專利名稱：制備具有耐洗性的超親水毛織物的納米整理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制備具有耐洗性的超親水毛織物的納米整理方法，尤其適用于高檔羊 毛織物的超親水性整理。
背景技術：
纖維的親水性是一個保障人體自然調節(jié)系統(tǒng)、決定服裝穿著舒適性的重要因素。 纖維的親水性包括兩個方面，即纖維的吸濕性與吸水性。纖維在人體出汗時，一是吸收來自 皮膚的汽態(tài)水，即表現(xiàn)為纖維的吸濕性；二是吸收來自皮膚的液相水分，即表現(xiàn)為纖維的吸 水性。纖維的吸濕性和吸水性不僅與纖維本身的化學結構相關，還與纖維的物理結構、形態(tài) 結構有關，如纖維的孔隙、空腔和纖維表面的比表面積等。兔毛、羊毛、羊駝毛等由于質輕、保暖、柔軟等特性是理想的天然成衣材料。此類天 然毛織物本身對濕氣的吸收較好，但其吸水性不好，即人體在高溫環(huán)境下或在劇烈運動中 產(chǎn)生大量的汗水很難被上述毛織物及時吸收和傳遞出去，因此人體就會感到潮濕、悶熱不 舒適。但若能改性上述毛纖維的微觀結構，使其具有超親水的性質，及時將汗水傳遞出去， 就能使上述毛織物的舒適性能得到大大的改善。為了改善織物的親水性，CN 01110561. 5( —種超雙親性織物纖維及其制法和應 用)公開了一種低溫等離子體處理技術，利用一定氣氛的等離子體與織物表面作用，在其 表面引入新的基團來改變織物的親水性，但等離子體氣氛處理織物的親水效果不能長久保 持且設備昂貴；CN 200410037803. 0(超親水性和/或超親油性納米孔材料的用途)公開了 一種制造透氣排汗的纖維或織物，其利用納米氧化硅和/或氧化鈦等納米孔材料涂于纖維 或織物表面，但此法中納米孔材料的制備需在高溫下去除孔模版劑且需要對織物進行等離 子體預處理以增加表面的極性組分；CN200710002393. X(角蛋白多孔材料織物表面的親水 化納米整理方法)公開了通過浸-軋-烘焙可將納米功能材料固定于各種角蛋白多孔織物 上，增加了織物的親水性、舒適性，此方法工藝簡單，操作方便，生產(chǎn)成本低，但處理后的織 物手感較差，而且耐洗性不是很好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制備具有耐洗性的超親水毛織物的納米整理方法，所 得織物具有吸濕、快干的特性。本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備具有耐洗性、超親水、抗菌和自清潔去污特 性的毛織物的納米整理方法。本發(fā)明的制備具有耐洗性的超親水(毛織物的纖維表面與水的接觸角為零度)毛 織物的納米整理方法是用偶聯(lián)劑對毛織物進行預處理，然后調節(jié)好反應溶劑的PH值，將經(jīng) 預處理后的毛織物浸泡到反應溶劑中，恒溫攪拌一定時間；將含有一定量二氧化硅的前驅 體的溶液(亦可再加入其它功能性納米顆?；蚱淝膀岓w的溶液)加入到浸泡有毛織物的反 應溶劑中，再調好反應溶液的PH值，恒溫振蕩一定時間，取出毛織物，清洗毛織物后再進行烘干 o本發(fā)明的制備具有耐洗性的超親水毛織物的納米整理方法包括以下步驟(1).將待處理的毛織物洗凈，烘干，之后浸入濃度為2 2000mmol/l的偶聯(lián)劑溶 液中浸泡2分鐘 10小時，取出毛織物后自然晾曬或在40 100°C下干燥；(2).用無機堿調節(jié)反應溶劑的pH為8 14，將經(jīng)步驟(1)處理的毛織物放入反 應溶劑中，浴比為1 5 1 100;攪拌；然后加入含有二氧化硅的前驅體的溶液，使二氧 化硅的前驅體在反應溶劑中的質量分數(shù)為0. 10%，在30 100°C下恒溫攪拌；用酸 調節(jié)上述反應溶液的PH值為1 7，然后在40 100°C下恒溫振蕩；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的毛織物取出，用自來水漂洗，烘干，得到具有耐洗性的 超親水毛織物。所述的具有耐洗性的超親水毛織物的毛線纖維表面有以化學鍵形式接枝的一層 由二氧化硅的前驅體水解后得到的粒徑為10 800nm的納米二氧化硅。所述的反應溶劑選自水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、甲苯、四氯乙烯、二氯甲烷、N，N 二 甲基甲酰胺、二甲基亞砜等所組成的組中的至少一種。在將經(jīng)步驟⑴處理的毛織物放入用無機堿調節(jié)好pH為8 14的反應溶劑之后， 在進行加入含有二氧化硅的前驅體的溶液步驟之前或之后，向反應溶劑中可進一步加入功 能性納米顆粒、或進一步加入功能性納米顆粒的前驅體的固體粉末、或進一步含有功能性 納米顆粒的前驅體的溶液，然后再進行30 100°C下恒溫攪拌及上述30 100°C下恒溫攪 拌的后續(xù)步驟，最終得到具有耐洗性的多功能超親水毛織物；其中，加入的功能性納米顆粒 或功能性納米顆粒的前驅體在反應溶劑中的質量分數(shù)為0. 10%。所述的具有耐洗性的多功能超親水毛織物的毛線纖維表面有以化學鍵形式接枝 的由二氧化硅的前驅體水解后得到的粒徑為10 800nm的納米二氧化硅和接枝的功能性 納米顆粒組成的顆粒層。所述的具有耐洗性的多功能超親水毛織物的毛線纖維表面有以化學鍵形式接枝 的由二氧化硅的前驅體水解后得到的粒徑為10 800nm的納米二氧化硅和接枝的由功能 性納米顆粒的前驅體水解后得到的顆粒組成的顆粒層。所述的超親水是指毛織物的纖維表面與水的接觸角為零度。所述的功能性納米顆粒是選自粒徑為1 lOOnm中的納米金、納米銀、納米銅和選 自粒徑為5 lOOOnm中的納米氧化鐵、納米氧化鋁、納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化錫、 納米氧化鋯等所組成的組中的至少一種。所述的含有功能性納米顆粒的前驅體的溶液是將功能性納米顆粒的前驅體的固 體粉末溶解在溶劑中得到的，其中，所述的溶劑是水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇等所組 成的組中的至少一種。所述的功能性納米顆粒的前驅體的固體粉末是選自粒徑為1 lOOnm中的納米金 的前軀體、納米銀的前軀體、納米銅的前軀體和選自粒徑為5 lOOOnm中的納米氧化鐵的 前軀體、納米氧化鋁的前軀體、納米氧化鈦的前軀體、納米氧化鋅的前軀體、納米氧化錫的 前軀體、納米氧化鋯的前軀體中所組成的組中的至少一種。由功能性納米顆粒的前驅體水解后得到的顆粒是粒徑為1 lOOnm的納米金、粒 徑為1 lOOnm的納米銀、粒徑為1 lOOnm的納米銅、粒徑為5 lOOOnm的納米氧化鐵、粒徑為5 lOOOnm的納米氧化鋁、粒徑為5 lOOOnm的納米氧化鈦、粒徑為5 lOOOnm 的納米氧化鋅、粒徑為5 lOOOnm的納米氧化錫、粒徑為5 lOOOnm的納米氧化鋯所組成 的組中的至少一種。所述的納米金的前軀體是氯金酸。所述的納米銀的前軀體是硝酸銀。所述的納米銅的前軀體選自氯化銅、氯化亞銅、硫酸銅、硫酸亞銅、硝酸銅、硝酸亞 銅中的一種。所述的納米氧化鐵的前軀體選自氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硝酸鐵、硝 酸亞鐵中的一種。所述的納米氧化鋁的前軀體選自氯化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁中的一種。所述的納米氧化鈦的前軀體選自鈦酸四丁酯、鈦酸異丙酯、四氯化鈦、四氟化鈦中 的一種。所述的納米氧化鋅的前軀體選自氯化鋅、硫酸鋅、硝酸鋅、醋酸鋅中的一種。所述的納米氧化錫的前軀體是氯化錫或氯化亞錫。所述的納米氧化鋯的前軀體是氧氯化鋯或碳酸鋯。步驟(1)所述的自然晾曬時間為30分鐘 10小時，在40 100°C下干燥時間為 5 300分鐘。步驟⑵所述的在30 100°C下恒溫攪拌的時間是2 300分鐘；在40 100°C 下恒溫振蕩時間是20 200分鐘。配制偶聯(lián)劑溶液所用的溶劑選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、甲苯、四氯乙烯、二 氯甲烷、N，N 二甲基甲酰胺、二甲基亞砜等所組成的組中的至少一種。所述的偶聯(lián)劑選自環(huán)氧基系列的硅烷偶聯(lián)劑、氨基系列的硅烷偶聯(lián)劑、乙烯基系 列的硅烷偶聯(lián)劑、烷基系列的硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯類的偶聯(lián)劑等所組成的組中的至少一種。所述的環(huán)氧基系列的硅烷偶聯(lián)劑是縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、 Y“縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷或它們的混合物。所述的氨基系列的硅烷偶聯(lián)劑選自氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧 基硅烷、雙[3-(三乙氧硅丙基)]胺、氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-甲基-氨丙基三 甲氧基硅烷等所組成的組中的至少一種。所述的乙烯基系列的硅烷偶聯(lián)劑選自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基 硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷等所組成的組中的至少一種。所述的烷基系列的硅烷偶聯(lián)劑選自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基 三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷等所組成的組中的至少一種。所述的鈦酸酯類的偶聯(lián)劑選自異丙基三異酞酰鈦酸酯、異丙基十二烷基苯磺酰酞 酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酯)鈦酸酯、四異丙基雙(二辛基亞磷酸酯)鈦酸酯、四辛基 雙[二(十二烷基)亞磷酸酯]鈦酸酯、四(2，2-二烯丙氧甲基-1-丁基)雙[二(十三 烷基)亞磷酸酯]鈦酸酯、雙(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯鈦酸酯、雙(二辛基焦磷酸酯) 乙撐鈦酸酯等所組成的組中的至少一種。所述的無機堿選自氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水等所組成的組中的至少一 種。
所述的二氧化硅的前驅體選自硅酸鈉、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正 硅酸丁酯等所組成的組中的至少一種。配制二氧化硅的前驅體的溶液所用的溶劑可以為水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁 醇等所組成的組中的至少一種。所述的酸選自鹽酸、甲酸、草酸、醋酸、硝酸、磷酸、硫酸等所組成的組中的至少一 種；優(yōu)選是鹽酸、草酸或醋酸。所述的毛織物包括兔毛織物、羊毛織物、羊絨織物、羊駝毛織物或它們之間任意比 例的混紡毛織物。本發(fā)明制備出的毛織物具有超親水(毛織物的纖維表面與水的接觸角為零度)的 特性，水滴在毛織物中擴散速率快，大大增加了毛織物穿著的舒適性和功能性，并且制備出 的毛織物十分地耐洗。在整理過程中再加入其它功能性納米顆?；蚱淝膀岓w的溶液還可獲 得多功能型毛織物。本發(fā)明的原理是通過選擇合適的偶聯(lián)劑，可在構成毛織物的毛線纖維表面以化學 鍵形式接枝一層由二氧化硅的前驅體得到的粒徑為10 800nm的納米氧化硅，從而在直徑 為微米級的纖維表面形成納米級的凹凸結構，增加了纖維表面的粗糙度，使得本身富含羥 基的親水性二氧化硅變得更加的親水，從而獲得超親水的毛織物。液態(tài)水在其表面的擴散 速率和范圍也因此顯著增加，達到了吸濕排汗快干的效果。表層的二氧化硅納米粒子與纖 維之間的化學鍵增強了纖維與二氧化硅納米粒子之間的粘合力，提高了毛織物的耐洗性。 加入其它功能性納米顆粒或其前驅體的溶液后還可獲得多功能型毛織物，同時毛織物表面 所形成的均勻致密的納米二氧化硅層可增加毛織物對其它功能性顆粒的粘合力，以提高耐 洗性。本發(fā)明的方法與現(xiàn)有的制備方法顯著不同的是，在本發(fā)明中，超親水性功能二氧 化硅納米粒子的制備和毛織物的表面功能化同時進行，且可在賦予毛織物超親水性的同時 賦予毛織物其它的功能，如抗菌、自清潔等，因此簡化了制備工藝，能耗低，成本低，適合工 業(yè)化大批量生產(chǎn)。本發(fā)明的制備方法操作簡單，可從微觀領域實現(xiàn)織物的功能化設計，可集 吸濕快干、抑菌、自清潔等多種功能于一體。


圖1.未經(jīng)處理的羊毛布纖維結構圖。圖2.本發(fā)明實施例1的經(jīng)處理的羊毛布纖維結構圖。圖3.水滴在未經(jīng)處理的羊毛布上的靜態(tài)接觸角照片。圖4.水滴在本發(fā)明實施例1的經(jīng)處理的羊毛布上的靜態(tài)接觸照片。圖5.本發(fā)明實施例1的經(jīng)處理的羊毛布機洗不同次數(shù)后吸水情況圖。圖6.本發(fā)明實施例1的經(jīng)處理的羊毛布機洗20次后的纖維結構圖。圖7.本發(fā)明實施例3的經(jīng)處理的超親水、抗菌羊毛布的抗菌圖。圖8.本發(fā)明實施例5的經(jīng)處理的超親水、自清潔羊毛布與未經(jīng)處理的羊毛布的降 解污漬對比圖。其中左邊為光照前后未經(jīng)處理的羊毛布，右邊為光照前后經(jīng)處理后的羊毛 布。
具體實施例方式以下將通過具體實施例及附圖對本發(fā)明進行詳盡描述，但這些實施例只是用于說 明本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明的保護范圍并不僅限于這些實施例。實施例1(1).將待處理的羊毛布洗凈，烘干稱重，之后浸入含有2M 氨丙基三乙氧基硅 烷的甲醇溶液中，浸泡2分鐘后取出，在100°C下干燥5分鐘；(2).將經(jīng)步驟(1)處理的羊毛布放入用氨水調節(jié)pH為8的水溶液中，浴比為 1 80;攪拌；然后加入正硅酸乙酯的乙醇溶液，正硅酸乙酯在水溶液中的質量分數(shù)為 10%，在80°C下恒溫攪拌10分鐘；用鹽酸調節(jié)上述反應溶液的pH值為4，然后在70°C下恒 溫振蕩20分鐘；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的羊毛布取出，用自來水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗 性的超親水羊毛布(羊毛布的纖維表面與水的接觸角為零度)。羊毛布的羊毛纖維表面有 以化學鍵形式接枝的一層由正硅酸乙酯水解后得到的粒徑約為30nm的納米二氧化硅。圖1和圖2分別為進行上述處理前后的羊毛纖維掃描電鏡圖。羊毛布處理前后 親疏水性可以通過測量水滴的靜態(tài)接觸角來評價，圖3和圖4分別為水滴在處理前后羊毛 布上的靜態(tài)接觸角值(羊毛布的纖維表面與水的接觸角為零度)。親水羊毛布的耐洗性通 過測試機洗不同次數(shù)之后羊毛布吸水的時間來評價，如圖5 ；機洗20次后羊毛纖維掃描電 鏡圖如圖6。機洗方法參考美國紡織化學師與印染師協(xié)會測試方法(AATCC Test Method No. 135-2004)，使用容積為20升的家用海爾洗衣機，加入適量的美國紡織化學師與印染師 協(xié)會所用的標準洗衣粉(AATCC Standard Reference Detergent)，在40°C下的水溫下機洗 8分鐘。每組數(shù)據(jù)測三次后取平均值。實施例2(1).將待處理的羊絨布洗凈，烘干稱重，之后浸入含有2mM 氨丙基三甲氧基 硅烷的甲苯溶液中，浸泡10小時后取出，在40°C下干燥300分鐘；(2).將經(jīng)步驟(1)處理的羊絨布放入用氫氧化鉀調pH為14的水和乙醇(體積比 為1 1)的混合液中，浴比為1 100;攪拌；然后加入正硅酸甲酯的甲醇溶液，正硅酸甲 酯在水和乙醇的混合液中的質量分數(shù)為0. 1%，在60°C下恒溫攪拌300分鐘；用鹽酸調節(jié)上 述反應液的PH值為1，然后在100°C下恒溫振蕩60分鐘；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的羊絨布取出，用自來水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗 性的超親水羊絨布(羊絨布的纖維表面與水的接觸角為零度)。羊絨布的羊絨纖維表面有 以化學鍵形式接枝的一層由正硅酸甲酯水解后得到的粒徑為700 800nm的納米二氧化娃。實施例3(1).將待處理的羊毛布洗凈，烘干稱重，之后浸入含有200mM y -縮水甘油醚氧 基丙基三甲氧基硅烷的四氯乙烯溶液中，浸泡30分鐘后取出，在60°C下干燥20分鐘；(2).將經(jīng)步驟(1)處理的羊毛布放入pH為10的氫氧化鈉和氨水的混合(摩爾比 為1 1)水溶液中，浴比為1 50;攪拌；然后加入硝酸銀固體粉末后再加入硅酸鈉的水 溶液，其中硝酸銀在水溶液中的質量分數(shù)為5%，硅酸鈉在水溶液中的質量分數(shù)為1%，在 80°C下恒溫攪拌2分鐘；用醋酸調節(jié)上述反應液的pH值為3，然后在80°C下恒溫振蕩30分鐘；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的羊毛布取出，用自來水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗 性的多功能超親水羊毛布(羊毛布的纖維表面與水的接觸角為零度)。羊毛布的羊毛纖維表面有以化學鍵形式接枝的由硅酸鈉水解后得到的粒徑為 10 20nm的納米二氧化硅和接枝的由硝酸銀水解后得到的粒徑為20nm的顆粒所組成的顆粒層。得到具有耐洗性的多功能超親水羊毛布具有較好的抗菌性(所用菌種為大腸桿 菌)，如圖7所示。實施例4(1).將待處理的羊毛布洗凈，烘干稱重，之后浸入含有50mM乙烯基三乙氧基硅烷 的二氯甲烷和四氯乙烯(體積比為1 3)的混合液中，浸泡20分鐘后取出，在100°C下干 燥10分鐘；(2).將經(jīng)步驟(1)處理的羊毛布放入用氫氧化鉀和氨水(摩爾比為1 1)調節(jié) PH為10的丁醇溶液中，浴比為1 5 ；攪拌；然后加入正硅酸丁酯的丁醇溶液后再加入鈦 酸四丁酯的丁醇溶液，正硅酸丁酯在pH為10的丁醇溶液中的質量分數(shù)為5%，鈦酸四丁酯 在PH為10的丁醇溶液中的質量分數(shù)為5%，在80°C下恒溫攪拌30分鐘；用草酸調節(jié)上述 反應溶液的PH值為4，然后在80°C下恒溫振蕩30分鐘；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的羊毛布取出，用自來水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗 性的多功能超親水羊毛布(羊毛布的纖維表面與水的接觸角為零度)。羊毛布的羊毛纖維 表面有以化學鍵形式接枝的由正硅酸丁酯水解后得到的粒徑約為200nm的納米二氧化硅 和接枝的由鈦酸四丁酯水解后得到的粒徑約為300nm所顆粒組成的顆粒層。實施例5(1).將待處理的羊毛布洗凈，烘干稱重，之后浸入含有2mM乙烯基三甲氧基硅烷 的乙醇溶液中，浸泡2小時后取出，在100°C下干燥20分鐘；(2).將經(jīng)步驟(1)處理的羊毛布放入pH為9的氨水溶液中，浴比為1 60 ；攪 拌；然后加入正硅酸乙酯的乙醇溶液后再加入粒徑為20nm的納米二氧化鈦粒子，正硅酸乙 酯在氨水中的質量分數(shù)為5%，納米二氧化鈦粒子在氨水中的質量分數(shù)為0. 1 %，在80°C下 恒溫攪拌20分鐘；用醋酸調節(jié)上述反應溶液的pH值為7，攪拌2分鐘，然后在40°C下恒溫 振蕩200分鐘；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的羊毛布取出，用自來水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗 性的多功能超親水羊毛布(羊毛布的纖維表面與水的接觸角為零度)。羊毛布的羊毛纖維 表面有以化學鍵形式接枝的由正硅酸乙酯水解后得到的粒徑約為50nm的納米二氧化硅和 接枝的粒徑為20nm的納米二氧化鈦粒子組成的顆粒層。所得具有耐洗性的多功能超親水羊毛布具有自清潔性，如圖8，紫外光照1小時 后，未經(jīng)處理的羊毛原布上的染料污漬無變化，而經(jīng)過處理得到的具有耐洗性的多功能超 親水羊毛布表面的污漬幾乎被完全降解。其中所用的染料污漬為羅丹明B乙醇溶液。實施例6(1).將待處理的羊駝毛布洗凈，烘干稱重，之后浸入含有100mM 縮水甘油醚 氧基丙基三乙氧基硅烷的二甲基亞砜溶液中，浸泡10小時后取出，在80°C下干燥3小時；
(2).將經(jīng)步驟(1)處理的羊駝毛布放入用氨水調pH為12的乙醇溶液中，浴比為
1 30;攪拌；然后加入正硅酸甲酯的甲醇溶液，正硅酸甲酯在乙醇溶液中的質量分數(shù)為 10%，在30°C下恒溫攪拌300分鐘；用磷酸調節(jié)上述反應液的pH值為3，然后在100°C下恒 溫振蕩100分鐘；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的羊駝毛布取出，用自來水漂洗三次，烘干，得到具有耐 洗性的超親水羊駝毛布(羊駝毛布的纖維表面與水的接觸角為零度)。羊駝毛布的羊駝毛 纖維表面有以化學鍵形式接枝的一層由正硅酸甲酯水解后得到的粒徑約為250nm的納米 二氧化硅。實施例7(1).將待處理的兔毛布洗凈，烘干稱重，之后浸入含有10mM乙烯基三甲氧基硅烷 的甲苯溶液中，浸泡10小時后取出，在80°C下干燥2小時；(2).將經(jīng)步驟(1)處理的兔毛布放入用氨水調pH為13的水和甲醇(體積比為
2 1)的混合液中，浴比為1 10;攪拌；然后加入質量分數(shù)為5%硅酸鈉的水溶液，硅酸 鈉在水和甲醇的混合液中的質量分數(shù)為5%，在100°C下恒溫攪拌2分鐘；用硝酸調節(jié)上述 反應液的PH值至4，在80°C下恒溫振蕩100分鐘；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的兔毛布取出，用自來水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗 性的超親水兔毛布(兔毛布的纖維表面與水的接觸角為零度)。兔毛布的兔毛纖維表面有 以化學鍵形式接枝的一層由硅酸鈉水解后得到的粒徑約為80nm的納米二氧化硅。實施例8(1).將待處理的羊毛羊絨混紡布(質量比為7 3)洗凈，烘干稱重，之后浸入含 有10mM甲基三甲氧基硅烷和10mM異丙基三(二辛基焦磷酸酯)鈦酸酯的乙醇溶液中，浸 泡3小時后取出，在80°C下干燥1小時；(2).將經(jīng)步驟(1)處理的羊毛羊絨混紡布放入用氫氧化鋰調pH為14的水溶液 中，浴比為1 60 ；攪拌；然后加入質量分數(shù)為5%正硅酸甲酯和5%的正硅酸乙酯的乙醇 溶液，正硅酸甲酯和正硅酸乙酯在水溶液中的質量分數(shù)均為5%，在30°C下恒溫攪拌300分 鐘；用草酸調⑶中溶液的pH值至3，在70°C下恒溫振蕩80分鐘；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的羊毛羊絨混紡布取出，用自來水漂洗三次，烘干，得 到具有耐洗性的超親水羊毛羊絨混紡布(羊毛羊絨混紡布的纖維表面與水的接觸角為零 度)。羊毛羊絨混紡布的纖維表面有以化學鍵形式接枝的一層由正硅酸甲酯和正硅酸乙酯 水解后得到的粒徑約為150nm的納米二氧化硅。實施例9(1).將待處理的羊毛布洗凈，烘干稱重，之后浸入含有10mM四(2，2_ 二烯丙氧甲 基-1-丁基)雙[二(十三烷基)亞磷酸酯]鈦酸酯的乙醇溶液中，浸泡200分鐘后取出， 自然晾曬30分鐘；(2).將經(jīng)步驟(1)處理的羊毛布放入用氨水調pH為12的甲醇和乙醇(體積比為 1 1)的混合液中，浴比為1 60;攪拌；然后加入質量分數(shù)為10%硅酸鈉的水溶液，硅酸 鈉在甲醇和乙醇混合液中的質量分數(shù)為10%，在40°C下恒溫攪拌300分鐘；用鹽酸調(3) 中溶液的PH值至1，在80°C下恒溫振蕩80分鐘；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的羊毛布取出，用自來水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗性的超親水羊毛布(羊毛布的纖維表面與水的接觸角為零度)。羊毛布的羊毛纖維表面有 以化學鍵形式接枝的一層由硅酸鈉水解后得到的粒徑約為400nm的納米二氧化硅。實施例10(1).將待處理的羊毛布洗凈，烘干稱重，之后浸入含有50mM N_甲基-Y _氨丙基 三甲氧基硅烷和50mM N-甲基-Y -氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，浸泡2小時后取出， 自然晾曬10小時；(2).將經(jīng)步驟(1)處理的羊毛布放入用氫氧化鈉調pH為11的水和二甲基亞砜 (體積比為5 1)的混合液中，浴比為1 40;攪拌；然后加入質量分數(shù)為5%的正硅酸 甲酯的甲醇溶液后再加入質量分數(shù)為10%的醋酸鋅粉末，正硅酸甲酯在水和二甲基亞砜的 混合液中的質量分數(shù)為5 %，醋酸鋅在水和二甲基亞砜的混合液中的質量分數(shù)為10 %，在 60°C下恒溫攪拌300分鐘；用醋酸調節(jié)上述反應液的pH值為3，然后在100°C下恒溫振蕩20 分鐘；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的羊毛布取出，用自來水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗 性的多功能超親水羊毛布(羊毛布的纖維表面與水的接觸角為零度)。羊毛布的羊毛纖維 表面有以化學鍵形式接枝的由正硅酸甲酯水解后得到的粒徑約為200nm的納米二氧化硅 和接枝的由醋酸鋅水解后得到的粒徑為30 50nm所顆粒組成的顆粒層。
權利要求
一種制備具有耐洗性的超親水毛織物的納米整理方法，其特征是，該方法包括以下步驟(1).將待處理的毛織物洗凈，烘干，之后浸入到濃度為2～2000mmol/l的偶聯(lián)劑溶液中浸泡2分鐘～10小時，取出毛織物后自然晾曬或在40～100℃下干燥；(2).用無機堿調節(jié)反應溶劑的pH為8～14，將經(jīng)步驟(1)處理的毛織物放入反應溶劑中，浴比為1∶5～1∶100；攪拌；然后加入含有二氧化硅的前驅體的溶液，使二氧化硅的前驅體在反應溶劑中的質量分數(shù)為0.1％～10％，在30～100℃下恒溫攪拌；用酸調節(jié)上述反應溶液的pH值為1～7，然后在40～100℃下恒溫振蕩；(3).將經(jīng)步驟(2)處理后的毛織物取出，用自來水漂洗，烘干，得到具有耐洗性的超親水毛織物；所述的具有耐洗性的超親水毛織物的毛線纖維表面有以化學鍵形式接枝的一層由二氧化硅的前驅體水解后得到的粒徑為10～800nm的納米二氧化硅；所述的反應溶劑選自水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、甲苯、四氯乙烯、二氯甲烷、N，N二甲基甲酰胺、二甲基亞砜所組成的組中的至少一種。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是在步驟(2)進行加入含有二氧化硅的前驅 體的溶液步驟之前或之后，向反應溶劑中加入功能性納米顆粒、或加入功能性納米顆粒的 前驅體的固體粉末、或加入含有功能性納米顆粒的前驅體的溶液，然后再進行30 100°C 下恒溫攪拌及權利要求1中30 100°C下恒溫攪拌的后續(xù)步驟，最終得到具有耐洗性的多 功能超親水毛織物；其中，加入的功能性納米顆?；蚬δ苄约{米顆粒的前驅體在反應溶劑 中的質量分數(shù)為0. 10% ；所述的具有耐洗性的多功能超親水毛織物的毛線纖維表面有以化學鍵形式接枝的由 二氧化硅的前驅體水解后得到的粒徑為10 SOOnm的納米二氧化硅和接枝的功能性納米 顆粒組成的顆粒層；或所述的具有耐洗性的多功能超親水毛織物的毛線纖維表面有以化學鍵形式接枝的由 二氧化硅的前驅體水解后得到的粒徑為10 SOOnm的納米二氧化硅和接枝的由功能性納 米顆粒的前驅體水解后得到的顆粒組成的顆粒層。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征是所述的功能性納米顆粒是選自粒徑為1 IOOnm中的納米金、納米銀、納米銅和選自粒徑為5 IOOOnm中的納米氧化鐵、納米氧化鋁、 納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化錫、納米氧化鋯所組成的組中的至少一種。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征是所述的含有功能性納米顆粒的前驅體的溶 液是將功能性納米顆粒的前驅體的固體粉末溶解在溶劑中得到的，其中，所述的溶劑是水、 甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇所組成的組中的至少一種；所述的功能性納米顆粒的前驅體的固體粉末是選自粒徑為1 IOOnm中的納米金的前 軀體、納米銀的前軀體、納米銅的前軀體和選自粒徑為5 IOOOnm中的納米氧化鐵的前軀 體、納米氧化鋁的前軀體、納米氧化鈦的前軀體、納米氧化鋅的前軀體、納米氧化錫的前軀 體、納米氧化鋯的前軀體中所組成的組中的至少一種；由功能性納米顆粒的前驅體水解后得到的顆粒是粒徑為1 IOOnm的納米金、粒徑為 1 IOOnm的納米銀、粒徑為1 IOOnm的納米銅、粒徑為5 IOOOnm的納米氧化鐵、粒徑 為5 IOOOnm的納米氧化鋁、粒徑為5 IOOOnm的納米氧化鈦、粒徑為5 IOOOnm的納米氧化鋅、粒徑為5 IOOOnm的納米氧化錫、粒徑為5 IOOOnm的納米氧化鋯所組成的組 中的至少一種。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征是所述的納米金的前軀體是氯金酸； 所述的納米銀的前軀體是硝酸銀；所述的納米銅的前軀體選自氯化銅、氯化亞銅、硫酸銅、硫酸亞銅、硝酸銅、硝酸亞銅中 的一種；所述的納米氧化鐵的前軀體選自氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞 鐵中的一種；所述的納米氧化鋁的前軀體選自氯化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁中的一種； 所述的納米氧化鈦的前軀體選自鈦酸四丁酯、鈦酸異丙酯、四氯化鈦、四氟化鈦中的一種；所述的納米氧化鋅的前軀體選自氯化鋅、硫酸鋅、硝酸鋅、醋酸鋅中的一種； 所述的納米氧化錫的前軀體是四氯化錫或氯化亞錫； 所述的納米氧化鋯的前軀體是氧氯化鋯或碳酸鋯。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是配制偶聯(lián)劑溶液所用的溶劑選自甲醇、乙 醇、丙醇、丁醇、戊醇、甲苯、四氯乙烯、二氯甲烷、N，N 二甲基甲酰胺、二甲基亞砜所組成的組 中的至少一種；所述的偶聯(lián)劑選自環(huán)氧基系列的硅烷偶聯(lián)劑、氨基系列的硅烷偶聯(lián)劑、乙烯基系列的 硅烷偶聯(lián)劑、烷基系列的硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯類的偶聯(lián)劑所組成的組中的至少一種。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征是所述的環(huán)氧基系列的硅烷偶聯(lián)劑是γ-縮 水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷或它們的混合 物；所述的氨基系列的硅烷偶聯(lián)劑選自Y-氨丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅 烷、雙[3-(三乙氧硅丙基)]胺、Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-甲基-Y-氨丙基三甲氧 基硅烷所組成的組中的至少一種；所述的乙烯基系列的硅烷偶聯(lián)劑選自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅 烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷所組成的組中的至少一種；所述的烷基系列的硅烷偶聯(lián)劑選自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三甲 氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷所組成的組中的至少一種；所述的鈦酸酯類的偶聯(lián)劑選自異丙基三異酞酰鈦酸酯、異丙基十二烷基苯磺酰酞酸 酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酯)鈦酸酯、四異丙基雙(二辛基亞磷酸酯)鈦酸酯、四辛基 雙[二(十二烷基)亞磷酸酯]鈦酸酯、四(2，2-二烯丙氧甲基-1-丁基)雙[二(十三 烷基)亞磷酸酯]鈦酸酯、雙(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯鈦酸酯、雙(二辛基焦磷酸酯) 乙撐鈦酸酯所組成的組中的至少一種。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征是所述的二氧化硅的前驅體選自硅酸鈉、 正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸丁酯所組成的組中的至少一種。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征是所述的無機堿選自氫氧化鋰、氫氧化 鈉、氫氧化鉀、氨水所組成的組中的至少一種；所述的酸選自鹽酸、甲酸、草酸、醋酸、硝酸、磷酸、硫酸所組成的組中的至少一種。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是步驟(1)所述的自然晾曬時間為30分鐘 10小時，在40 100°C下干燥時間為5 300分鐘；
11.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征是所述的在30 100°C下恒溫攪拌的時 間是2 300分鐘；在40 100°C下恒溫振蕩時間是20 200分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備具有耐洗性的超親水毛織物的納米整理方法，尤其適用于高檔羊毛織物的超親水性整理。本發(fā)明的方法是用偶聯(lián)劑對毛織物進行預處理，然后調節(jié)好反應溶劑的pH值，將經(jīng)預處理后的毛織物浸泡到反應溶劑中，恒溫攪拌；將含有二氧化硅的前驅體的溶液(亦可再加入其它功能性納米顆?；蚱淝膀岓w的溶液)加入到浸泡有毛織物的反應溶劑中，再調好反應溶液的pH值，恒溫振蕩一定時間，取出毛織物，清洗毛織物后再進行烘干。本發(fā)明的方法可在制備納米材料的同時對毛織物進行功能化處理，使其具有吸濕快干效果，同時十分地耐洗。本發(fā)明的方法操作簡單，可從微觀領域實現(xiàn)織物的功能化設計，可集吸濕快干、抑菌、自清潔等多種功能于一體。
文檔編號D06M11/79GK101851854SQ200910081298
公開日2010年10月6日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權日2009年3月31日
發(fā)明者劉惠玉, 唐芳瓊, 李毅, 譚龍飛, 陳東 申請人:北京華美精創(chuàng)納米相材料科技有限責任公司