[发明专利]一种拒水织物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种拒水织物及其制备方法。以不同氟原子数的短碳链氟烷基醇为起始剂，先经酰化试剂处理生成短碳链氟烷基溴乙酸酯，再与N,N'‑双(对甲苯磺酰)肼合成短碳链氟烷基重氮乙酸酯单体；织物先后分别经酰化试剂、N,N’‑二甲苯磺酰肼处理制得表面含有接枝位点的重氮化织物；最后经卡宾聚合将具有单碳重复单元的含氟聚合物通过共价键接枝到织物表面，制得了具有疏水性的改性织物。整个反应均是在低温/室温下进行，操作简单，工艺环保。基于卡宾聚合物单碳重复、立体规整的特性，在不同条件下通过纤维表面诱导卡宾聚合物结晶驱动自组装一步在织物表面构筑了不同几何形貌与尺寸的含氟聚合物糙化结构，并且在一定程度上做到了形貌均一、尺寸可控。

技术领域

本发明涉及一种拒水织物及其制备方法，具体涉及一种卡宾聚合共价接枝含氟聚合物，在纤维表面构筑具有几何形貌的低表面能糙化结构，属于特种功能性纺织品及其制备技术领域。

背景技术

随着复合材料的不断发展，我国的功能性纺织品材料虽然还处于开发的初始阶段，但发展空间很大且附加价值也相当高使之成为了近些年材料开发的一个热点。织物纤维是一种比表面很大的材料，而纤维材料的表面改性成为了制备这些功能材料的主要方法，特别是在防水拒油纺织品制备领域。目前制备拒水织物的 主要方法有浸渍涂层法、喷涂法、溶胶凝胶法和气/液相沉积法等，但利用这些方法制得的改性织物表面疏水效果很容易减弱或丧失。

共价接枝是近些年发展比较快且行之有效的化学改性方法。由于较低的表面能和一定的粗糙度是获取拒水表面的必备条件，所以共价接枝一般是在纤维表面构建一个活性位点或者是利用纤维本身的官能团将低表面能聚合物通过共价键接枝到织物上，或者是一些含低表面能元素的单体直接在纤维表面上的接枝位点出发生聚合反应生成了低表面能聚合物。但是由于传统的碳烯聚合物(C₂聚合物)分子链间的柔顺性，使得其在织物表面接枝后往往成膜而不是形貌均一的糙化结构。

发明内容

本发明针对目前采用浸渍涂层法制备拒水功能性织物存在牢度差、对纤维本身产生一定的损伤和大多需要多步的有机-无机杂化的弊端，而采用传统的碳烯聚合共价接枝法在织物表面接枝低表面能聚合物又无法产生几何形貌糙化结构的问题，公开了一种采用卡宾聚合共价接枝含氟聚合物制备拒水织物的方法。利用卡宾聚合物单碳重复的特性即对织物表面共价接枝时，在每个链增长环节中只提供一个碳单元的单体的聚合物生长，使得接枝的短氟链氟烷基链段对聚合物主链具有很好屏蔽效果。在纤维表面的诱导下，在织物表面接枝的卡宾含氟聚合物生成了几何形貌的低表面糙化结构，有效地提高了织物拒水性。

本发明通过卡宾聚合共价接枝一步在织物表面构造几何形貌的低表面能糙化结构，进而生产了一种拒水织物，其化学结构式示意如下：

R为H或者R`，m、n表示重复单元，为常规表示；卡宾聚合共价接枝的纤维表面具有形貌均一、尺寸大体可控的微/纳米级的低表面能聚合物晶体糙化结构。

实现本发明目的的技术方案是：

一种拒水织物，包括织物以及织物表面卡宾聚合共价接枝的含氟聚合物；所述卡宾聚合共价接枝的含氟聚合物结构式如下：

R_f为氟烷基；优选的，氟烷基中的氟原子数为3～15。

本发明公开了上述拒水织物在制备防水材料中的应用。

上述拒水织物的制备方法包括如下步骤：在催化剂作用下，将氟烷基重氮乙酸酯与活性织物置于有机溶剂中，通过卡宾聚合反应在织物的纤维表面共价接枝含氟聚合物，得到拒水织物；所述活性织物为含接枝位点的织物。

本发明中，氟烷基重氮乙酸酯中，氟原子数为3～15；接枝位点为重氮；所述催化剂为钯盐；所述有机溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、乙醇中的一种或几种；卡宾聚合反应在震荡或者搅拌下进行。