用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料制造技术

本发明专利技术涉及一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料，其原料为丙纶纤维；将颗粒大小为20纳米左右的聚丙烯分散液浸轧、光照，使颗粒黏结在纤维表面上形成凸凹不平的表面结构，成为双疏材料，既疏水又疏油；用油或水往这种材料上倒，都不会浸湿，也不会玷污。

Nano bionic waterproof material for lotus leaf effect in mesh fabric field

The invention relates to a nano biomimetic waterproof material which is used to imitate lotus effect in the field of net cloth. The raw material is polypropylene fiber, and the particle size is about 20 nanometers, and the polypropylene dispersion liquid is soaked and illuminated, so that the particles are bonded to the surface of the fiber to form a convex and concave surface structure and become double sparse materials, both hydrophobic and oil thinning; Oil or water will not wet or stain.

【技术实现步骤摘要】
用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料
本专利技术涉及纺织生产
，具体的说，是一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料。
技术介绍
聚丙烯纤维，中国称丙纶，以等规聚丙烯为原料纺丝制得的合成纤维，是化学纤维中最轻的品种；强度为35～62cN/dtex；耐磨性仅次于聚酰胺纤维；耐腐蚀性良好，尤其是对无机酸、碱稳定性很好；不发霉、不腐烂、不怕虫蛀等，但染色较困难。可采用染料或颜料熔体着色、色母粒或注射染色等纺成有色丝；也有在聚合时加入添加剂进行共聚或接枝共聚，使聚合体大分子上引入能与染料相结合的极性基团，再按常规法染色。聚丙烯纤维还有耐光性差、静电大、耐燃性差等缺点，可采用加入各种添加剂的方法加以改善。荷花向来被人们冠以出淤泥而不染的雅号，那么，什么原因导致了这种莲花效应呢？通过电子显微镜，可以观察到莲叶表面覆盖着无数尺寸约10μm突包，而每个突包的表面又布满了直径仅为几百纳米的更细的绒毛。这是自然界中生物长期进化的结果，正是这种特殊的纳米结构，使得荷叶表面滴水不沾。科学家们对这一现象进行了研究，发现荷花的这种自清洁效应可以应用到很多地方，在织物上已研制出了仿荷叶结构的纳米防水布———丙纶织物。将颗粒大小为20纳米左右的聚丙烯分散液浸轧、光照，使颗粒黏结在纤维表面上形成凸凹不平的表面结构，成为双疏材料，既疏水又疏油。用油或水往这种布上倒，都不会浸湿，也不会玷污。中国专利申请号201610729768.1涉及一种用于纺织布编织的防水纤维，包括以下质量份数的组分：50～80份的氧化铝，50～60份的氢氧化铝，40～60份的醋酯纤维，150～200份的高岭土、100～120份的堇青石。同时，本专利技术还公开了上述纤维的制备方法。本专利技术与传统技术相比，通过加入各种原料组成复合化学纤维，具有很强的防水性能。中国专利申请号200680007742.0涉及展示出大于150°的水接触角和小于15°的水接触角滞后的纤维、其制备方法及其应用。本专利技术还涉及超疏水纤维毡、其制备方法及其应用。一种包含共聚物的纤维，其中所述纤维展示出大于150°的水接触角和小于15°的水接触角滞后，其中所述共聚物包括具有硅结构的组分，以及其中所述组分分凝到所述纤维的表面，其中所述硅结构是硅氧烷。中国专利申请号201410121267.6具有微纳结构的超疏水纤维素材料的制备方法，(1)将正硅酸乙酯和功能化硅氧烷加入到含有去离子水的乙醇体系中，以氨水为催化剂，得到功能化二氧化硅粒子A分散液；取上述功能化二氧化硅粒子A分散液作为种子，依次加入正硅酸乙酯、功能化硅氧烷、去离子水、氨水和乙醇，得到功能化二氧化硅粒子B分散液；(2)将两种功能化二氧化硅粒子在二甲基甲酰胺中超声分散，然后向体系中加入疏水聚合物和低表面能助剂，搅拌均匀，形成白色分散液；(3)将步骤(2)中的白色分散液通过直接喷涂或旋涂法涂布在天然纤维素材料上，得到具有微纳米级粗糙结构的超疏水纤维素材料。该涂层材料除了具有优异的疏水性能外，还具有很强的耐洗刷及耐酸碱性能。中国专利申请号201010593300.7涉及一种具有高接触角和低滚动角的超疏水纤维和织物的简易制备方法和用途。利用纤维、织物表面具有的本征粗糙结构，直接对其进行表面化学改性，制备出具有超疏水性能的纤维制品：首先，将材料清洗干净；然后，对其进行异氰酸酯改性；最后，修饰低表面能物质。原料价廉易得，反应条件相对温和，操作简单，设备要求不高。所得制品表现出较好的超疏水性能，10μL水接触角为156度，在自清洁纤维、织物领域具有广泛的用途。中国专利申请号201510667827.2提供了一种疏水纤维表面生长羟基磷灰石的制备方法，将沉积室真空，基片加热，引入金属气源，用高纯氮气清洗沉积室并向沉积室中引入水蒸气，金属气源、高纯氮气、水蒸气在沉积室内暴露时间依次为0.1s、3s、0.1s、3s；将沉积后的纤维通过水热法生长HA，将纤维转入高压反应釜，加入硝酸钙和磷酸氢二铵的混合溶液，保持钙、磷比为1.67，加入表面活性剂，并加入有机铵盐将溶液pH值调节为7-14，在90-160℃下，反应4-24小时，自然冷却后，取出纤维，用乙醇、水依次清洗。本专利技术的制备方法简单，可操作性强，能进一步满足生产和应用的需求。中国专利申请号201610460233.9涉及高分子材料
，具体涉及一种超疏水纤维的制备方法。本专利技术提供一种超疏水纤维的制备方法，步骤包括：a)纳微结构的构筑：将高分子纤维采用包覆物对其表面进行包覆，得到表面官能团化的高分子纤维；其中，所述包覆物为多巴胺、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷或者氨丙基三已氧基硅烷；b)表面修饰：将步骤a)所得表面官能团化的高分子纤维使用低表面能材料修饰后即得超疏水高分子纤维；其中，所述低表面能的材料为烷基三氯硅烷或六甲基二硅氮烷。本专利技术方法制备的纤维膜与水的接触角达168°，水滴在其上的滚动角为4.5°，对常见的有机溶剂己烷、汽油等具有优异的亲和性。中国专利申请号200810208040.X提出了一种对聚酯纤维物赋予疏水性功能的方法，用分散染料染色加工时，把聚酯纤维物浸泡于具有亲水性取代基的二卤代三嗪类化合物和多元氨基化合物以及染液的共存溶液中，采用《浴中吸尽法》进行升温热处理。第一阶段热处理结束后，聚酯纤维物再次浸泡于具有水溶性或者水分散性的全氟烷基聚丙烯酸酯与水性硅类柔软剂、水性三聚氰胺尿素衍生物以及水性尿烷中选出的至少一种助剂的共存溶液中，然后，用《干热持续法》进行第二阶段上的烘干、高温定形处理。通过此加工过程使聚酯纤维物具有耐久性极好的疏水性功能，进而实现了易保养的目的。使用常用的染色机以及烘干机，且不使用合成树脂和有害药剂，加工方法非常简单。中国专利申请号201010231199.0提供了一种具有超疏水多级纳米结构的纤维膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为:第一步:在室温下，将疏水性聚合物以及疏水性无机纳米颗粒加入到盛有溶剂的密闭器皿中，放在磁力搅拌器上，以10-200rpm的转速搅拌，得到性质均一的溶液；第二步:在室温下，将第一步得到的溶液以恒定的流速输入到喷丝头上，同时将喷丝头连接高压静电发生器进行静电纺丝，纺出的纤维用接收装置接收，得到具有超疏水多级纳米结构的纤维膜；能够较大幅度地提高纤维膜的疏水性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料，其原料为丙纶纤维。一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料的制备方法，其具体步骤为：以聚丙烯切片和改性封端异氰酸酯为原料，经螺杆挤出，大长径比喷丝孔，再经集束，上浆液，长牵伸固化，制备得到仿荷叶效应的纳米仿生防水材料；所述的聚丙烯切片与改性封端异氰酸酯的质量比为100:5～100:10；所述的聚丙烯切片的熔融指数为30～35；所述的改性封端异氰酸酯的制备以苯酚封闭的TDI基多异氰酸酯DesmodurCT和聚丙二醇PPG2000为原料，采用双螺杆挤出机在160℃条件下进行熔融共混造粒，物料停留时间为30～45s，在冷空气中切粒，制备得到改性封端异氰酸酯。PPG2000具有高柔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料，其特征在于，其原料为丙纶纤维。

【技术特征摘要】
1.一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料，其特征在于，其原料为丙纶纤维。2.一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：以聚丙烯切片和改性封端异氰酸酯为原料，经螺杆挤出，大长径比喷丝孔，再经集束，上浆液，长牵伸固化，制备得到仿荷叶效应的纳米仿生防水材料。3.如权利要求2所述的一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料的制备方法，其特征在于，所述的改性封端异氰酸酯的制备以苯酚封闭的TDI基多异氰酸酯DesmodurCT和聚丙二醇PPG2000为原料，采用双螺杆挤出机在160℃条件下进行熔融共混造粒，物料停留时间为30～45s，在冷空气中切粒，制备得到改性封端异氰酸酯。4.如权利要求3所述的一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料的制备方法，其特征在于，所述的DesmodurCT是苯酚封闭的TDI基多异氰酸酯，固体树脂软化点为155℃，且其开环温度为225℃，异氰酸酯含量为6.5～9.5％。5.如权利要求3所述的一种用于网布领域的仿荷叶效应的纳米仿生防水材料的制备方法，其特征在于，PPG2000在改性封端异氰酸酯的质量分数为1.5～2.5％。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏成喻，柯文新，石建良，杨孝清，黄小欣，任波，
申请(专利权)人：福建省晋江市华宇织造有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35