[发明专利]一种高效防紫外耐磨超疏水棉织物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效防紫外耐磨超疏水棉织物及其制备方法。高效防紫外耐磨超疏水棉织物的制备方法，包括以下步骤：将微米级粒子、纳米级粒子和硅烷偶联剂分散至第一有机溶剂中形成溶液A；将聚二甲基硅氧烷、固化剂和异氰酸酯交联剂分散至第二有机溶剂中形成溶液B；将棉织物浸入溶液A后取出，待其干燥后浸入溶液B中，取出并干燥，得到高效防紫外耐磨超疏水棉织物。本发明所得棉织物表面表现出良好的超疏水性能，并且有优异的机械和化学稳定性，遭受严酷的外部环境后依然能保持超疏水；此外，超疏水棉织物与原始棉织物相比，紫外线防护性能得到很大提高。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，尤其是涉及一种高效防紫外耐磨超疏水棉织物及其制备方法。

背景技术

水接触角(WCA)大于150°的表面定义为超疏水表面，由于其极强的防水性能，在许多领域得到应用例如自清洁、抗结冰、金属防腐、集雾、海洋减和油水分离。通过研究荷叶表面可以使雨滴滚落来除污染物的现象，发现微纳米“乳头”结构和覆盖表面的蜡质物质是这种“自清洁”现象的主要原因。此外，从经典的Wenzel和Cassie-Baxter模型可以看出，粗糙结构和化学成分与表面的疏水性高度相关。根据Wenzel模型，具有分级微纳米结构的粗糙结构可以改善疏水性。而Cassie-Baxter模型进一步说明粗糙结构可以捕获空气，在水和固体表面之间形成气垫，从而导致水滴容易滚落。

棉织物作为一种天然纤维，由于其舒适、柔软、耐碱、透气、耐洗、吸湿等优点，在工业和家庭中得到了广泛的应用。将棉织物表面改造成超疏水，将进一步扩大其应用。目前有许多典型的制备方法，如喷涂、相分离、逐层自组装、化学气相沉积等。但由于制备工艺复杂、设备昂贵、反应时间长等问题，限制了大规模应用。另外，在实际使用过程中，紫外线往往会穿过织物，与皮肤相互作用，加速皮肤老化，引发各种疾病。因此，有必要将超疏水棉织物与防紫外线材料的优点结合起来，形成多功能织物。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种高效防紫外耐磨超疏水棉织物及其制备方法，解决现有技术中超疏水棉织物制备工艺复杂、不利于大规模应用的技术问题。

本发明的第一方面提供一种高效防紫外耐磨超疏水棉织物的制备方法，包括以下步骤：

将微米级粒子、纳米级粒子和硅烷偶联剂分散至第一有机溶剂中形成溶液A；

将聚二甲基硅氧烷、固化剂和异氰酸酯交联剂分散至第二有机溶剂中形成溶液B；

将棉织物浸入溶液A后取出，待其干燥后浸入溶液B中，取出并干燥，得到高效防紫外耐磨超疏水棉织物。

本发明的第二方面提供一种高效防紫外耐磨超疏水棉织物，该高效防紫外耐磨超疏水棉织物通过本发明第一方面提供的高效防紫外耐磨超疏水棉织物的制备方法得到。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

本发明将微米级粒子和纳米级粒子通过硅烷偶联剂的作用固定在棉织物表面，构建独特微纳结构，随后用聚二甲基硅氧烷作为低表面能材料进行修饰，降低改性织物的表面张力，使所得棉织物表面表现出良好的超疏水性能，并且有优异的机械和化学稳定性，遭受严酷的外部环境后依然能保持超疏水；此外，超疏水棉织物与原始棉织物相比，紫外线防护性能得到很大提高，并且对各种油污有良好的分离效果；本发明提供的无氟环保的多功能超疏水棉织物可以在防水、自清洁、抗紫外和油水分离等多个领域均具有很好的应用前景。

本发明的制备方法简单、省时、环保，有利于大规模推广。

附图说明

图1为本发明实施例3制备的超疏水棉织物的扫描电子显微镜(SEM)图；

图2为本发明实施例3制备的超疏水棉织物水滴接触角图片；

图3为本发明实施例3制备的超疏水棉织物自清洁性能上的光学图片；