[發明專利]一種基于TiO2納米管的仿生超疏水芳綸織物的制備方法

在審

• 申請號: 201811056836.8
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109023921A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 姚理榮;董莉;徐思峻;孫啟龍
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: D06M11/46
• 分類號: D06M11/46;D06M101/36
• 代理公司: 上海啟核知識產權代理有限公司 31339
• 代理人: 王仙子

本發明提出了一種基于TiO₂納米管的仿生超疏水芳綸織物的制備方法，包含以下步驟：(1)取TiO₂納米顆粒溶于NaOH溶液中，超聲，避光機械攪拌后將上述溶液置于水熱反應釜中反應；反應產物用蒸餾水沖洗到pH為7以后用酸洗至上層清夜pH為1，再用蒸餾水沖洗到pH為中性，干燥，制得TiO₂納米管，避光保存；(2)取TiO₂納米管加入到硅烷的乙醇溶液中，超聲震蕩；加入蒸餾水，經水解反應即可得到疏水化TiO₂納米管整理液；(3)常溫下將疏水化TiO₂納米管整理液利用涂層機刮涂到芳綸織物表面，雙面涂層，厚度為0.5?1mm，然后在60℃下烘干，即得。本發明所制備的芳綸織物具有良好的超疏水性能、透氣、自清潔、抗紫外和耐磨性好，其在防護服領域具有極為顯著的應用前景。

技術領域

本發明涉及功能面料技術領域，具體涉及一種基于TiO₂納米管的仿生超疏水芳綸織物的制備方法。

背景技術

芳綸纖維是目前世界上防護服外層織物中最為常見的纖維，市場占有率接近70％，且有繼續增長的趨勢。芳綸纖維全稱為聚對苯二甲酰對苯二胺，杜邦公司的商品名為Kevlar，是一種新型高科技合成纖維，具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕、絕緣、抗老化和生命周期長等優良性能，其強度是鋼絲的5～6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2～3倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右，在560℃的溫度下，不分解，不融化。此外，芳綸手感柔軟，可紡性強，良好的阻燃性能和隔熱性能，不會因使用時間和洗滌次數的增加而降低或喪失阻燃性能，常被應用于消防服外層織物。但是芳綸纖維耐光性能和疏水性能差，其與水的接觸角僅為45°～60°，高溫火場下，芳綸織物制作的消防服吸水后易燙傷人體。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提供一種基于TiO₂納米管的仿生超疏水芳綸織物的制備方法，通過硅烷改性TiO₂納米材料，制得基于TiO₂納米管的仿生超疏水芳綸織物，方法工藝簡單，所制備的芳綸織物不僅具有良好的超疏水性能，還具有良好的透氣、自清潔、抗紫外等優點，且通過化學鍵的連接可有效提升氟硅烷修飾的TiO₂納米管與芳綸織物之間牢度，提高耐磨性。

本發明提供一種基于TiO₂納米管的仿生超疏水芳綸織物的制備方法，包含以下步驟：

(1)取TiO₂納米顆粒溶于NaOH溶液，并超聲第一時間，避光機械攪拌第二時間后將上述溶液置于水熱反應釜中反應；反應產物用蒸餾水沖洗到pH為7以后用酸洗至上層清夜pH為1，再用蒸餾水沖洗到pH為中性，干燥，制得TiO₂納米管，避光保存；

(2)取TiO₂納米管加入到硅烷的乙醇溶液中，超聲震蕩第三時間；加入蒸餾水，經水解反應第四時間即可得到疏水化TiO₂納米管整理液；

(3)常溫下將疏水化TiO₂納米管整理液利用涂層機刮涂到芳綸織物表面，雙面涂層，厚度為0.5-1mm，然后在60℃下烘干第五時間，即可得到基于TiO₂納米管的仿生超疏水芳綸織物。

作為本發明進一步的改進，所述硅烷包括全氟辛基三乙氧基硅烷，所述硅烷的乙醇溶液為體積介于2-10mL，所述全氟辛基三乙氧基硅烷的質量濃度介于1％-5％。

作為本發明進一步的改進，所述TiO₂納米顆粒與所述NaOH溶液的質量比為1:(80-100)，所述TiO₂納米管與所述全氟辛基三乙氧基硅烷的質量比為(3-6):1，所述蒸餾水與所述全氟辛基三乙氧基硅烷(25-50):1。

作為本發明進一步的改進，步驟(1)中在所述水熱反應釜中100-150℃反應24-48h。