[发明专利]新型防水牦牛毛、绒面料

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型防水牦牛毛、绒面料，特别是涉及一种具有超疏水性能的防水面料的制备方法，属于纺织技术领域。

背景技术

牦牛被称作高原之舟，是西藏高山草原特有的牛种，主要分布在喜马拉雅山脉和青藏高原。牦牛全身一般呈黑褐色，身体两侧和胸、腹、尾毛长而密，四肢短而粗健。牦牛生长在海拔3000~5000米的高寒地区，能耐零下30℃~40℃的严寒，牦牛是世界上生活在海拔最高处的哺乳动物。牦牛分为野牦牛和家牦牛，野牦牛又叫野牛，英文名wild yak，藏名音译亚归。偶蹄目，牛科，牛亚科、牦牛属，是家牦牛的野生同类，典型的高寒动物，性极耐寒，这与其毛、绒具有的高保暖性能有密切关系。牦牛为青藏高原特有牛种，为国家一类保护动物。我国耗牛毛纤维资源丰富，主要分布在青海、西藏、四川、甘肃等地。耗牛毛纤维大部分由鳞片层和皮质层组成，只含有极少的髓质层，强力较高，但因其鳞片紧贴毛干、比较光滑、抱合力极差。又因纤维粗、长、卷曲少、硬挺、刚直、给纺纱带来极大困难。牦牛绒纤维弹性好，滑糯，光泽柔和，不易起球，保暖性与羊绒相似，其价格比羊绒低，纯纺或混纺具有较高的经济价值（畅衍荣. 牦牛毛(绒)的分梳[J]. 毛纺科技, 1986, (3) : 49-53.）。但整体上来说，牦牛毛、绒的生产长期都处于粗加工、技术含量低、附加值低的劳动密集型生产占相当大的比重，高附加值、高技含量的加工生产相对较少，制约了牦牛资源的有效利用和相关产业发展。

疏水织物可用于防雨/雪服、帐篷、军用作战服等方面，其巨大潜在市场和经济效益使其成为纺织工业研究的热点。为了提高材料表面的疏水性，就必须解决表面的浸润性。浸润性是固体表面的重要特征之一，由表面的化学组成和微观结构共同决定（Jiang L, Wang R, Yang B. Binary cooperative complementary nanoscale interfacial materials [J]. Pure Appl. Chem., 2000, 72:73-77.）。近年来，超疏水表面引起了人们的普遍关注，如在自清洁材料、微流体和无损液体传输等领域都有广泛应用。超疏水表面是指与水的接触角>150°的表面。接触角是衡量固体表面疏水性的标准之一，但判断一个表面的疏水效果时，还应考虑到它的动态过程，一般用滚动角来衡量。滚动角为前进接触角（简称前进角）与后退接触角（简称后退角）之差值，代表了水滴在固体表面上的滞后现象。一个真正意义上的超疏水表面，应该既具有较大的静态接触角，又具有较小的滚动角。自然界中有许多超疏水表面的实例，如荷叶、水稻叶、蝉翼以及水黾腿等，这些天然材料的特殊表面结构在材料表面制造超疏水表面提供了模型（高雪峰, 江雷. 天然超疏水生物表面研究的新进展[J]. 物理, 2006, 35(7):559-564.）。研究发现，微米结构与纳米结构相结合的阶层结构是引起表面超疏水的根本原因。对这样的特殊生物表面，在纺织品表面上进行模仿，通过控制合适的表面形态，可以得到超疏水自清洁表面、滚动各向异性表面和高粘附性超疏水表面等具有特殊表面性质的纺织品材料。最典型的如荷叶表面、蝴蝶等鳞翅目昆虫的翅膀及水鸟的羽毛等。通过观察和研究发现，此类表面除有疏水的化学组分外，在微观尺度上还有微细的粗糙结构。 在电子显微镜下，荷叶表面具有双层微观结构，即由微米尺度的乳突和其上的纳米尺度蜡状晶体组成；蝶类翅膀上的粉末由约100                                                的扁平囊状物组成，囊状物由无数角质层（对称的甲壳质组成）构成，其表面并不光洁，这就是蝴蝶常具有色彩斑斓的结构色及较好疏水性的原因。所以制备超疏水表面就要求：(1) 在疏水材料（接触角>90°）表面上构建粗糙结构；(2) 在粗糙表面上修饰低表面能物质。常通过在表面覆盖氟碳链或硅烷链来降低表面能。从制备方法来说，主要有诱导相分离法、电纺法、溶胶—凝胶法等。

近年来，在织物表面进行超疏水处理，制备功能性防水、防污、防雪等服装面料是界面科学领域以及纺织工业中一个研究热点。而在动物纤维织物表面进行超疏水处理的研究却鲜有报道。

发明内容