一种制备防穿刺、耐强酸碱的芳纶复合织物的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备防穿刺、耐强酸碱的芳纶复合织物的方法，包括以下步骤：使复合涂层溶液在芳纶织物上铺展，晾干，得到芳纶复合织物。复合涂层溶液的制备方法，包括以下步骤：将无机颗粒和无水乙醇混合均匀，得到溶液A，在搅拌条件下，将溶液A和氨水混合均匀，得到溶液B，向所述溶液B中加入全氟辛基三乙氧基硅烷，于40～60℃搅拌4～12h，冷却至室温，洗涤，干燥，得到改性无机纳米颗粒，在搅拌条件下，向溶液C中加入改性无机纳米颗粒，于40～100℃搅拌20～25h，得到复合涂层溶液，用本发明专利技术复合涂层溶液增强芳纶织物，可同时兼备超疏水、防穿刺和耐强酸碱性，并且超疏水复合涂层具有优异的机械稳定性和化学鲁棒性。机械稳定性和化学鲁棒性。机械稳定性和化学鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种制备防穿刺、耐强酸碱的芳纶复合织物的方法


[0001]本专利技术属于纺织材料
，具体来说涉及一种制备防穿刺、耐强酸碱的芳纶复合织物的方法。

技术介绍

[0002]医疗、军事、消防和其他化工人员在许多特殊环境中应对处理化学及其他威胁时需要特殊级别的防护。由于所处环境具有巨大的潜在危险性，需要穿着防护服装保护人体的整个或某个部位，避免各类有害气液体、化学物质或锋利刀具的威胁，从而有效保护人体免受尖锐刀具等所带来的伤害以及降低对皮肤等所造成的不可逆的伤害或疾病的风险。因此，开发出同时兼备超疏水、耐强酸碱腐蚀以及防穿刺的复合材料在消防、化工及个人防护等领域有非常高的实用价值。
[0003]目前对提高织物防刺性能的研究主要集中在对织物树脂涂层以及浸渍剪切增稠液处理。然而由于涂层表面含有亲水性基团可以与液体保持牢固的接触，加速表面腐蚀，这极大限制了其应用范围。为了使织物在优异的防穿刺性能前提下同时具备有防酸碱腐蚀性能，有效的策略之一是构建超疏水表面来控制表面润湿性。近年来，超疏水表面因具有独特的抗粘附性能而被广泛研究和设计，然而由于其复杂形貌，大多数采用的制备工艺比较复杂、而且机械耐久性和化学稳定性较差，极大地限制了其实际应用。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种复合涂层溶液的制备方法，该制备方法首先采用化学接枝方法，使用硅烷偶联剂对二氧化硅纳米颗粒进行改性，得到改性无机纳米颗粒；然后使用DMF将热塑性聚氨酯(TPU)溶解到一定浓度；随后将改性无机纳米颗粒分散到溶解均匀的TPU中，得到具有优异机械性、超疏水性和耐酸碱稳定性的复合涂层溶液。
[0005]本专利技术的另一目的是提供上述制备方法获得的复合涂层溶液。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种制备防穿刺、耐强酸碱的芳纶复合织物的方法，该方法采用刮涂法与芳纶织物复合。
[0007]本专利技术的另一目的是提供上述方法获得的芳纶复合织物。
[0008]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0009]一种复合涂层溶液的制备方法，包括以下步骤：
[0010]1)将无机颗粒和无水乙醇混合均匀，得到溶液A，在搅拌条件下，将溶液A和氨水混合均匀，得到溶液B，其中，所述无机颗粒包括二氧化硅纳米颗粒，所述无机颗粒的质量份数、无水乙醇的体积份数和所述氨水的体积份数的比为(1～10)：(20～80)：(4～20)，所述质量份数的单位为g，所述体积份数的单位为mL；
[0011]在所述步骤1)中，所述无机颗粒还包括碳化硅纳米颗粒，按质量份数计，所述二氧化硅纳米颗粒和碳化硅纳米颗粒的比为(1～40)：(1～10)。
[0012]在所述步骤1)中，所述氨水的浓度为1～10wt％。
[0013]在所述步骤1)中，所述二氧化硅纳米颗粒的粒径为12～600nm，所述碳化硅纳米颗粒的粒径为40～600nm。
[0014]在所述步骤1)中，将无机颗粒和无水乙醇混合均匀的方法为：将无机颗粒和无水乙醇混合，超声。
[0015]2)向所述溶液B中加入全氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTS)，于40～60℃搅拌4～12h，冷却至室温，洗涤，干燥，得到改性无机纳米颗粒，其中，所述无机颗粒的质量份数和所述全氟辛基三乙氧基硅烷的体积份数的比为(1～10)：(0.4～3)；
[0016]在所述步骤2)中，所述洗涤采用无水乙醇和蒸馏水交替进行。
[0017]在所述步骤2)中，所述干燥的温度为50～130℃，所述干燥的时间为至少6h。
[0018]3)在搅拌条件下，向溶液C中加入改性无机纳米颗粒，于40～100℃搅拌20～25h，得到复合涂层溶液，其中，将热塑性聚氨酯(TPU)溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中形成所述溶液C，按质量份数计，所述热塑性聚氨酯和二甲基甲酰胺的比为2:12，按质量份数计，所述改性无机纳米颗粒和溶液C的比为(0.75～3):14；
[0019]在所述步骤3)中，于40～100℃搅拌的转速为100～500r/min。
[0020]在所述步骤3)中，将热塑性聚氨酯(TPU)和二甲基甲酰胺(DMF)混合，于50～100℃搅拌6～8h，得到所述溶液C。
[0021]在上述技术方案中，将热塑性聚氨酯(TPU)和二甲基甲酰胺(DMF)混合后搅拌的转速为100～600r/min。
[0022]上述制备方法获得的复合涂层溶液。
[0023]一种制备防穿刺、耐强酸碱的芳纶复合织物的方法，包括以下步骤：使所述复合涂层溶液在芳纶织物上铺展，晾干，得到所述芳纶复合织物。
[0024]在上述技术方案中，所述铺展的方法为刮涂。
[0025]上述方法获得的芳纶复合织物。
[0026]上述复合涂层溶液在提高织物防穿刺性能/耐强酸碱性能/疏水性能中的应用。
[0027]在上述技术方案中，所述织物的材质为芳纶、聚酰亚胺、重均大于300万的超高分子量聚乙烯、聚对苯撑苯并双噁唑或涤纶。
[0028]用本专利技术制备的复合涂层溶液增强芳纶织物，可同时兼备超疏水、防穿刺和耐强酸碱性，并且具有优异的机械稳定性和化学鲁棒性，另外，该制备方法简单、安全。
附图说明
[0029]图1为(a)芳纶织物和(b)实施例3制备所得芳纶复合织物的SEM；
[0030]图2为(a)芳纶织物和(b)实施例3制备所得芳纶复合织物表面的液滴照片；
[0031]图3为(a)芳纶织物和(b)实施例3制备所得芳纶复合织物自清洁过程的照片；
[0032]图4为实施例3制备所得芳纶复合织物砂纸磨损十个循环周期过程中接触角和滚动角变化曲线；
[0033]图5为实施例1～4制备所得芳纶复合织物、TPU涂层芳纶织物和芳纶织物(空白)(a)锥刺过程的锥刺力值
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穿刺位移的曲线和(b)最大锥刺穿刺力的平均值；
[0034]图6为实施例1～4制备所得芳纶复合织物、TPU涂层芳纶织物和芳纶织物(空白)
[0035](a)刀刺过程的刀刺力值
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穿刺位移的曲线和(b)最大刀刺穿刺力的平均值；
[0036]图7为实施例5～8制备所得芳纶复合织物、TPU涂层芳纶织物和芳纶织物(空白)
[0037](a)锥刺过程的刀刺力值
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穿刺位移的曲线和(b)最大锥刺穿刺力的平均值；
[0038]图8为芳纶织物和实施例3制备所得芳纶复合织物在不同pH值下的(a)浸泡120小时时的失重率及(b)浸泡120h过程中的疏水角；
[0039]图9为实施例3制备所得芳纶复合织物耐强酸碱效果图，其中，a从左至右为芳纶复合织物滴有氢氧化钠水溶液液滴0、20、40和60min时的照片；b从左至右为芳纶复合织物滴有硫酸液滴0、20、40和60min时的照片。
具体实施方式
[0040]下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。
[0041]实施例中所使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合涂层溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将无机颗粒和无水乙醇混合均匀，得到溶液A，在搅拌条件下，将溶液A和氨水混合均匀，得到溶液B，其中，所述无机颗粒包括二氧化硅纳米颗粒，所述无机颗粒的质量份数、无水乙醇的体积份数和所述氨水的体积份数的比为(1～10)：(20～80)：(4～20)，所述质量份数的单位为g，所述体积份数的单位为mL；2)向所述溶液B中加入全氟辛基三乙氧基硅烷，于40～60℃搅拌4～12h，冷却至室温，洗涤，干燥，得到改性无机纳米颗粒，其中，所述无机颗粒的质量份数和所述全氟辛基三乙氧基硅烷的体积份数的比为(1～10)：(0.4～3)；3)在搅拌条件下，向溶液C中加入改性无机纳米颗粒，于40～100℃搅拌20～25h，得到复合涂层溶液，其中，将热塑性聚氨酯溶解在二甲基甲酰胺中形成所述溶液C，按质量份数计，所述热塑性聚氨酯和二甲基甲酰胺的比为2:12，按质量份数计，所述改性无机纳米颗粒和溶液C的比为(0.75～3):14。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，所述无机颗粒还包括碳化硅纳米颗粒，按质量份数计，所述二氧化硅纳米颗粒和碳化硅纳米颗粒的比为(1～40)：(1～10)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，所述氨水的浓度为1～10wt％；在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李婷婷，褚生，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：