均聚物洗净后即得接枝材料。而预辐照接枝法的步骤通常为将待改性材料在空气或氮气气氛下在辐射源中辐照至一定剂量后，取出放入盛有单体溶液的玻璃容器中，向玻璃容器中充入氮气除去氧气后密封反应体系，加热至一定温度并反应一段时间后取出接枝后的材料，将均聚物洗净后即得接枝改性材料。

现有的超疏水材料的制备方法中常见的是通过将纳米材料涂覆在材料 表面或在材料表面接枝含氟单体，但对前者而言，其超疏水特性不耐洗涤(洗涤数次后即丧失超疏水特性)，而对后者而言，由于含氟单体本身具有毒性，因此使用范围具有局限性，并且由于含氟单体的价格比较昂贵，导致生产成本居高不下，也限制了其应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的超疏水织物或超疏水无纺布制备工艺复杂、改性效果持续时间短、不耐洗涤、具有一定毒性以及成本高等缺陷，提供了一种耐洗涤，并具有永久超疏水性的织物或无纺布，及其制备方法。本发明通过预辐照或共辐照接枝法赋予织物或无纺布超疏水表面，使得制备得到的超疏水织物或无纺布具有耐洗涤的、持久的超疏水性能。并且由于采用的单体为非氟类单体，具有毒性低和成本低等优点，有利于大规模的工业化生产。

本发明提供了一种超疏水织物或超疏水无纺布的制备方法，其包括下述步骤：将含C-H键的织物或含C-H键的无纺布，与含长链烷烃单体进行辐照接枝反应，得超疏水织物或超疏水无纺布；其中，所述的含长链烷烃单体为通式(1)所示的化合物：

通式(1)

其中，X为氢或甲基；n为10-17，较佳地为13-17。

在本发明一较佳的实施方式中，所述的辐照接枝反应可采用共辐照接枝反应方法或预辐照接枝反应方法进行：

所述共辐照接枝反应方法包括下述步骤：在醇或醇的水溶液中，在无氧条件下，对所述含C-H键的织物或含C-H键的无纺布以及所述含长链烷烃单体进行辐照，得超疏水织物或超疏水无纺布；

所述预辐照接枝反应方法包括下述步骤：辐照所述含C-H键的织物或含 C-H键的无纺布，得经预辐照的含C-H键的织物或经预辐照的含C-H键的无纺布；在醇或醇的水溶液中，在无氧条件下，加热所述经预辐照的含C-H键的织物或经预辐照的含C-H键的无纺布以及所述含长链烷烃单体进行接枝反应，得超疏水织物或超疏水无纺布。

其中，所述醇可根据本领域常识选择能够使含长链烷烃单体均匀分散的醇类溶剂，如甲醇、乙醇和丙醇等中的一种或多种，较佳地为甲醇。所述含长链烷烃单体的用量可根据本领域常规方法进行选择，较佳地使所述含长链烷烃单体的质量占醇溶液质量的2-50％，更佳地为10-40％；所述醇溶液指所述醇或所述醇的水溶液与所述含长链烷烃单体共同组成的溶液。在该较佳的浓度范围内能够实现最佳的含长链烷烃单体接枝率，从而实现最佳的超疏水性能。