[发明专利]一种具有自修复功能的仿穿山甲鳞片结构的纺织面料及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有自修复功能的仿穿山甲鳞片结构的纺织面料及其制备方法，具体制备方法为：将壳聚糖和光固化活性单体中加入桐油，混合均匀，得到芯材，将芯材加入脲醛树脂预聚体，调节pH至酸性，加热反应，洗涤，过滤干燥，得到自修复微胶囊；选用超细纤维作为经线，形状记忆纤维为纬线，仿鳞片结构的凸条组织为织物结构，制备得到形状记忆纺织基布；将自修复微胶囊加入环氧树脂中，对形状记忆纺织基布进行表面涂覆整理，在室温下固化2‑3h后，进行鳞片形状压制后，再加热继续固化，得到自修复涂层改性的仿鳞片纺织面料；最后置于辐照环境下瞬时处理后，涂覆角蛋白溶液，室温烘干，制备得到具有自修复功能的仿穿山甲鳞片结构的纺织面料。

技术领域

本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种具有自修复功能的仿穿山甲鳞片结构的纺织面料及其制备方法。

背景技术

穿山甲为哺乳纲鲮鲤科动物穿山甲的鳞甲，具有充分的药理作用，味淡、性平，气味腥，具有活血消癞，痛经下乳，消肿排瘀，搜风通络等功效，且穿山甲的全身除腹部外均披覆角质瓦状鳞片，每个角质瓦状鳞片的基部都被前排鳞片的末端覆盖，鳞片间分布有刚毛，穿山甲鳞片的表面具有几何非光滑形态，外表面呈宏观非光滑形态，呈现扇形分布的纵向棱纹突起，突起高度一般小于0.5mm，棱纹的大小和间距从中部向两侧递减，呈对称趋势。在每个鳞片表面上，横方向分布有规则的波形变化的凹槽。横向凹槽不同程度地切断纵向棱纹，整体呈现为纵向棱纹与横向凹槽交错变化的、非等格的、几何网状的表面形态。是典型的双向等强度的板壳结构，有一定的回弹能力，既坚固耐磨，又利于减粘脱土，不仅是挖洞时扒土的有效工具，而且起到重要的防护作用。

目前对穿山甲的研究主要集中在穿山甲的药用价值、保护和仿生学研究等几个方面，穿山甲鳞片主要由α-角蛋白和β-角蛋白两种蛋白质组合而成，属于粘弹性材料。中国专利CN 101225920B公开的鳞片型耐磨几何结构表面，基于穿山甲的鳞片裸露部分的形状和排布作为仿效对象，鳞片型几何结构单元的表面形状为对称六边形结构，长短边长比为1-2，短边长的长度为1-50mm，内角α为120-130°，内角β为100-110°，鳞片型的A-A截面为近三角形，B-B截面为梯形，鳞片型高度为1-5mm，将散体物料颗粒的尺寸和表面的相对滑动速度对穿山甲鳞片的结构和性能做出调整，再将仿生的散体物料颗粒几何结构单元通过机械加工、注塑成型、模压成型等工艺，与基体为一体结构，或分别做成单体固定到基体上，提高散体物料与其运动接触面的耐磨性问题，延长使用寿命，提高15-50％。由上述现有技术可知，通过将散体物料的几何结构和表面形态与穿山甲鳞片相似，再附着于基体的表面，可显著提高棘突的耐磨性能，比较适合于机械器件，对纺织复合材料领域并不适用，因此如何将穿山甲鳞片结构仿生应用于纺织复合材料中，以赋予纺织复合材料特殊的性能，十分有研究的必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有自修复功能的仿穿山甲鳞片结构的纺织面料及其制备方法，将超细纤维和形状记忆纤维为原料，制备具有微型凸条结构的纺织基布，再在基布的表面涂覆含自修复微胶囊的涂层，进行仿鳞片结构处理后，再经辐射微刻蚀和角蛋白涂覆整理，得到机械性能、耐磨性能和自修复性能优异的纺织面料。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种具有自修复功能的仿穿山甲鳞片结构的纺织面料，所述具有自修复功能的仿穿山甲鳞片结构的纺织面料包括形状记忆纺织基布和自修复涂层，所述形状记忆纺织基布为由超细纤维和形状记忆纤维织造的具有凸条结构的纺织基布，所述自修复涂层为包覆壳聚糖、光固化活性单体和桐油的脲醛树脂微胶囊、环氧树脂和角蛋白构成，所述自修复涂层表面经仿鳞片结构处理。

作为上述技术方案的优选，所述自修复涂层还包括辐照瞬时微刻蚀处理。

本发明还提供一种具有自修复功能的仿穿山甲鳞片结构的纺织面料的制备方法，包括以下步骤：