一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法，采用两步浸渍法构造了超疏水涂层，采用多巴胺使棉织物表面获得一定粗糙结构，并提高与织物的粘附性，接枝低表面能物质硬脂酸获得超疏水性能，生产所需的工艺、设备极其简单，反应条件温和，成本低廉，同时产品具有优异的耐磨性能，耐皂洗，耐酸碱性能并能直接应用于大规模工业化生产；使用该方法处理过的织物可以获得很好的疏水、油水分离及紫外防护性能，绿色环保，可自然降解，必将在抗紫外线材料、超疏水纺织品、油水分离材料等得以广泛应用。

A Wear-resistant, Environmental-friendly and Degradable Super-hydrophobic Coating Finishing Method

The invention discloses a wear-resistant, environmentally friendly and degradable superhydrophobic coating finishing method. A superhydrophobic coating is constructed by two-step impregnation method. The surface of cotton fabric is roughened by dopamine, and the adhesion with the fabric is improved. Stearic acid, a low surface energy material, is grafted to obtain superhydrophobic property. The process and equipment required for production are extremely simple, the reaction conditions are mild, and the cost is low. Low cost, excellent abrasion resistance, soaping resistance, acid and alkali resistance and can be directly applied to large-scale industrial production. Fabrics treated by this method can obtain good hydrophobic, oil-water separation and ultraviolet protection performance, green environmental protection, natural degradation, and will be widely used in ultraviolet resistant materials, superhydrophobic textiles, oil-water separation materials, etc. \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法
本专利技术涉及一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法。
技术介绍
自1997年德国植物学家Barthlott发现荷叶效应和超疏水现象以来，超疏水表面已经引起了科研人员极大的兴趣和广泛的关注。所谓超疏水性表面通常是指与水稳定接触角大于150°和滚动接触角小于10°的表面。研究发现，这些超疏水表面的微纳米结构对超疏水性起着至关重要的作用。目前，制备超疏水表面主要经过以下步骤：（1）在表面构建微米-纳米级粗糙结构;（2）在表面修饰低表面能物质。目前常用的构造方法要么需要复杂的工艺要么需要昂贵的仪器，并且制备过程容易造成环境污染。因此，如何以绿色环保低成本的方法构造超疏水表面，使其具有耐摩擦，耐皂洗，耐酸碱性能，并应用于大规模工业化生产，是一个重要的问题。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法，解决制备工艺复杂、制备所需仪器昂贵、并且制备过程容易造成环境污染的问题。本专利技术的技术方案是：一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法，该方法包括如下步骤：（1）聚多巴胺棉织物的制备：将多巴胺、硫酸铜和过氧化氢依次溶解在Tris缓冲溶液中，获得混合溶液，将棉织物放入所述混合溶液中浸泡，机械搅拌，取出所述棉织物，用去离子水冲洗，随后放入烘箱中烘干，制得聚多巴胺棉织物；（2）乳液浸渍法制备超疏水棉织物：将所述聚多巴胺棉织物在热的硬脂酸乳液中浸渍反应，取出烘干，制得超疏水棉织物。进一步的，步骤（1）中所述多巴胺为盐酸多巴胺，所述硫酸铜为五水硫酸铜。进一步的，步骤（1）中所述Tris缓冲溶液的pH=8~9。进一步的，步骤（1）中所述棉织物在使用前依次经过无水乙醇、去离子水超声清洗，并烘干备用。进一步的，步骤（1）中所述多巴胺的浓度为1~5mg/mL，所述硫酸铜的浓度为3~8mmol/L，所述过氧化氢的浓度为15~20mmol/L。进一步的，步骤（1）中所述机械搅拌的搅拌时间为3~7h。进一步的，步骤（1）中所述烘干的时间为30~120min，烘干的温度为60~80℃。进一步的，步骤（2）中所述硬脂酸乳液的质量浓度为0.05~5%。进一步的，步骤（2）中所述浸渍反应的浸泡时间为1~10min。进一步的，步骤（2）中所述烘干的时间为30~120min，烘干的温度为70~90℃。本专利技术的优点是：（1）采用两步浸渍法构造了超疏水涂层，采用多巴胺使棉织物表面获得一定粗糙结构，并提高与织物的粘附性，接枝低表面能物质硬脂酸获得超疏水性能，生产所需的工艺、设备极其简单，反应条件温和，成本低廉，同时产品具有优异的耐磨性能，耐皂洗，耐酸碱性能并能直接应用于大规模工业化生产；（2）使用该方法处理过的织物可以获得很好的疏水、油水分离及紫外防护性能，绿色环保，可自然降解，必将在抗紫外线材料、超疏水纺织品、油水分离材料等得以广泛应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，图1为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法的元素分布以及EDS能谱图；图2为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法所制备的超疏水基底与原棉的形貌图；图3为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法所制备的超疏水基底在各个阶段的XPS谱图；图4为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法的实施例一所制备的超疏水基底的粗糙结构表面的SEM图；图5为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法的实施例二所制备的超疏水基底的粗糙结构表面的SEM图；图6为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法的实施例三所制备的超疏水基底的粗糙结构表面的SEM图；图7为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法所制备的超疏水基底织物表面经外界摩擦1000次的接触角示意图；图8为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法所制备的超疏水基底织物表面分别皂洗5次的接触角示意图；图9为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法所制备的超疏水基底织物表面分别经不同pH值的酸、碱、盐浸泡24小时后的接触角示意图。具体实施方式本专利技术提供一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法，包括以下步骤：一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法，该方法包括如下步骤：（1）聚多巴胺棉织物的制备；（2）乳液浸渍法制备超疏水棉织物。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法，包括：步骤一：聚多巴胺棉织物的制备；在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：将2~5g多巴胺、0.1~0.3g硫酸铜和0.2~0.5mL过氧化氢依次溶解在100~200mL的Tris缓冲液中，将3×3cm的棉织物放入其中浸泡,机械搅拌3~7h，取出用去离子水冲洗，随后放入60~80℃烘箱中烘干，制得聚多巴胺棉织物。步骤二：乳液浸渍法制备超疏水棉织物。在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：将0.1~0.4g熔化的硬脂酸加入70~90℃的100mL热水中，机械搅拌均匀制得硬脂酸乳液，将上述聚多巴胺棉织物在硬脂酸乳液浸渍1~10min,取出放入70~90℃烘箱中干燥30~120min，制得超疏水棉织物。上述步骤所得的超疏水棉织物，其性能请参阅图1-图3，请参阅图1，图1为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法的元素分布以及EDS能谱图。如图1所示，制备的超疏水改性棉织物表面元素含量谱图及元素C、O、N的元素分布图，表明聚多巴胺和硬脂酸均匀地附着在织物表面。请参阅图2，图2为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法所制备的超疏水基底与原棉的形貌图。如图2所示，与原棉织物表面相比，经该方法整理后表面呈现微纳粗糙结构，并获得超疏水表面。请参阅图3，图3为本专利技术所述的一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法所制备的超疏水基底在各个阶段的XPS谱图。如图3所示，经该方法整理后的织物表面出现了明显的N信号，说明已成功涂覆了聚多巴胺。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。但是本专利技术不限于所列出的实施例，还应包括在本专利技术所要求的权利范围内其他任何公知的改变。首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。其次，本专利技术利用结构示意图等进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。另外，本专利技术中所讲的字母简称，均为本领域固定简称，其中部分字母文解释如下：Tris：三羟甲基氨基甲烷；SEM图：电子扫描显像图；EDS图：能谱图；XPS谱图：X射线光电子能谱分析谱图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）聚多巴胺棉织物的制备：将多巴胺、硫酸铜和过氧化氢依次溶解在Tris缓冲溶液中，获得混合溶液，将棉织物放入所述混合溶液中浸泡，机械搅拌，取出所述棉织物，用去离子水冲洗，随后放入烘箱中烘干，制得聚多巴胺棉织物；（2）乳液浸渍法制备超疏水棉织物：将所述聚多巴胺棉织物在热的硬脂酸乳液中浸渍反应，取出烘干，制得超疏水棉织物。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）聚多巴胺棉织物的制备：将多巴胺、硫酸铜和过氧化氢依次溶解在Tris缓冲溶液中，获得混合溶液，将棉织物放入所述混合溶液中浸泡，机械搅拌，取出所述棉织物，用去离子水冲洗，随后放入烘箱中烘干，制得聚多巴胺棉织物；（2）乳液浸渍法制备超疏水棉织物：将所述聚多巴胺棉织物在热的硬脂酸乳液中浸渍反应，取出烘干，制得超疏水棉织物。2.根据权利要求1所述的耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法，其特征在于：步骤（1）中所述多巴胺为盐酸多巴胺，所述硫酸铜为五水硫酸铜。3.根据权利要求1所述的耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法，其特征在于：步骤（1）中所述Tris缓冲溶液的pH=8~9。4.根据权利要求1所述的耐磨环保可降解的超疏水涂层整理方法，其特征在于：步骤（1）中所述棉织物在使用前依次经过无水乙醇、去离子水超声清洗，并烘干备用。5.根据权利要求1所述的耐磨环保...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖跃坤，董秀丽，高寿伟，程燕，黄剑莹，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35