本發(fā)明涉及紡織材料,尤其涉及一種納米改性聚酯纖維超疏水抗靜電材料及制備方法。
背景技術(shù):
1、聚酯纖維面料因其優(yōu)良的耐磨性、抗皺性和染色性能而被廣泛應(yīng)用于服裝、家居裝飾和工業(yè)領(lǐng)域。然而,傳統(tǒng)聚酯纖維面料具有吸濕性小、導(dǎo)電性差、摩擦系數(shù)大而大量積聚靜電,使材料表面易于吸附灰塵,這不僅影響服裝美觀(guān),甚至還會(huì)影響器材的工作效率和使用壽命。
2、超疏水材料憑借其對(duì)液態(tài)水的獨(dú)特排斥性和低粘附性,在諸如防腐蝕、防凍、自潔、油水分離及生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域展露了非凡的應(yīng)用前景。近年來(lái),該領(lǐng)域的研究與產(chǎn)業(yè)化取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,通過(guò)精細(xì)的表面微納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及低表面能物質(zhì)的改性處理,成功研制出性能卓越且穩(wěn)定性強(qiáng)的超疏水涂層與材料。然而,超疏水材料的應(yīng)用面臨耐久性待增強(qiáng)、工藝較復(fù)雜等挑戰(zhàn)。
3、因此,開(kāi)發(fā)既具有耐磨性好、工藝簡(jiǎn)單、耐久性好的超疏水材料,又同時(shí)具備抗靜電特性的聚酯纖維復(fù)合材料顯得很重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決滌綸織物因吸濕性不足、易產(chǎn)生靜電積聚及灰塵吸附同時(shí)耐久性差的問(wèn)題,本發(fā)明的目的是提出一種納米改性聚酯纖維超疏水抗靜電材料及制備方法。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
3、一種超疏水抗靜電聚酯纖維面料的制備方法,包括以下步驟:
4、將織物浸潤(rùn)含有納米二氧化鈦與氧化鋅的抗靜電整理劑后干燥,再浸潤(rùn)含有硬脂醇、十八胺與疏水長(zhǎng)鏈硅烷的超疏水整理液,干燥得到超疏水抗靜電聚酯纖維面料。
5、進(jìn)一步的,含有納米二氧化鈦與氧化鋅的抗靜電整理劑通過(guò)以下過(guò)程制得:
6、將納米氧化鋅加入含有冰醋酸的水溶液中,攪拌均勻,得到納米氧化鋅懸濁液;
7、將鈦酸四丁酯溶于冰醋酸中,攪拌均勻,得到鈦酸四丁酯醋酸溶液;
8、將鈦酸四丁酯醋酸溶液與納米氧化鋅懸濁液,在40~50℃下反應(yīng)1~3h,然后加入聚乙烯吡咯烷酮,得到含有納米二氧化鈦與氧化鋅的抗靜電整理劑。
9、進(jìn)一步的,含有冰醋酸的水溶液的ph值為2,納米氧化鋅懸濁液中納米氧化鋅與含有冰醋酸的水溶液的用量比為1-3g:10-30ml;
10、鈦酸四丁酯醋酸溶液中鈦酸四丁酯與冰醋酸的體積比為4.2-12:15-45;
11、納米氧化鋅與鈦酸四丁酯的用量比為1-3g:4.2-12ml。
12、進(jìn)一步的,聚乙烯吡咯烷酮用量為抗靜電整理劑質(zhì)量的3-7wt%。
13、進(jìn)一步的,含有硬脂醇、十八胺與疏水長(zhǎng)鏈硅烷的超疏水整理液通過(guò)以下過(guò)程制得:
14、將硬脂醇與十八胺溶于有機(jī)溶劑中,混合均勻,然后加入疏水長(zhǎng)鏈硅烷,混合均勻,得到含有硬脂醇與十八胺的超疏水整理液。
15、進(jìn)一步的,所述有機(jī)溶劑為無(wú)水乙醇、甲醇、異丙醇、丙酮與乙酸乙酯中的一種或幾種。
16、進(jìn)一步的,所述疏水長(zhǎng)鏈硅烷為聚二甲基硅氧烷、烷基三氯硅烷、烷基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷與丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
17、進(jìn)一步的,硬脂醇、十八胺與疏水長(zhǎng)鏈硅烷的質(zhì)量比為0.5-0.6:0.6-0.7:0.1-0.4。
18、進(jìn)一步的,硬脂醇與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為0.5-0.6:50-100。
19、一種超疏水抗靜電聚酯纖維面料。
20、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有的有益效果:
21、本發(fā)明中利用含有納米二氧化鈦與氧化鋅的抗靜電整理劑,以及含有十八胺與疏水長(zhǎng)鏈硅的超疏水整理液,巧妙地融合了金屬氧化物納米二氧化鈦/氧化鋅的卓越導(dǎo)電性能與材料表面利用硬脂醇、十八胺、低表面能物質(zhì)疏水長(zhǎng)鏈硅烷構(gòu)筑的疏水結(jié)構(gòu),從而使得聚酯纖維面料具有優(yōu)異的超疏水特性和優(yōu)異的抗靜電能力,同時(shí)保持了聚酯纖維原有的優(yōu)良性能。本發(fā)明為紡織行業(yè)提供了一種新的超疏水抗靜電面料制備技術(shù),具有廣闊的應(yīng)用前景。
22、進(jìn)一步的,超疏水整理液制備過(guò)程中,原料的用量以及超聲處理時(shí)間都對(duì)整理液疏水效果有影響,因?yàn)闃?gòu)筑超疏水表面需要滿(mǎn)足兩個(gè)條件,分別是材料表面需要微-納結(jié)構(gòu)和需要低表面能物質(zhì)疏水長(zhǎng)鏈硅烷修飾,而這些構(gòu)造都需要精細(xì)調(diào)控,若是混合不均勻,則會(huì)導(dǎo)致疏水效果不佳。
23、進(jìn)一步的,抗靜電整理液制備過(guò)程中,原料的用量、溫度、時(shí)間都會(huì)對(duì)抗靜電劑的性能產(chǎn)生影響,因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程涉及化學(xué)反應(yīng),若是反應(yīng)溫度過(guò)低,生成的二氧化鈦的量少,從而影響抗靜電的效果。
1.一種超疏水抗靜電聚酯纖維面料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水抗靜電聚酯纖維面料的制備方法,其特征在于,含有納米二氧化鈦與氧化鋅的抗靜電整理劑通過(guò)以下過(guò)程制得:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水抗靜電聚酯纖維面料的制備方法,其特征在于,含有冰醋酸的水溶液的ph值為2,納米氧化鋅懸濁液中納米氧化鋅與含有冰醋酸的水溶液的用量比為1-3g:10-30ml;
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水抗靜電聚酯纖維面料的制備方法,其特征在于,聚乙烯吡咯烷酮用量為抗靜電整理劑質(zhì)量的3-7wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水抗靜電聚酯纖維面料的制備方法,其特征在于,含有硬脂醇、十八胺與疏水長(zhǎng)鏈硅烷的超疏水整理液通過(guò)以下過(guò)程制得:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超疏水抗靜電聚酯纖維面料的制備方法,其特征在于,所述有機(jī)溶劑為無(wú)水乙醇、甲醇、異丙醇、丙酮與乙酸乙酯中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超疏水抗靜電聚酯纖維面料的制備方法,其特征在于,所述疏水長(zhǎng)鏈硅烷為聚二甲基硅氧烷、烷基三氯硅烷、烷基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷與丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超疏水抗靜電聚酯纖維面料的制備方法,其特征在于,硬脂醇、十八胺與疏水長(zhǎng)鏈硅烷的質(zhì)量比為0.5-0.6:0.6-0.7:0.1-0.4。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超疏水抗靜電聚酯纖維面料的制備方法,其特征在于,硬脂醇與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為0.5-0.6:50-100。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述方法制備的超疏水抗靜電聚酯纖維面料。