[發(fā)明專利]無氟化超疏水棕櫚纖維及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110225064.1
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN112981950A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鐘;王國和
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: D06M13/517
• 分類號: D06M13/517;D06M101/04
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 蘇張林

本發(fā)明公開了一種無氟化超疏水棕櫚纖維及其制備方法，其制備方法包括以下步驟：在催化劑的存在下，將棕櫚纖維、無氟硅烷化合物于溶劑中進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，收集產(chǎn)物，洗滌、烘干后，得到所述無氟化超疏水棕櫚纖維。本發(fā)明還公開了所述無氟化超疏水棕櫚纖維作為保溫材料的應(yīng)用。本發(fā)明的無氟化超疏水棕櫚纖維，其超疏水效果利用硅烷另一側(cè)的烷基鏈形成，此外通過多點(diǎn)反應(yīng)形成穩(wěn)定的絨毛狀結(jié)構(gòu)，形成超疏水效果。此外通過中空的棕櫚纖維，提供了保溫的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紡織新材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種無氟化超疏水棕櫚纖維，其制備方法以及作為保溫材料的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著世界一體化以及科技的逐步發(fā)展，天然纖維由于其功能單一，在人們生活中的占比逐漸縮小。然而人們對來自大自然的產(chǎn)品，總有一種揮之不去的向往。因此具有可再生、環(huán)保、可降解等優(yōu)勢的天然纖維逐漸吸引了更多的關(guān)注。相比于化纖產(chǎn)品的多樣性等優(yōu)勢，如何提升天然纖維的附加性能成為了其發(fā)展的必經(jīng)之路。

含氟材料通常具有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性、低摩擦系、低表面能、憎水憎油性能，在石油化工等諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。然而含氟材料在其制備過程中以及使用過程中所帶來的不可避免的毒性，限制了該類制品在生活中的使用。近年來，更多的關(guān)注集中在了無氟功能性材料，尤其是與生活息息相關(guān)的疏水方面，具有極高的應(yīng)用前景。

申請?zhí)枮镃N201610987952.6的中國專利公布了一種采用納米材料與纖維素在真空活化處理后得到的超疏水纖維。將納米材料分散于分散劑中,得到混合液；將混合液附著在纖維材料上；將附有混合液的纖維材料真空活化處理,得到超疏水纖維材料超疏水纖維材料的表面為由納米材料組成的超疏水結(jié)構(gòu),納米材料與纖維材料之間通過范德華力連接。以上疏水材料中，主要通過吸附在表面形成疏水層，牢固性較差，容易在使用過程中失去效果。

因此，開發(fā)牢固性好，無氟的超疏水材料具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種無氟超疏水天然纖維，利用無氟硅烷化合物在纖維表面接枝后形成一層絨毛狀的疏水層，并且由于硅分子的三維立構(gòu)，使得烷基鏈有序的成型提供超疏水性能。

本發(fā)明提供了一種無氟化超疏水棕櫚纖維的制備方法，包括以下步驟：

在催化劑的存在下，將棕櫚纖維、無氟硅烷化合物于溶劑中進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，收集產(chǎn)物，洗滌、烘干后，得到所述無氟化超疏水棕櫚纖維。

進(jìn)一步地，所述棕櫚纖維為堿性脫膠后的棕櫚纖維。優(yōu)選地，所述棕櫚纖維堿化采用氫氧化鈉和雙氧水處理。

進(jìn)一步地，所述含硅烷的化合物選自十八烷基三氯硅烷、十八烷基二氯硅烷、十二烷基三氯硅烷、十二烷基二氯硅烷中的一種或多種。優(yōu)選地，所述無氟硅烷化合物為十八烷基三氯硅烷或十八烷基二氯硅烷。

進(jìn)一步地，所述棕櫚纖維與含硅烷化合物的質(zhì)量比為1:1.5-2.6(即摩爾比1:0.6-1.1)。

進(jìn)一步地，所述棕櫚纖維與催化劑的質(zhì)量比為1:1-1.25(即摩爾比1:1.3-1.6)。所述催化劑包括但不限于4-二甲氨基吡啶。

進(jìn)一步地，所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺以及咪唑組成的堿性混合溶液體系。

進(jìn)一步地，所述pH調(diào)節(jié)劑為咪唑，所述棕櫚纖維與咪唑的質(zhì)量比為1:0.6-1.0(即摩爾比1:1.2-2.1)。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)的時間為2-4h。反應(yīng)溫度為室溫，有助于反應(yīng)的安全進(jìn)行。

優(yōu)選地，反應(yīng)完全后，將反應(yīng)溶液于150目濾網(wǎng)上過濾，并數(shù)次使用溶劑N,N-二甲基甲酰胺和蒸餾水進(jìn)行洗滌，烘干后得到產(chǎn)物。過濾優(yōu)選地采用簡易濾網(wǎng)，可以降低生產(chǎn)要求。

本發(fā)明還提供了由所述的方法制備得到的無氟化超疏水棕櫚纖維。