一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法，该方法包括如下步骤：将草酸钛钾溶解在去离子水中，在磁力转子的搅拌作用下缓慢滴加H2O2溶液，用HCl调节上述溶液的pH值，得配制好的溶液，将所述配制好的溶液移至蓝盖试剂瓶中，在所述蓝盖试剂瓶中加入干净的棉布，通过一步水浴法制得具备纳米TiO2表面的棉布；将所述具备纳米TiO2表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反应一定时间后取出烘干，制得具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性棉织物表面的棉布。该方法具有工艺简便易操作、反应条件温和、持久稳定的超疏水自清洁性能，良好的油水分离功能，织物的舒适性、机械性能优良。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法
本专利技术涉及一种在纤维织物表面构筑具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性二氧化钛膜层的构筑方法。
技术介绍
自1997年德国植物学家Barthlott发现荷叶表面的自清洁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。所谓超疏水表面是指与水滴的接触角大于150°且滚动角小于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通过以下两种途径：(1)在超疏水表面构建粗糙结构(2)在粗糙表面修饰低表面能物质。已经报道了许多比较成熟的制备技术，如溶胶-凝胶法、诱导相分离法、电纺法、等离子体刻蚀、电化学沉积法等。众所周知，上述方法所制备的超疏水表面机械性能差，在外力刮擦、磨损情况下，疏水性能下降严重，因此，如何制备持久稳定的超疏水自清洁表面成为人们亟待解决的问题。纳米TiO2具有抗紫外线性、化学稳定性、热稳定性、无毒性等特点，近些年来被广泛用在抗紫外线材料、纺织领域。目前，最主要的是用溶胶-凝胶法或电纺法制备超疏水表面，然而这些方法需要特殊的实验设备，而且实验周期长、纳米TiO2形貌不可控，因此，如何既可以运用纳米TiO2获得表面具有持久的超疏水自清洁性能、良好的机械性能、化学稳定性、油水分离性能，又可以减少实验周长、运用简单实验设备来制造的超疏水自清洁表面成为人们亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法，采用一步水浴法制备微纳结构TiO2膜层与氟硅烷修饰相结合，解决制备超疏水自清洁表面操作工艺复杂、稳定性差、TiO2膜层形貌不可控的问题。本专利技术的技术方案是：一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)将草酸钛钾溶解在去离子水中，在磁力转子的搅拌作用下缓慢滴加H2O2溶液，用HCl调节上述溶液的PH值，得配制好的溶液，将所述配制好的溶液移至蓝盖试剂瓶中，在所述蓝盖试剂瓶中加入干净的棉布，通过一步水浴法制得具备纳米TiO2表面的棉布；和(2)将所述具备纳米TiO2表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反应一定时间后取出烘干，制得具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性棉织物表面的棉布。进一步的，步骤(1)中所述将草酸钛钾溶解在去离子水中，在磁力转子的搅拌作用下缓慢滴加H2O2溶液的步骤包括：将0.25～3mmol的草酸钛钾溶解在30ml去离子水中，在磁力转子的搅拌作用下缓慢滴加1ml质量分数为30％的H2O2溶液。进一步的，步骤(1)中所述用HCl调节上述溶液的PH值中的PH值为1-2。进一步的，步骤(1)中所述干净的棉布为依次经过水、无水乙醇超声清洗，并烘干的棉布。进一步的，步骤(1)中所述一步水浴法为在温度为80℃的水浴锅中反应0.5～50小时。进一步的，步骤(1)中所述通过一步水浴法制得具备纳米TiO2表面的棉布后，还需用去离子水清洗所述具备纳米TiO2表面的棉布。进一步的，步骤(2)中所述氟硅烷溶液为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)、氯硅烷以及硅氧烷类化合物中的任意一种配制成的溶液。进一步的，步骤(2)中所述氟硅烷溶液的体积分数为1-6％，其配制步骤为：在干燥洁净的离心管中加入38-48ml甲醇，然后缓慢滴加0.5-3mlPDES，加入磁力转子在搅拌的状态下滴加1.5-9mlH2O。进一步的，步骤(2)中将所述具备纳米TiO2表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反应一定时间后取出烘干，包括将所述具备纳米TiO2表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反应1小时，然后取出于140℃的温度下烘干。本专利技术的优点是：(1)采用一步水浴法获得纳米TiO2表面，制备工艺简单，操作方便，制备的TiO2膜层形貌可控、耐久性好，解决了许多传统方法制备工序复杂，耗时长、稳定性、机械性能差，TiO2表面形貌不可控等问题。(2)氟硅烷修饰纳米TiO2棉织物在短时间内就可获得超疏水自清洁表面，此外，织物表面表现出良好的油水分离现象，并且在外力摩擦作用下，拥有持久的超疏水性能。棉纤维素是世界上丰富的资源，成本低、可生物降解性好、耐化学性好，解决了原料成本高，环境污染严重等问题，所制备的表面对环境无污染，无毒害，可直接与食物接触，并可在无损失液体运输、微量吸液管、超疏水纺织品、油水分离材料得以广泛应用。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为本专利技术的一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法的步骤示意图；图2为本专利技术的一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法所制得的具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的元素分布以及EDS能谱图；图3为本专利技术的一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法所制得的具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的形貌及接触角；图4为本专利技术的一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法所制得的具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的各个阶段XPS谱图；图5为本专利技术的一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法的实施例一中所制得的具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的SEM图；图6为本专利技术的一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法的实施例二中所制得的具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的SEM图；图7为本专利技术的一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法的实施例三中所制得的具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的SEM图；图8为本专利技术的一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法的实施例四中所制得的具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的SEM图；和图9为本专利技术的一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法中所制得的具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面经外界摩擦后的接触角及SEM图。具体实施方式本专利技术提供一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法，包括以下步骤：一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)将草酸钛钾溶解在去离子水中，在磁力转子的搅拌作用下缓慢滴加H2O2溶液，用HCl调节上述溶液的PH值，得配制好的溶液，将所述配制好的溶液移至蓝盖试剂瓶中，在所述蓝盖试剂瓶中加入干净的棉布，通过一步水浴法制得具备纳米TiO2表面的棉布；和(2)将所述具备纳米TiO2表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反应一定时间后取出烘干，制得具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性棉织物表面的棉布。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将草酸钛钾溶解在去离子水中，在磁力转子的搅拌作用下缓慢滴加H2O2溶液，用HCl调节上述溶液的PH值，得配制好的溶液，将所述配制好的溶液移至蓝盖试剂瓶中，在所述蓝盖试剂瓶中加入干净的棉布，通过一步水浴法制得具备纳米TiO2表面的棉布；和(2)将所述具备纳米TiO2表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反应一定时间后取出烘干，制得具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性棉织物表面的棉布。

【技术特征摘要】
1.一种具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将0.25～3mmol的草酸钛钾溶解在30ml去离子水中，在磁力转子的搅拌作用下缓慢滴加1ml质量分数为30％的H2O2溶液，用HCl调节上述溶液的pH值，得配制好的溶液，将所述配制好的溶液移至蓝盖试剂瓶中，在所述蓝盖试剂瓶中加入干净的棉布，通过一步水浴法制得具备纳米TiO2表面的棉布；和(2)将所述具备纳米TiO2表面的棉布浸泡在氟硅烷溶液中，反应一定时间后取出烘干，制得具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性棉织物表面的棉布。2.根据权利要求1所述的具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述用HCl调节上述溶液的pH值中的pH值为1-2。3.根据权利要求1所述的具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述干净的棉布为依次经过水、无水乙醇超声清洗，并烘干的棉布。4.根据权利要求1所述的具有自清洁和油水分离功能的特殊浸润性功能织物表面的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述一步水浴法为在温度为80℃的水浴锅中反应0.5～50小时。5.根据权利要求1所述的具有自...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖跃坤，黄剑莹，李淑荟，葛明政，张克勤，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32