新型防水牦牛毛、绒面料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型防水牦牛毛、绒面料，其主要内容包括：以我国青藏高原天然牦牛毛、绒为原料，利用有机硅对材料进行两步法处理；在毛、绒纤维表面接枝二丙酰氯，使得纤维表面具有高活性的基团；通过已接枝的酰氯基团与有机硅进行反应对材料表面进行改性；对牦牛毛、绒的基本物理性质研究，包括：处理前后的材料进行化学成分、微观结构、表面形态、防水性能、保暖性能、密度等；对牦牛毛、绒超疏水表面进行测试。该毛呢面料是一种天然材料；无毒，人体接触感觉舒适；具有仿生超疏水结构；同时具有防水、防雪功能；透气性能好等优点，且牦牛毛、绒资源丰富，便于采集；本发明可有效的提高牦牛制品的经济价值，可为西部少数民族地区的毛纺工业的发展提供有力的技术支持。
【专利说明】新型防水牦牛毛、绒面料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型防水牦牛毛、绒面料，特别是涉及一种具有超疏水性能的防 水面料的制备方法，属于纺织【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 牦牛被称作高原之舟，是西藏高山草原特有的牛种，主要分布在喜马拉雅山脉和 青藏高原。牦牛全身一般呈黑褐色，身体两侧和胸、腹、尾毛长而密，四肢短而粗健。牦牛生 长在海拔300(Γ5000米的高寒地区，能耐零下30°C ~40°C的严寒，牦牛是世界上生活在海拔 最高处的哺乳动物。牦牛分为野牦牛和家牦牛，野牦牛又叫野牛，英文名wild yak，藏名音 译亚归。偶蹄目，牛科，牛亚科、牦牛属，是家牦牛的野生同类，典型的高寒动物，性极耐寒， 这与其毛、绒具有的高保暖性能有密切关系。牦牛为青藏高原特有牛种，为国家一类保护动 物。我国耗牛毛纤维资源丰富，主要分布在青海、西藏、四川、甘肃等地。耗牛毛纤维大部分 由鳞片层和皮质层组成，只含有极少的髓质层，强力较高，但因其鳞片紧贴毛干、比较光滑、 抱合力极差。又因纤维粗、长、卷曲少、硬挺、刚直、给纺纱带来极大困难。牦牛绒纤维弹性 好，滑糯，光泽柔和，不易起球，保暖性与羊绒相似，其价格比羊绒低，纯纺或混纺具有较高 的经济价值(畅衍荣·牦牛毛（绒）的分梳[J]·毛纺科技，1986，（3) : 49-53·)。但整 体上来说，牦牛毛、绒的生产长期都处于粗加工、技术含量低、附加值低的劳动密集型生产 占相当大的比重，高附加值、高技含量的加工生产相对较少，制约了牦牛资源的有效利用和 相关产业发展。
[0003] 疏水织物可用于防雨/雪服、帐篷、军用作战服等方面，其巨大潜在市场和经济效 益使其成为纺织工业研究的热点。为了提高材料表面的疏水性，就必须解决表面的浸润 性。浸润性是固体表面的重要特征之一，由表面的化学组成和微观结构共同决定（Jiang L, Wang R, Yang B. Binary cooperative complementary nanoscale interfacial materials [J]· Pure Appl. Chem·, 2000, 72:73-77·)。近年来，超疏水表面引起了人 们的普遍关注，如在自清洁材料、微流体和无损液体传输等领域都有广泛应用。超疏水表 面是指与水的接触角>150°的表面。接触角是衡量固体表面疏水性的标准之一，但判断 一个表面的疏水效果时，还应考虑到它的动态过程，一般用滚动角来衡量。滚动角为前进 接触角（简称前进角）与后退接触角（简称后退角）之差值，代表了水滴在固体表面上的滞 后现象。一个真正意义上的超疏水表面，应该既具有较大的静态接触角，又具有较小的滚 动角。自然界中有许多超疏水表面的实例，如荷叶、水稻叶、蝉翼以及水黾腿等，这些天然 材料的特殊表面结构在材料表面制造超疏水表面提供了模型(高雪峰，江雷.天然超疏 水生物表面研究的新进展[J].物理，2006，35(7):559-564.)。研究发现，微米结构与 纳米结构相结合的阶层结构是引起表面超疏水的根本原因。对这样的特殊生物表面，在纺 织品表面上进行模仿，通过控制合适的表面形态，可以得到超疏水自清洁表面、滚动各向异 性表面和闻粘附性超疏水表面等具有特殊表面性质的纺织品材料。最典型的如荷叶表面、 蝴蝶等鳞翅目昆虫的翅膀及水鸟的羽毛等。通过观察和研究发现，此类表面除有疏水的化 学组分外，在微观尺度上还有微细的粗糙结构。在电子显微镜下，荷叶表面具有双层微观 结构，即由微米尺度的乳突和其上的纳米尺度蜡状晶体组成；蝶类翅膀上的粉末由约100 μηι的扁平囊状物组成，囊状物由无数角质层(对称的甲壳质组成）构成，其表面并不光洁， 这就是蝴蝶常具有色彩斑斓的结构色及较好疏水性的原因。所以制备超疏水表面就要求： (1)在疏水材料(接触角>90° )表面上构建粗糙结构；（2)在粗糙表面上修饰低表面能物 质。常通过在表面覆盖氟碳链或硅烷链来降低表面能。从制备方法来说，主要有诱导相分 离法、电纺法、溶胶一凝胶法等。
[0004] 近年来，在织物表面进行超疏水处理，制备功能性防水、防污、防雪等服装面料是 界面科学领域以及纺织工业中一个研究热点。而在动物纤维织物表面进行超疏水处理的研 究却鲜有报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是建立一种新型防水牦牛毛、绒面料，该聚合物材料具有以下优点： 该毛呢面料是一种天然材料；无毒，人体接触感觉舒适；具有仿生超疏水结构；同时具有防 水、防雪功能；透气性能好等优点。本专利中拟利用十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS)对牦牛 毛、绒进行表面修饰，利用硅作为低表面能物质降低织物表面能，而十六烷基作为疏水物质 构建纳米级的表面粗糙结构，从而制备仿生的超疏水表面。本专利中以我国青藏高原天然 牦牛毛、绒为原料，利用有机硅对材料进行两步法处理，使材料表面具有仿生超疏水结构， 从而制备一种新型的防水透气毛呢面料。
[0006] 防水毛呢面料的制备技术方案如下： 1)在毛、绒纤维表面接枝二丙酰氯
【权利要求】
1. 一种新型防水牦牛毛、绒面料，其结构特征在于：所述的毛呢面料是由通过表面超 疏水改性制备而成的。
2. -种制备权利要求1所述的新型防水牦牛毛、绒面料的方法是通过如下步骤进行 的： 1) 在毛、绒纤维表面接枝二丙酰氯； 2) 将十六烷基三甲氧基硅烷浸泡到甲醇中使其Si - OCH3基团充分水解成为Si - 0H硅 醇； 3) 利用酰氯与硅醇之间的取代反应对材料表面进行改性，随后利用脱水反应使硅醇之 间形成Si - 0键，固定疏水烷基于材料表面。
3. 根据权利要求2所述的一种新型防水牦牛毛、绒面料的制备方法，其特征在于上述 方法中步骤1)所使用的表面超疏水材料为十六烷基三甲氧基硅烷。
4. 根据权利要求2所述的一种新型防水牦牛毛、绒面料的制备方法，其特征还在于上 述方法中步骤3)所使用的表面修饰剂为二丙酰氯。
5. 根据权利要求2所述的一种新型防水牦牛毛、绒面料的制备方法，其特征还在于上 述方法中步骤3)所进行表面改性反应中，需进行水解反应，将十六烷基三甲氧基硅烷浸泡 到甲醇中使其水解成为硅醇。
6. 根据权利要求2所述的一种新型防水牦牛毛、绒面料，其特征还在于：该毛呢面料为 牦牛毛、绒类的纤维所制成。
7. 根据权利要求2所述的一种新型防水牦牛毛、绒面料，其特征还在于：该毛呢面料具 有良好的防水性能，其表面接触角应大于120°。
【文档编号】D06M101/12GK104088144SQ201410331519
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月13日 优先权日:2014年7月13日
【发明者】不公告发明人 申请人:成都市绿科华通科技有限公司