[發明專利]一種拒水織物及其制備方法

有效

• 申請號: 202010936730.8
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112048910B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 縱亞坤;李戰雄;陳明強;李武龍
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: D06M13/322
• 分類號: D06M13/322;D06M15/37;D06M101/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強;陶海鋒

本發明公開了一種拒水織物及其制備方法。以不同氟原子數的短碳鏈氟烷基醇為起始劑，先經酰化試劑處理生成短碳鏈氟烷基溴乙酸酯，再與N,N'?雙(對甲苯磺酰)肼合成短碳鏈氟烷基重氮乙酸酯單體；織物先后分別經酰化試劑、N,N’?二甲苯磺酰肼處理制得表面含有接枝位點的重氮化織物；最后經卡賓聚合將具有單碳重復單元的含氟聚合物通過共價鍵接枝到織物表面，制得了具有疏水性的改性織物。整個反應均是在低溫/室溫下進行，操作簡單，工藝環保。基于卡賓聚合物單碳重復、立體規整的特性，在不同條件下通過纖維表面誘導卡賓聚合物結晶驅動自組裝一步在織物表面構筑了不同幾何形貌與尺寸的含氟聚合物糙化結構，并且在一定程度上做到了形貌均一、尺寸可控。

技術領域

本發明涉及一種拒水織物及其制備方法，具體涉及一種卡賓聚合共價接枝含氟聚合物，在纖維表面構筑具有幾何形貌的低表面能糙化結構，屬于特種功能性紡織品及其制備技術領域。

背景技術

隨著復合材料的不斷發展，我國的功能性紡織品材料雖然還處于開發的初始階段，但發展空間很大且附加價值也相當高使之成為了近些年材料開發的一個熱點。織物纖維是一種比表面很大的材料，而纖維材料的表面改性成為了制備這些功能材料的主要方法，特別是在防水拒油紡織品制備領域。目前制備拒水織物的 主要方法有浸漬涂層法、噴涂法、溶膠凝膠法和氣/液相沉積法等，但利用這些方法制得的改性織物表面疏水效果很容易減弱或喪失。

共價接枝是近些年發展比較快且行之有效的化學改性方法。由于較低的表面能和一定的粗糙度是獲取拒水表面的必備條件，所以共價接枝一般是在纖維表面構建一個活性位點或者是利用纖維本身的官能團將低表面能聚合物通過共價鍵接枝到織物上，或者是一些含低表面能元素的單體直接在纖維表面上的接枝位點出發生聚合反應生成了低表面能聚合物。但是由于傳統的碳烯聚合物(C₂聚合物)分子鏈間的柔順性，使得其在織物表面接枝后往往成膜而不是形貌均一的糙化結構。

發明內容

本發明針對目前采用浸漬涂層法制備拒水功能性織物存在牢度差、對纖維本身產生一定的損傷和大多需要多步的有機-無機雜化的弊端，而采用傳統的碳烯聚合共價接枝法在織物表面接枝低表面能聚合物又無法產生幾何形貌糙化結構的問題，公開了一種采用卡賓聚合共價接枝含氟聚合物制備拒水織物的方法。利用卡賓聚合物單碳重復的特性即對織物表面共價接枝時，在每個鏈增長環節中只提供一個碳單元的單體的聚合物生長，使得接枝的短氟鏈氟烷基鏈段對聚合物主鏈具有很好屏蔽效果。在纖維表面的誘導下，在織物表面接枝的卡賓含氟聚合物生成了幾何形貌的低表面糙化結構，有效地提高了織物拒水性。

本發明通過卡賓聚合共價接枝一步在織物表面構造幾何形貌的低表面能糙化結構，進而生產了一種拒水織物，其化學結構式示意如下：

R為H或者R`，m、n表示重復單元，為常規表示；卡賓聚合共價接枝的纖維表面具有形貌均一、尺寸大體可控的微/納米級的低表面能聚合物晶體糙化結構。

實現本發明目的的技術方案是：

一種拒水織物，包括織物以及織物表面卡賓聚合共價接枝的含氟聚合物；所述卡賓聚合共價接枝的含氟聚合物結構式如下：

R_f為氟烷基；優選的，氟烷基中的氟原子數為3～15。

本發明公開了上述拒水織物在制備防水材料中的應用。

上述拒水織物的制備方法包括如下步驟：在催化劑作用下，將氟烷基重氮乙酸酯與活性織物置于有機溶劑中，通過卡賓聚合反應在織物的纖維表面共價接枝含氟聚合物，得到拒水織物；所述活性織物為含接枝位點的織物。

本發明中，氟烷基重氮乙酸酯中，氟原子數為3～15；接枝位點為重氮；所述催化劑為鈀鹽；所述有機溶劑為四氫呋喃、二氯甲烷、乙醇中的一種或幾種；卡賓聚合反應在震蕩或者攪拌下進行。