[發明專利]一種自修復自清潔的超疏水防護涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202211419111.7
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115874441A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 趙東;呂玉婷;高妍
• 申請（專利權）人: 常州紡織服裝職業技術學院
• 主分類號: D06M11/46
• 分類號: D06M11/46;D06M11/49;D06M15/568;D06M101/32
• 代理公司: 常州智慧騰達專利代理事務所(普通合伙) 32328
• 代理人: 楊雪

本發明提出了一種基于光固化技術NIR自修復自清潔的超疏水防護涂層及其制備，屬于超疏水防護涂層技術領域。按重量份計，所述基于光固化技術的NIR自修復自清潔超疏水防護涂層包括以下組分：5?20份NIR光熱響應性樹莓型無機/有機復合微球、5?20份納米二氧化鈦、5?15份疏水型聚氨酯丙烯酸酯樹脂、20?50份活性稀釋劑、5?15份增粘樹脂、1?5份光引發劑、1?5份光增感劑、1?10份助劑。該超疏水防護涂層具有制備工藝簡單、節能環保、成本低、自修復、自清潔等優點，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及超疏水防護涂層技術領域，具體涉及一種自修復自清潔的超疏水防護涂層及其制備方法。

背景技術

日常生活中穿著或使用的各種纖維織物大多是親水性材料，當沾染污漬后很難被徹底清洗干凈，影響衣物的美觀。受荷葉效應啟發，研究者對超疏水織物進行了深入廣泛的研究。超疏水織物滿足織物與水的靜態接觸角大于150°，而滾動角小于10°的條件，所以織物必須滿足以上兩個條件才具有超疏水性能。由于疏水涂層具有自清潔，防污防水等功能，使其在服裝防護以及油水分離等方面存在很大應用前景。織物因其表面具有特殊的微納米粗糙結構，才使得其具有超疏水的特性，構筑這種微納米粗糙結構一般有兩種方式，即先在織物表面構筑粗糙結構，然后輔以低表面能物質修飾或對粗糙的織物表面進行低表面能物質修飾。

目前，現有技術中制備得到的超疏水織物的穩定性、耐洗和耐摩特性均較差，亟需尋找一種能夠制備得到穩定性好、耐洗和耐摩的超疏水織物的制備方法。目前已公開的多重修復超疏水防護涂層主要通過含氟樹脂或助劑改善涂層的超疏水性能，但是這類物質毒性較大，限制了織物材料自清潔應用，此外現有技術的自修復能力還有待進一步改善。因此，迫切需要構筑一種不含氟的低表面能的超疏水表面。

發明內容

本發明的目的在于提出一種超疏水防護涂層及其制備方法，具有良好的自修復、自清潔效果。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供一種自修復自清潔的超疏水防護涂層，包括以下重量份的組分：5-20份NIR光熱響應性樹莓型無機/有機復合微球、5-20份納米二氧化鈦、5-15份疏水型聚氨酯丙烯酸酯樹脂、20-50份活性稀釋劑、5-15份增粘樹脂、1-5份光引發劑、1-5份光增感劑、1-10份助劑。

作為本發明的進一步改進，所述NIR光熱響應性樹莓型無機/有機復合微球的制備方法如下：在30-100mL三甘醇中加入5-20g乙酰丙酮鐵，溶液需要在氮氣的保護下不斷攪拌，同時反應體系緩慢升溫、保溫反應、離心分離、洗滌、干燥，得到Fe₃O₄納米粒子粉末；接著將1-10g Fe₃O₄納米粒子分散于10-100mL乙醇和水的混合物中，乙醇與水的體積比為1：1，在氮氣的保護下進行劇烈攪拌，逐漸升溫，添加0.1-2g油酸，保溫反應1-3h，冷卻至室溫，用磁鐵礦分離、乙醇洗滌，制備得到油酸改性的Fe₃O₄納米粒子，粒徑范圍為300nm-900nm。

作為本發明的進一步改進，所述納米二氧化鈦的制備方法如下：將5-30g鈦酸鹽、20-100mL醇、0.1-5mL胺室溫下攪拌1-12h，得到半透明二氧化鈦溶膠，溶膠中二氧化鈦的含量控制在5-20g/L，用十八胺調節硅溶膠溶液pH值為7.0-8.0，得到二氧化鈦凝膠，然后在100-500℃煅燒，得到粒徑在30-80nm的納米二氧化鈦。

作為本發明的進一步改進，所述疏水型聚氨酯丙烯酸酯樹脂的制備方法如下：將5-30份2,2-二羥甲基丙酸(DMPA)和5-30份聚四氫呋喃PTMG-1000、5-30份羥乙基丙烯酸酯、1-10份羥丙基硅油混合，加熱至60-70℃，加入異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)(NCO：OH摩爾比為1-3:1)和二月桂酸二丁基錫(DBTOL，總質量的0.1％-1％),持續攪拌1-3h。接著加熱至80-90℃，持續攪拌2-3h。