一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，該方法包括如下步驟：將草酸鈦鉀溶解在去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下緩慢滴加H2O2溶液，用HCl調(diào)節(jié)上述溶液的pH值，得配制好的溶液，將所述配制好的溶液移至藍蓋試劑瓶中，在所述藍蓋試劑瓶中加入干凈的棉布，通過一步水浴法制得具備納米TiO2表面的棉布；將所述具備納米TiO2表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反應(yīng)一定時間后取出烘干，制得具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性棉織物表面的棉布。該方法具有工藝簡便易操作、反應(yīng)條件溫和、持久穩(wěn)定的超疏水自清潔性能，良好的油水分離功能，織物的舒適性、機械性能優(yōu)良。
【專利說明】一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在纖維織物表面構(gòu)筑具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性二氧化鈦膜層的構(gòu)筑方法。

【背景技術(shù)】
[0002]自1997年德國植物學(xué)家Barthlott發(fā)現(xiàn)荷葉表面的自清潔效應(yīng)和超疏水現(xiàn)象以來，超疏水表面已經(jīng)引起了科研人員極大的興趣和廣泛的關(guān)注。所謂超疏水表面是指與水滴的接觸角大于150°且滾動角小于10°的表面。研究發(fā)現(xiàn),這些超疏水表面的微納米結(jié)構(gòu)對超疏水性起著至關(guān)重要的作用。目前，制備超疏水表面主要通過以下兩種途徑:(1)在超疏水表面構(gòu)建粗糙結(jié)構(gòu)(2)在粗糙表面修飾低表面能物質(zhì)。已經(jīng)報道了許多比較成熟的制備技術(shù)，如溶膠-凝膠法、誘導(dǎo)相分離法、電紡法、等離子體刻蝕、電化學(xué)沉積法等。眾所周知，上述方法所制備的超疏水表面機械性能差，在外力刮擦、磨損情況下，疏水性能下降嚴重，因此，如何制備持久穩(wěn)定的超疏水自清潔表面成為人們亟待解決的問題。
[0003]納米1102具有抗紫外線性、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、無毒性等特點，近些年來被廣泛用在抗紫外線材料、紡織領(lǐng)域。目前，最主要的是用溶膠-凝膠法或電紡法制備超疏水表面，然而這些方法需要特殊的實驗設(shè)備，而且實驗周期長、納米Ti02形貌不可控，因此，如何既可以運用納米Ti02獲得表面具有持久的超疏水自清潔性能、良好的機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、油水分離性能，又可以減少實驗周長、運用簡單實驗設(shè)備來制造的超疏水自清潔表面成為人們亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是:提供一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，采用一步水浴法制備微納結(jié)構(gòu)Ti02膜層與氟硅烷修飾相結(jié)合，解決制備超疏水自清潔表面操作工藝復(fù)雜、穩(wěn)定性差、Ti02膜層形貌不可控的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，該方法包括如下步驟:
[0007](1)將草酸鈦鉀溶解在去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下緩慢滴加H202溶液，用HC1調(diào)節(jié)上述溶液的PH值，得配制好的溶液，將所述配制好的溶液移至藍蓋試劑瓶中，在所述藍蓋試劑瓶中加入干凈的棉布，通過一步水浴法制得具備納米Ti02表面的棉布；和
[0008](2)將所述具備納米Ti02表面的棉布浸泡在氟娃燒溶液中，反應(yīng)一定時間后取出烘干，制得具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性棉織物表面的棉布。
[0009]進一步的，步驟(1)中所述將草酸鈦鉀溶解在去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下緩慢滴加H202溶液的步驟包括:將0.25?3mmol的草酸鈦鉀溶解在30ml去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下緩慢滴加1ml質(zhì)量分數(shù)為30%的H202溶液。
[0010]進一步的，步驟⑴中所述用HC1調(diào)節(jié)上述溶液的PH值中的PH值為1-2。
[0011]進一步的，步驟(1)中所述干凈的棉布為依次經(jīng)過水、無水乙醇超聲清洗，并烘干的棉布。
[0012]進一步的，步驟(1)中所述一步水浴法為在溫度為80°C的水浴鍋中反應(yīng)0.5?50小時。
[0013]進一步的，步驟(1)中所述通過一步水浴法制得具備納米Ti02表面的棉布后，還需用去離子水清洗所述具備納米Ti02表面的棉布。
[0014]進一步的，步驟(2)中所述氟硅烷溶液為1H，1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(PDES)、1H，1H, 2H, 2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(PTES)、氯硅烷以及硅氧烷類化合物中的任意一種配制成的溶液。
[0015]進一步的，步驟(2)中所述氟硅烷溶液的體積分數(shù)為1_6%，其配制步驟為:在干燥潔凈的離心管中加入38-48ml甲醇，然后緩慢滴加0.5_3ml PDES，加入磁力轉(zhuǎn)子在攪拌的狀態(tài)下滴加1.5-9ml H20。
[0016]進一步的，步驟(2)中將所述具備納米Ti02表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反應(yīng)一定時間后取出烘干，包括將所述具備納米Ti02表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反應(yīng)1小時，然后取出于140°c的溫度下烘干。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0018](1)采用一步水浴法獲得納米Ti02表面，制備工藝簡單，操作方便，制備的Ti02膜層形貌可控、耐久性好，解決了許多傳統(tǒng)方法制備工序復(fù)雜，耗時長、穩(wěn)定性、機械性能差，Ti02表面形貌不可控等問題。
[0019](2)氟硅烷修飾納米Ti02棉織物在短時間內(nèi)就可獲得超疏水自清潔表面，此外，織物表面表現(xiàn)出良好的油水分離現(xiàn)象，并且在外力摩擦作用下，擁有持久的超疏水性能。棉纖維素是世界上豐富的資源，成本低、可生物降解性好、耐化學(xué)性好，解決了原料成本高，環(huán)境污染嚴重等問題，所制備的表面對環(huán)境無污染，無毒害，可直接與食物接觸，并可在無損失液體運輸、微量吸液管、超疏水紡織品、油水分離材料得以廣泛應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中，
[0021]圖1為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法的步驟示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的元素分布以及EDS能譜圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的形貌及接觸角；
[0024]圖4為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的各個階段XPS譜圖；
[0025]圖5為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法的實施例一中所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的SEM圖；
[0026]圖6為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法的實施例二中所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的SEM圖；
[0027]圖7為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法的實施例三中所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的SEM圖；
[0028]圖8為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法的實施例四中所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的SEM圖；和
[0029]圖9為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法中所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面經(jīng)外界摩擦后的接觸角及SEM圖。

【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明提供一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，包括以下步驟:
[0031]一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，該方法包括如下步驟:
[0032](1)將草酸鈦鉀溶解在去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下緩慢滴加H202溶液，用HC1調(diào)節(jié)上述溶液的PH值，得配制好的溶液，將所述配制好的溶液移至藍蓋試劑瓶中，在所述藍蓋試劑瓶中加入干凈的棉布，通過一步水浴法制得具備納米Ti02表面的棉布；和
[0033](2)將所述具備納米Ti02表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反應(yīng)一定時間后取出烘干，制得具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性棉織物表面的棉布。
[0034]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0035]一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，包括:
[0036]步驟一:將草酸鈦鉀溶解在去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下緩慢滴加H202溶液，用HC1調(diào)節(jié)上述溶液的PH值，得配制好的溶液，將所述配制好的溶液移至藍蓋試劑瓶中，在所述藍蓋試劑瓶中加入干凈的棉布，通過一步水浴法制得具備納米Ti02表面的棉布；和
[0037]在一個實施例中，該步驟可以具體如下執(zhí)行:將0.25?3mmol的草酸鈦鉀溶解在30ml去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下緩慢滴加1ml質(zhì)量分數(shù)為30%的H202溶液，用HC1調(diào)節(jié)上述溶液的PH值至PH值為1-2，得配制好的溶液，將所述配制好的溶液移至藍蓋試劑瓶中，在所述藍蓋試劑瓶中加入依次經(jīng)過水、無水乙醇超聲清洗，并烘干的棉布，然后通過在溫度為80°C的水浴鍋中反應(yīng)0.5?50小時，制得具備納米Ti02表面的棉布，再用去離子水清洗所述具備納米Ti02表面的棉布。
[0038]步驟_.:將所述具備納米Ti02表面的棉布浸泡在氣娃燒溶液中，反應(yīng)一定時間后取出烘干，制得具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性棉織物表面的棉布。
[0039]在一個實施例中，該步驟可以具體如下執(zhí)行:將所述具備納米Ti02表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反應(yīng)1小時，然后取出于140°C的溫度下烘干，制得具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性棉織物表面的棉布，其中，所述氟硅烷溶液為1H，1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(PDES)、1H，1H, 2H, 2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(PTES)、氯硅烷以及硅氧烷類化合物中的任意一種配制成的溶液。
[0040]在另一個實施例中，所述氟硅烷溶液的體積分數(shù)為1_6%，其配制步驟為:在干燥潔凈的離心管中加入38-48ml甲醇，然后緩慢滴加0.5_3ml PDES，加入磁力轉(zhuǎn)子在攪拌的狀態(tài)下滴加1.5-9ml H20。
[0041]上述步驟過程可參閱圖1，圖1為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法的步驟示意圖。如圖1所示，棉織物首先經(jīng)過水熱反應(yīng)構(gòu)建微納結(jié)構(gòu)Ti02棉織物表面，然后經(jīng)氟硅烷溶液修飾獲得超疏水自清潔功能織物表面。
[0042]上述步驟所得實驗結(jié)果請參閱圖2-圖4，圖2為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的元素分布以及EDS能譜圖，圖3為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的形貌及接觸角，圖4為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的各個階段XPS譜圖。如圖2所示，所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面Ti元素分布均勻分布點眾多；如圖3所示，所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面呈現(xiàn)出類似于“萬壽菊”形狀的微納米結(jié)構(gòu)，所獲得超疏水表面，接觸角達到150°以上；如圖4所示，所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面出現(xiàn)了明顯的Ti峰，在氟硅烷修飾過的納米Ti02織物表面探測到氟元素信號，說明已成功制備了超疏水表面。
[0043]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。但是本發(fā)明不限于所列出的實施例，還應(yīng)包括在本發(fā)明所要求的權(quán)利范圍內(nèi)其他任何公知的改變。
[0044]首先，此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。
[0045]其次，本發(fā)明利用結(jié)構(gòu)示意圖等進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間。
[0046]另外，本發(fā)明中所講的字母簡稱，均為本領(lǐng)域固定簡稱，其中部分字母文解釋如下:PDES:1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基硅烷；SEM圖:電子掃描顯像圖；EDS圖:能譜圖；XPS譜圖:x射線光電子能譜分析譜圖。
[0047]實施例一
[0048]本實施方式按照如下步驟制備具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面:
[0049]步驟一、一步水浴法制備納米Ti02表面
[0050]將棉布按照3X3cm規(guī)格裁剪5塊，并置于燒杯中依次經(jīng)過去離子水、無水乙醇超聲5min，超聲完畢后放入烘箱80°C干燥，冷卻備用。用電子天平稱量0.25mmol草酸鈦鉀，溶解在30ml去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下慢慢滴加1ml質(zhì)量分數(shù)為30%的H202，然后用HC1調(diào)節(jié)上述溶液的PH值，調(diào)整后的PH = 1.5。將上述配置好的溶液轉(zhuǎn)移到100ml的藍蓋瓶中，加入清洗干凈的棉布，放入80°C水浴鍋中反應(yīng)0.5小時，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水徹底清洗干凈棉織物表面多余的反應(yīng)物。
[0051]步驟二、氟硅烷溶液的配制及修飾
[0052]在干燥潔凈的離心管中加入48ml甲醇，然后慢慢滴加0.5ml PDES,加入磁力轉(zhuǎn)子在攪拌的狀態(tài)下緩慢滴加1.5ml H20，持續(xù)攪拌1小時并在室溫下靜置半天后使用。將上述水浴法制備的沉積納米Ti02棉織物表面浸泡在配好的氟硅烷溶液里面，經(jīng)過1小時后取出，并在140°C下烘干。
[0053]本實施例制備的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的形貌結(jié)構(gòu)請參閱圖5，圖5為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法的實施例一中所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的SEM圖。
[0054]實施例二
[0055]本實施方式按照如下步驟制備具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面:
[0056]步驟一、一步水浴法制備納米Ti02表面
[0057]將棉布按照3X3cm規(guī)格裁剪5塊，并置于燒杯中依次經(jīng)過去離子水、無水乙醇超聲5min，超聲完畢后放入烘箱80°C干燥，冷卻備用。用電子天平稱量0.75mmol草酸鈦鉀，溶解在30ml去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下慢慢滴加1ml質(zhì)量分數(shù)為30%的H202，然后用HC1調(diào)節(jié)上述溶液的PH值，調(diào)整后的PH = 1.6。將上述配置好的溶液轉(zhuǎn)移到100ml的藍蓋瓶中，加入清洗干凈的棉布，放入80°C水浴鍋中反應(yīng)20小時，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水徹底清洗干凈棉織物表面多余的反應(yīng)物。
[0058]步驟二、氟硅烷溶液的配制及修飾
[0059]在干燥潔凈的離心管中加入48ml甲醇，然后慢慢滴加0.5ml PDES,加入磁力轉(zhuǎn)子在攪拌的狀態(tài)下緩慢滴加1.5ml H20，持續(xù)攪拌1小時并在室溫下靜置半天后使用。將上述水浴法制備的沉積納米Ti02棉織物表面浸泡在配好的氟硅烷溶液里面，經(jīng)過1小時后取出，并在140°C下烘干。
[0060]本實施例制備的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的形貌結(jié)構(gòu)請參閱圖六，圖6為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法的實施例二中所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的SEM圖。
[0061]實施例三
[0062]本實施方式按照如下步驟制備具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面:
[0063]步驟一、一步水浴法制備納米Ti02表面
[0064]將棉布按照3X3cm規(guī)格裁剪5塊，并置于燒杯中依次經(jīng)過去離子水、無水乙醇超聲5min，超聲完畢后放入烘箱80°C干燥，冷卻備用。用電子天平稱量lmmol草酸鈦鉀，溶解在30ml去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下慢慢滴加1ml質(zhì)量分數(shù)為30%的H202，然后用HC1調(diào)節(jié)上述溶液的PH值，調(diào)整后的PH = 1.8。將上述配置好的溶液轉(zhuǎn)移到100ml的藍蓋瓶中，加入清洗干凈的棉布，放入80°C水浴鍋中反應(yīng)10小時，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水徹底清洗干凈棉織物表面多余的反應(yīng)物。
[0065]步驟二、氟硅烷溶液的配制及修飾
[0066]在干燥潔凈的離心管中加入48ml甲醇，然后慢慢滴加0.5ml PDES,加入磁力轉(zhuǎn)子在攪拌的狀態(tài)下緩慢滴加1.5ml H20，持續(xù)攪拌1小時并在室溫下靜置半天后使用。將上述水浴法制備的沉積納米Ti02棉織物表面浸泡在配好的氟硅烷溶液里面，經(jīng)過1小時后取出，并在140°C下烘干。
[0067]本實施例制備的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的形貌結(jié)構(gòu)請參閱圖七，圖7為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法的實施例三中所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的SEM圖。
[0068]實施例四
[0069]本實施方式按照如下步驟制備具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面:
[0070]步驟一、一步水浴法制備納米Ti02表面
[0071]將棉布按照3X3cm規(guī)格裁剪5塊，并置于燒杯中依次經(jīng)過去離子水、無水乙醇超聲5min，超聲完畢后放入烘箱80°C干燥，冷卻備用。用電子天平稱量3mmol草酸鈦鉀，溶解在30ml去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下慢慢滴加1ml質(zhì)量分數(shù)為30%的H202，然后用HC1調(diào)節(jié)上述溶液的PH值，調(diào)整后的PH = 2。將上述配置好的溶液轉(zhuǎn)移到100ml的藍蓋瓶中，加入清洗干凈的棉布，放入80°C水浴鍋中反應(yīng)50H，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水徹底清洗干凈棉織物表面多余的反應(yīng)物。
[0072]步驟二、氟硅烷溶液的配制及修飾
[0073]在干燥潔凈的離心管中加入38ml甲醇，然后慢慢滴加3ml PDES，加入磁力轉(zhuǎn)子在攪拌的狀態(tài)下緩慢滴加9ml H20，持續(xù)攪拌1小時并在室溫下靜置半天后使用。將上述水浴法制備的沉積納米Ti02棉織物表面浸泡在配好的氟硅烷溶液里面，經(jīng)過1小時后取出，并在140°C下烘干。
[0074]本實施例制備的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的形貌結(jié)構(gòu)請參閱圖八，圖8為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法的實施例四中所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的SEM圖。
[0075]在上述四個實施例中，通過一步水浴法和氟硅烷修飾制備的超疏水自清潔表面在外界摩擦作用下具有持久的疏水性，請參閱圖9，圖9為本發(fā)明的一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法中所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面經(jīng)外界摩擦后的接觸角及SEM圖。如圖9所示，用棉布和砂紙兩種不同的材料摩擦制備的特殊浸潤性功能織物表面，經(jīng)過30次循環(huán)織物表面與水的接觸角達到148°以上，保持了較好的疏水性，電鏡圖片顯示了纖維表面經(jīng)摩擦后的微觀形貌，正是納米顆粒的脫落導(dǎo)致織物疏水性的下降。不僅如此，本發(fā)明所制得的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面還經(jīng)過了油水分離實驗。具體方法為將制備好的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面固定在兩個玻璃管之間，體積比為1:1的水和油的混合溶液從上端開口的玻璃管處倒入，片刻之后油通過織物流進下面的錐形瓶收集器里，染成藍色的水溶液留在上面的玻璃器中。另一方法為水滴經(jīng)過具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面并帶走織物表面的甲基橙粉末，充分說明功能織物表面具有超疏水自清潔性能。
[0076]綜上所述，本發(fā)明公開了一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，本方法在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上充分利用了一步水浴法構(gòu)建微納級Ti02棉織物粗糙結(jié)構(gòu)表面與氟硅烷修飾相結(jié)合的方法，獲得超疏水自清潔與油水分離功能表面。其反應(yīng)條件溫和，工藝簡便易操作，制備的納米Ti02形貌可控，摩擦后超疏水性能優(yōu)良，對環(huán)境無污染，具有良好的應(yīng)用前景，能在無損失液體運輸、微量吸液管、自清潔紡織品、油水可分離材料等得到很好的應(yīng)用。
[0077]應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (1)將草酸鈦鉀溶解在去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下緩慢滴加H2o2溶液，用HC1調(diào)節(jié)上述溶液的PH值，得配制好的溶液，將所述配制好的溶液移至藍蓋試劑瓶中，在所述藍蓋試劑瓶中加入干凈的棉布，通過一步水浴法制得具備納米Ti02表面的棉布；和 (2)將所述具備納米Ti02表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反應(yīng)一定時間后取出烘干，制得具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性棉織物表面的棉布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述將草酸鈦鉀溶解在去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下緩慢滴加H202溶液的步驟包括:將0.25?3mmol的草酸鈦鉀溶解在30ml去離子水中，在磁力轉(zhuǎn)子的攪拌作用下緩慢滴加1ml質(zhì)量分數(shù)為30%的H202溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述用HC1調(diào)節(jié)上述溶液的PH值中的PH值為1-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述干凈的棉布為依次經(jīng)過水、無水乙醇超聲清洗，并烘干的棉布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述一步水浴法為在溫度為80°C的水浴鍋中反應(yīng)0.5?50小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述通過一步水浴法制得具備納米打02表面的棉布后，還需用去離子水清洗所述具備納米Ti02表面的棉布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述氟硅烷溶液為1H，1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(PDES)、1H，1H, 2H, 2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(PTES)、氯硅烷以及硅氧烷類化合物中的任意一種配制成的溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述氟硅烷溶液的體積分數(shù)為1_6%，其配制步驟為:在干燥潔凈的離心管中加入38-48ml甲醇，然后緩慢滴加0.5_3mlPDES，加入磁力轉(zhuǎn)子在攪拌的狀態(tài)下滴加1.5-9mlH20。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自清潔和油水分離功能的特殊浸潤性功能織物表面的制備方法，其特征在于，步驟(2)中將所述具備納米Ti02表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反應(yīng)一定時間后取出烘干，包括將所述具備納米Ti02表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反應(yīng)1小時，然后取出于140°C的溫度下烘干。
【文檔編號】D06M11/46GK104294592SQ201410548991
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】賴躍坤, 黃劍瑩, 李淑薈, 葛明政, 張克勤 申請人:蘇州大學(xué)