阅读说明：本技术 利用常压低温等离子体制备的疏水染色织物及其制备方法 (Hydrophobic dyed fabric prepared by utilizing normal-pressure low-temperature plasma and preparation method thereof ) 是由 张春明 郭方舒 王宇 徐艺 赵亚如 吴昭莉 于 2019-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用常压低温等离子体制备的疏水染色织物及其制备方法,属于高分子材料技术领域。其技术方案为：包括以下步骤：(1)用等离子体对织物进行表面处理；(2)用墨水对表面处理后的织物进行染色(3)将染色后的织物浸入乳液中进行自由基聚合反应,然后干燥后再经焙烘即得疏水染色织物。本发明制备得到的疏水染色织物表面包裹着一层膜结构,从而提高了织物的疏水性能且经过处理后的织物的透气率高。(The invention discloses a hydrophobic dyed fabric prepared by utilizing normal-pressure low-temperature plasma and a preparation method thereof, belonging to the technical field of high polymer materials. The technical scheme is as follows: the method comprises the following steps: (1) carrying out surface treatment on the fabric by using plasma; (2) dyeing the fabric after surface treatment by using ink (3) immersing the dyed fabric into emulsion for free radical polymerization reaction, drying and baking to obtain the hydrophobic dyed fabric. The surface of the hydrophobic dyed fabric prepared by the method is wrapped with a layer of film structure, so that the hydrophobic property of the fabric is improved, and the treated fabric has high air permeability.)

利用常压低温等离子体制备的疏水染色织物及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种利用常压低温等离子体制备的疏水染色织物及其制备方法。

背景技术

现今为解决棉织物的疏水性能差、易污染、自洁性能差、耐水洗性能弱等缺点，主要采用有机氟拒水整理、脂肪类拒水整理、丙烯酸整理拒水整理等处理方法。但由于含氟拒水整理对环境造成的影响较大，价格昂贵，存在潜在的致癌物质，受到环保局的限制使人们望而止步。脂肪类的拒水整理是最早用来处理织物的一种手段，但其经过整理后疏水效果会下降。丙烯酸拒水整理虽然成膜性较好但是高温易融化。

目前疏水织物的制备方法主要有以下几类：溶胶-凝胶法、水热法、化学气相沉积法、自组装法、聚合物改性技术和电纺丝技术等。溶胶-凝胶法存在以下缺陷：1.所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机物，对健康有害；2.通常整个溶胶-凝胶过程所需时间较长，常需要几天或几周；3.凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。化学气相沉积法是传统的制备薄膜的技术，其原理是利用气态的先驱反应物，通过原子、分子间化学反应，使得气态前驱体中的某些成分分解，而在基体上形成薄膜。化学气相沉积包括常压化学气相沉积、等离子体辅助化学沉积、激光辅助化学沉积、金属有机化合物沉积等，但用该方法生成的固态产物只能以粉末的形式出现。

因此，亟需一种新型的疏水织物的制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种利用常压低温等离子体制备的疏水染色织物及其制备方法，制备得到的疏水染色织物表面包裹着一层膜结构，从而提高了织物的疏水性能且经过处理后的织物的透气率高。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种利用等离子体技术制备疏水织物的方法，包括以下步骤：

(1)用等离子体对织物进行表面处理；

(2)用墨水对表面处理后的织物进行染色；

(3)将染色后的织物浸入乳液中进行自由基聚合反应，然后干燥后再经焙烘即得疏水染色织物。

优选地，步骤(1)中，等离子体为空气等离子体，利用空气等离子体是为了节约能源，与利用其它气体相比，降低了成本。

优选地，步骤(1)中，电压300-330V、占空比40-60％、扫过的速率2-5m/min、气体流量500-2000L/h。

优选地，步骤(3)中，乳液为80g/L-160g/L的无氟防水剂。

优选地，步骤(3)中，将染色后的织物在乳液中进行二浸二轧，每次浸泡时间15min。

优选地，步骤(3)中，干燥温度为50-90℃，时间为3-5min，焙烘温度为140-200℃，时间为2-4min。

优选地，所述织物为棉织物，涤纶或丝织物等天然纤维和化学纤维织物。

本发明还提供了一种通过上述方法制备的疏水染色织物。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本发明利用等离子体设备冷等离子体原大气压辉光激光放电的原理及等离子体具有低污染、低耗能、低用水、易控制及操作简单的优点，对棉织物表面用等离子体设备喷射空气，使得棉织物表面的自由基重新排列组合。使用等离子技术可以使等离子体中的含氧自由基较好的融入到织物的表面改善织物表面的性能，其次对织物进行墨水染色，再将染色后的织物浸入到乳液中进行二浸二轧，最后进行烘干焙烘，便可制备疏水性的织物。通过电子显微镜可以观察到等离子体与乳液聚合的棉织物表面包裹着一层的膜结构，从而提高了织物的疏水性能且经过处理后的织物的透气率高。

2.本发明在等离子体技术下与无氟防水剂相结合节约了乳液、水、时间，降低了成本，可以连续的机械化生产。

3.本发明可以使织物在较低的无氟防水剂浓度下达到疏水的状态，减少了乳液的使用，节约了实验的成本，利用等离子体技术清洁无污染而且不用将棉织物暴露在空气中一段时间，可直接进行烘干焙烘，操作流程简单方便，具有可持续发展的价值。并且采用本发明的方法制备的疏水染色织物经试验后耐水洗的牢度波动较小，透气性能好，接触角测量可达到疏水，效果较好。

附图说明

图1是棉织物未经处理时的扫描电镜图。

图2是图1的棉织物经过本发明的方法处理后得到的疏水染色织物的扫描电镜图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种利用常压低温等离子体制备疏水染色织物的制备方法，包括以下步骤：

(1)用空气等离子体对棉织物进行表面处理，电压320V、占空比50％、扫过的速率3m/min、气体流量1000L/h；

(2)将处理后的棉织物进行墨水染色；

(3)将染色后的棉织物浸入160g/L的无氟防水剂CWR-9A乳液中，经过二浸二轧，每次浸泡时间15min，进行自由基聚合反应，然后60℃温度下干燥5min后，在160℃温度下经焙烘4min，即得疏水染色织物。

等离子体设备(Plasmatreat Plasmatreater AS400 Plasma Treat GmbH(Steinhagen.Germany))在大气压下产生温度在25-40℃之间具有高活性粒子浓度的等离子体射流，通过这种喷射的方式将气体处理到织物表面，仅作用于织物表层约10nm，同时激发织物中所存在的活性基团。随后等离子体处理后的织物经染色后浸入到乳液中，等离子体引发乳液在织物表面进行接枝聚合，接着直接进行烘干焙烘，便可得到疏水染色织物。

由图1可以看出，未经处理的棉织物表面较为光滑，而如图2所示，可以观察到经本实施例处理后的棉织物表面包裹着一层膜结构，从而提高了织物的疏水性能且经过处理后的织物的透气率高。并且，在使用160g/L的无氟防水剂条件下，测得织物与水的接触角大于150°，即表明本实施例制备的疏水染色织物具有超拒水的功能，从源头上避免了由于水的浸湿导致织物不能使用的弊端，且由于经过等离子体处理的染色织物能很好的与乳液相结合，因此也避免了多余的乳液污染环境。

实施例2

同实施例1，区别之处在于：步骤(1)中，电压300V、占空比40％、扫过的速率2m/min、气体流量500L/h，所用织物为涤纶，无氟防水剂CWR-9A浓度为80g/L；步骤(2)中，干燥温度为50℃，时间为3min，焙烘温度为140℃，时间为2min。

实施例3

同实施例1，区别之处在于：步骤(1)中，电压330V、占空比60％、扫过的速率5m/min、气体流量2000L/h，所用织物为丝织物，无氟防水剂CWR-9A浓度为120g/L；步骤(2)中，干燥温度为90℃，时间为3min，焙烘温度为200℃，时间为3min。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。