一种UV光降解和NIR光热响应性自修复双重功能超疏水织物涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种UV光降解和NIR光热响应性自修复双重功能超疏水织物涂层及其制备方法，超疏水防护涂层技术领域。由水性聚氨酯乳液制备而成，所述水性聚氨酯乳液包括以下重量份的组分：5

【技术实现步骤摘要】
一种UV光降解和NIR光热响应性自修复双重功能超疏水织物涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及超疏水防护涂层
，具体涉及一种UV光降解和NIR光热响应性自修复双重功能超疏水织物涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]超疏水(表面静态接触角大于150
°
)表面广泛存在于自然界中，许多植物根叶、昆虫的翅膀、水黾的腿及鸟类的羽毛等均为天然的超疏水材料。研究表明，通过构建具有低表能及微纳尺度粗糙表面可以获得超疏水表面，给人们的日常生活和工业生产都带来了极大的便利，且在科学研究、工农业生产等诸多领域有广泛的应用前景，因而备受人们关注。
[0003]织物涂层整理是实现织物某些特定功能的常用方法，主要是在织物表面均匀地涂覆一层或几层高分子物质，可满足消费者对纺织品舒适性、便捷性和功能性的追求。其中，将棉织物表面改造成超疏水自修复自清洁功能，将进一步扩大其应用。现有技术中，人工构筑超疏水表面技术主要可分为以下几类：层层自组装法，静电纺丝法，等离子体刻蚀法，化学气相沉积法，模板法，电化学沉积法等。这些方法的共同点是创造粗糙表面及低表面能表面，从而获得超疏水表面。但是，上述的这些技术也存在着实验条件苛刻、设备复杂、成本昂贵等问题。
[0004]目前已公开的多重修复超疏水防护涂层主要通过含氟树脂或助剂改善涂层的超疏水性能，但是这类物质毒性较大，限制了织物材料自清洁应用。此外，自修复超疏水功能涂层的使用寿命一直限制了超疏水涂层的应用。因此，迫切需要构筑一种高使用寿命的不含氟的低表面能的超疏水表面，基于UV光降解和NIR光热响应性自修复自清洁超疏水防护涂层，可有效解决这些问题，这种防护涂层可以应用于织物表面，改善织物的自清洁性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种UV光降解和NIR光热响应性自修复双重功能超疏水织物涂层及其制备方法，这种超疏水涂层表面受到机械损伤或等离子刻蚀后，负载的疏水剂可通过外界条件刺激响应性释放，具有良好的自修复、自清洁效果。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]本专利技术提供一种UV光降解和NIR光热响应性自修复双重功能超疏水织物涂层，由水性聚氨酯乳液制备而成，所述水性聚氨酯乳液包括以下重量份的组分：5
‑
30份UV光降解和NIR光热响应性微胶囊、5
‑
10份纳米二氧化钛、10
‑
30份疏水型水性聚氨酯树脂、10
‑
30份丙烯酸酯单体、0.1
‑
5份的乳化剂、0.1
‑
2份的引发剂、1
‑
10份助剂，30
‑
70份水。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述水性聚氨酯乳液的固含量在20
‑
60wt％。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述UV光降解和NIR光热响应性微胶囊制备方法如下：
[0010]S1.OD/H
‑
SiO2相变微球的合成：将30
‑
60份水、1
‑
10份模板剂、1
‑
10份正十八烷(OD)、1
‑
20份石油醚和1
‑
20份正丁醇混合，加热搅拌分散，使其形成稳定的O/W乳液，再投入
1
‑
20份正硅酸四乙酯(TEOS)，滴入浓度为1
‑
5wt％的盐酸溶液，调节pH值3
‑
6，继续搅拌，随后关闭搅拌并继续保温1
‑
12小时，以使微球进一步陈化成形，最后将样品过滤洗涤干燥得到OD/H
‑
SiO2相变微球；
[0011]S2.将10
‑
30份聚环氧丙烷聚醚(PPG)和10
‑
30份甲苯二异氰酸酯(TDI)的预聚体(PPG
‑
TDI)、10
‑
30份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和10
‑
30份DA
‑
LPU(一种基于diels
‑
alder反应的线型PU，可自愈合)溶于10
‑
50份甲苯中作为油相，搅拌分散到含有60
‑
100份含有OD/H
‑
SiO2相变微球的固含量3
‑
10％水溶液中，形成O/W的Pickering乳液。加入0.1
‑
5份偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)和1
‑
5份四乙烯五胺(TEPA)的水溶液，常温反应，在油水界面处生成主链上带有偶氮键的聚脲微胶囊。最后，将5
‑
20份聚脲微胶囊分散于10
‑
20份乙醇中，加入1
‑
10份十八烷基三氯硅烷(OTS)，30
‑
50℃搅拌反应1
‑
3小时，反应结束后，采用乙醇洗涤、干燥，制备得到疏水化改性的二氧化硅/聚脲复合相变微胶囊，微胶囊粒径在500
‑
900nm，具有UV光降解和NIR光热响应性。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述UV光降解和NIR光热响应性微胶囊制备过程中所用的模板剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵(CTAB)、PPE
‑
PEG
‑
PPG嵌段共聚物中的一种或多种。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述纳米二氧化钛的制备方法如下：取0.1
‑
0.2重量份盐酸多巴胺和0.02
‑
1重量份三(羟甲基)氨基甲烷，加水溶解至总重量为100
‑
120份，然后加入5
‑
20重量份钛酸正丁酯，用十八胺调节溶液pH值为6
‑
7，得到二氧化钛凝胶，然后在450℃煅烧得到粒径为70nm的二氧化钛粉体。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述疏水型聚氨酯树脂制备方法如下：
[0015]将10
‑
30份2,2
‑
二羟甲基丙酸(DMAP)、10
‑
30份聚四氢呋喃、10
‑
30份羟丙基硅油混合，加热至50
‑
70℃，加入10
‑
30份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和0.1
‑
5份二月桂酸二丁基锡(DBTOL),搅拌1
‑
3h，然后加入1
‑
5份羟乙基丙烯酸酯，反应15
‑
60min，接着加热至70
‑
90℃，反应1
‑
3h；然后，冷却至40
‑
60℃，加入三乙胺(TEA)进行中和，反应0.5
‑
2h，得到疏水型聚氨酯树脂。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述疏水型聚氨酯树脂制备方法中聚四氢呋喃分子量选自300、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种UV光降解和NIR光热响应性自修复双重功能超疏水织物涂层，其特征在于，由水性聚氨酯乳液制备而成，所述水性聚氨酯乳液包括以下重量份的组分：5
‑
30份UV光降解和NIR光热响应性微胶囊、5
‑
10份纳米二氧化钛、10
‑
30份疏水型水性聚氨酯树脂、10
‑
30份丙烯酸酯单体、0.1
‑
5份的乳化剂、0.1
‑
2份的引发剂、1
‑
10份助剂，30
‑
70份水。2.根据权利要求1所述UV光降解和NIR光热响应性自修复双重功能超疏水织物涂层，其特征在于，所述水性聚氨酯乳液的固含量在20
‑
60wt％。3.根据权利要求1所述UV光降解和NIR光热响应性自修复双重功能超疏水织物涂层，其特征在于，所述UV光降解和NIR光热响应性微胶囊制备方法如下：S1.OD/H
‑
SiO2相变微球的合成：将30
‑
60份水、1
‑
10份模板剂、1
‑
10份正十八烷(OD)、1
‑
20份石油醚和1
‑
20份正丁醇混合，加热搅拌分散，使其形成稳定的O/W乳液，再投入1
‑
20份正硅酸四乙酯(TEOS)，滴入浓度为1
‑
5wt％的盐酸溶液，调节pH值3
‑
6，继续搅拌，随后关闭搅拌并继续保温1
‑
12小时，以使微球进一步陈化成形，最后将样品过滤洗涤干燥得到OD/H
‑
SiO2相变微球；S2.将10
‑
30份聚环氧丙烷聚醚(PPG)和10
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30份甲苯二异氰酸酯(TDI)的预聚体(PPG
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TDI)、10
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30份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和10
‑
30份DA
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LPU(一种基于diels
‑
alder反应的线型PU，可自愈合)溶于10
‑
50份甲苯中作为油相，搅拌分散到含有60
‑
100份含有OD/H
‑
SiO2相变微球的固含量3
‑
10％水溶液中，形成O/W的Pickering乳液。加入0.1
‑
5份偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)和1
‑
5份四乙烯五胺(TEPA)的水溶液，常温反应，在油水界面处生成主链上带有偶氮键的聚脲微胶囊。最后，将5
‑
20份聚脲微胶囊分散于10
‑
20份乙醇中，加入1
‑
10份十八烷基三氯硅烷(OTS)，30
‑
50℃搅拌反应1
‑
3小时，反应结束后，采用乙醇洗涤、干燥，制备得到疏水化改性的二氧化硅/聚脲复合相变微胶囊，微胶囊粒径在500
‑
900nm，具有UV光降解和NIR光热响应性。4.根据权利要求3所述UV光降解和NIR光热响应性自修...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东，邓小丽，
申请(专利权)人：常州纺织服装职业技术学院，
类型：发明
国别省市：