一种织物表面构建拒水耐久涂层的方法及产品

    专利查询2025-06-20  19


    本发明属于功能纺织品技术,涉及织物表面改性,具体涉及一种织物表面构建拒水耐久涂层的方法及产品。


    背景技术:

    1、有机硅聚合物具有多种优异特性,如出色的生物相容性、透明度、热稳定性和低表面能,因此常应用于涂料、粘合剂以及柔性材料等方面;但是有机硅材料具有低极性和低表面能,其往往与基材相容性差。受生物结构启发,最小化液体与织物之间的接触面积是增强超疏水性的广泛使用策略,通过自上而下的方法构建微/纳米粗糙结构涂层,以及原位生长和化学二次改性的低表面能表面,成功在织物上制备了各种超疏水涂层。然而,织物表面的超疏水涂层的耐久性一直是一种挑战[bulut y, sülar v. effects of processparameters on mechanical properties of coated fabrics[j]. sariişikm.international journal of clothing science and technology, 2011, 23(4): 205-221. pal s, mondal s, pal p, et al. fabrication of durable, fluorine-freesuperhydrophobic cotton fabric for efficient self-cleaning and heavy/lightoil-water separation[j]. colloid and interface science communications, 2021,44: 100469]。


    技术实现思路

    1、本发明通过蒸汽诱导相分离工艺结合整理材料,增加嵌段聚合物微结构涂层与织物纤维的结合牢度,提高嵌段聚合物蒸汽诱导相分离涂层织物的整理耐久性,涂层疏水效果更好,对水的接触角分别为167.3 ± 0.3°和161.2 ± 0.6°,达到超疏水。

    2、本发明采用如下技术方案:

    3、一种织物表面构建拒水耐久涂层的方法,包括以下步骤,将带有聚合物溶液的预处理织物在蒸汽环境中诱导相分离,在织物表面构建拒水耐久涂层。

    4、本发明聚合物溶液中,聚合物为ps- b-pdms,溶剂包括thf(四氢呋喃)、cs2;聚合物溶液的浓度为20~80 mg/ml,优选30~60 mg/ml。

    5、本发明中,预处理织物使用的预处理剂包括多巴胺,通过聚合,在织物表面形成聚多巴胺。具体的,将织物浸渍在多巴胺溶液中震荡处理,得到预处理织物;优选的,多巴胺溶液的浓度为1~10 g/l;优选的,震荡处理为20~50℃震荡10~30 h。

    6、本发明中,蒸汽包括水蒸汽、有机溶剂蒸汽,优选的,有机溶剂包括小分子醇,比如乙醇。优选的,蒸汽环境为饱和蒸汽环境。

    7、本发明中,将预处理织物放置在蒸汽环境中,在织物表面加聚合物溶液,构建拒水耐久涂层。优选的,织物上表面积、聚合物溶液的比例为4cm2∶(10~100)μl,进一步的,织物上表面积、聚合物溶液的比例为4cm2∶(20~80)μl,进一步的,织物上表面积、聚合物溶液的比例为4cm2∶(25~50)μl;作为常识,织物上表面为承接聚合物溶液的表面。

    8、本发明中,织物表面构建拒水耐久涂层的方法在室温下进行。

    9、本发明公开了根据织物表面构建拒水耐久涂层的方法制备的拒水耐久涂层的织物。

    10、本发明公开了上述拒水耐久涂层的织物在制备功能织物中的应用;优选的,在制备疏水织物、耐紫外织物、耐酸碱织物或自清洁织物中的应用。

    11、本发明利用多巴胺预处理织物提高ps- b-pdms涂层耐久性及涂层结构性能,尤其是,该涂层在36次耐胶粘测试和9次耐水洗测试后仍可维持超疏水状态并且具有良好的抗紫外性能。在蒸汽诱导相分离工艺下,蒸汽类型(水和乙醇)、嵌段共聚物含硅量、溶剂(thf和cs2)以及织物织构对涤纶表面形貌和疏水性的影响。在水蒸汽气氛中,整理后的涤纶疏水效果一般。当溶剂为cs2时,只有涤塔夫表面可以形成少量多孔涂层,其余均形成颗粒状涂层。当溶剂为thf时,涤纶表面均形成块状膜。与之相比,涤纶在乙醇蒸汽气氛中涂层整理后,疏水效果普遍较高,最高可达167.3 ± 0.3°。当溶剂为cs2时,涤纶表面涂层形貌杂乱、成球形状不规则。当溶剂为thf时,涤纶表面产生了更多的球状形貌。值得注意的是,在thf中,当含硅量为60%时,精梳涤纶表面生成的涂层中微球均嵌入纤维,大大改善了耐久性。



    技术特征:

    1.一种织物表面构建拒水耐久涂层的方法,包括以下步骤,将带有聚合物溶液的预处理织物在蒸汽环境中诱导相分离,在织物表面构建拒水耐久涂层。

    2.根据权利要求1所述织物表面构建拒水耐久涂层的方法,其特征在于,聚合物溶液中,聚合物为ps-b-pdms,溶剂包括thf、cs2。

    3. 根据权利要求2所述织物表面构建拒水耐久涂层的方法,其特征在于,聚合物溶液的浓度为20~80 mg/ml。

    4.根据权利要求1所述织物表面构建拒水耐久涂层的方法,其特征在于,预处理织物使用的预处理剂包括多巴胺。

    5.根据权利要求1所述织物表面构建拒水耐久涂层的方法,其特征在于,蒸汽包括水蒸汽、有机溶剂蒸汽。

    6.根据权利要求5所述织物表面构建拒水耐久涂层的方法,其特征在于,有机溶剂包括小分子醇。

    7.根据权利要求1所述织物表面构建拒水耐久涂层的方法,其特征在于,将预处理织物放置在蒸汽环境中,在织物表面加聚合物溶液,构建拒水耐久涂层。

    8.根据权利要求1所述织物表面构建拒水耐久涂层的方法制备的拒水耐久涂层的织物。

    9.权利要求8所述拒水耐久涂层的织物在制备功能织物中的应用。

    10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述功能织物包括疏水织物、耐紫外织物、耐酸碱织物、自清洁织物。


    技术总结
    本发明公开了一种织物表面构建拒水耐久涂层的方法及产品,测试了整理前后织物对水的静态接触角,精梳涤纶在THF溶剂和含硅量60%的条件下处理后,疏水效果最好,接触角可达到167.3±0.3°,具有超疏水性、自清洁和吸油能力。对微球涂层整理的织物进行了抗紫外测试,可知整理织物具有良好的抗紫外性。测试了精梳涤纶微球涂层的机械稳定性,发现微球涂层在经历36次循环耐胶粘和9次耐水洗测试后接触角仍保持在150°以上,说明织物经聚多巴胺预处理有助于后整理涂层的机械稳定性提高,整理织物对酸碱液滴(pH=3~12)具有良好的稳定性,经长时间酸碱浸泡后可维持疏水性,测得整理织物服用性能良好。

    技术研发人员:赵漫漫,李战雄
    受保护的技术使用者:苏州大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-29621.html

    最新回复(0)