一种微纳米结构的涂层织物的制备方法与流程

本发明属于织物抗菌和抗冷凝水，具体涉及一种微纳米结构的涂层织物的制备方法。

背景技术：

1、随着抗生素的过度使用和滥用，细菌的耐药性问题越来越严重，传统的抗菌药物已经无法完全满足临床治疗的需要。在这个背景下，研究人员开始探索新的抗菌方法，其中之一就是利用纳米材料。纳米材料在生物医学领域的应用不断扩展，这些材料具有许多独特的性质，如尺寸效应、高比表面积等，这些性质使得纳米材料在抗菌方面具有很大的潜力。例如，纳米材料可以作为载体，将抗生素直接作用于细菌细胞膜或细胞内，从而增加抗生素的抗菌效果并降低耐药性的产生。此外，纳米材料还可以通过光催化、光热转换等效应，产生活性氧、自由基等物质，直接杀灭细菌。纳米抗菌材料的研究和应用已经成为一个全球性的趋势。在医疗、环保、能源等领域，纳米抗菌材料都展现出了巨大的应用前景。

2、织物作为日常生活中使用频繁的材料之一，其表面容易受到污染和细菌的滋生，尤其在潮湿和温暖的环境下更容易滋生细菌和霉菌。这些细菌和霉菌的存在不仅对织物本身造成损害，还可能通过织物与人体接触而造成交叉感染。因此，为了提高织物的卫生性能和使用寿命，减少因织物表面细菌滋生而引起的健康问题，研究人员开始致力于开发抗菌织物涂层技术。这种技术主要是通过在织物表面涂覆一层具有抗菌作用的材料，如银离子抗菌剂等，来抑制细菌和霉菌的滋生，从而提高织物的抗菌性能和卫生水平。然后，纳米银抗菌也存在成本较高、抗菌谱有限以及稳定性差等缺点。其次，织物涂层的抗凝水作用在生活中也尤其重要。例如，生活中帐篷的使用过程中容易接触到潮气和水分。一方面，这些受潮的帐篷在保存过程中容易滋生细菌。另一方面，帐篷在夜晚使用过程中容易吸收空气中的水分形成水滴，给人们的夜晚露营带来了很多的不便。因此，研发用于帐篷使用的织物涂层要考虑抗菌和抗凝水功能。

3、上述表明，研发一种具有广谱的抗菌功能和抗冷凝水功能的织物涂层在实际生活中具有非常重要的应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种微纳米结构的涂层织物的制备方法，通过对涂层的设计，使得这种织物涂层不仅具备抗菌功能，还能够实现抗冷凝水的作用，为智能化织物涂层的开发提供了一种新思路和新方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种微纳米结构的织物涂层，采用以下步骤制备得到：

4、步骤1，称取0.15mol的可溶性锶盐和0.75mol的六次亚甲基四胺通过超声加速溶解在70ml的纯净水中，接着加入500mg粒径为150nm的二氧化硅纳米球，并常温搅拌3-4小时；

5、步骤2，将上述混合溶液转移到100ml的聚四氟乙烯反应釜中，置于烘箱中，并以5-7℃/min的升温速率将温度升到180-200℃，并继续反应15-20小时后，自然冷却到室温；

6、步骤3，反应结束得到的沉淀，用0.001m的稀盐酸溶液清洗三遍后再用乙醇和水洗涤各三次，并通过离心机以6000rpm离心7min得到沉淀，并将沉淀置于真空干燥箱中在65℃温度下干燥14小时，即可得到海胆状硅酸锶空心球粉末。

7、步骤4，将上述制备的海胆状硅酸锶空心球粉末与聚氨酯按照质量比10:1充分混合搅拌2小时，并进一步通过静电喷涂的方式均匀覆盖在织物的表面，并置于60℃的烘箱中干燥6小时后，即可得到这种表面凹凸不平的微纳米结构涂层的织物。

8、上述具有微纳米结构的织物涂层的制备及其抗菌和抗冷凝水应用。

9、本发明用可溶性锶盐和六次亚甲基四胺为原料通过一步水热的方法合成了硅酸锶空心球并将其应用于抗菌和抗冷凝水功能的织物涂层。

10、本发明的微纳米结构的织物涂层中的硅酸锶空心球可以向表面接触的细菌环境缓慢释放出大量的锶离子，通过破坏细菌的细胞膜的结构并抑制其生长以达到抗菌的目的；此外，基于海胆状硅酸锶空心球制备的微纳米结构的涂层可以在织物表面形成大小不同体量的热屏蔽绝热单元，有效阻止传导热量和产生热对流，从而降低空气与涂层表面的温度差，避免形成冷桥，阻止冷凝临界点的产生，从而达到抗冷凝水的作用；其次，海胆状硅酸锶空心球的表面多刺状的触须以及内部的空心结构大大提高了涂层与空气的接触面积，进而涂层的挥发功能得到提升，因此，导致空气中的水分不易在此微纳米结构的涂层表面形成冷凝水。

11、本发明的抗菌与抗冷凝水功能的织物涂层的合成步骤简洁，成本较低，因而适合大规模生产。

技术特征：

1.一种微纳米结构涂层织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将0.15mol的可溶性锶盐和0.75mol的六次亚甲基四胺通过超声加速溶解在70ml的纯净水中，接着加入500mg粒径为150nm的二氧化硅纳米球，并常温搅拌3-4小时；(2)将上述混合溶液转移到100ml的聚四氟乙烯反应釜中，置于烘箱中，并以5-7℃/min的升温速率将温度升到180-200℃，并继续反应15-20小时后，自然冷却到室温；(3)反应结束得到的沉淀，用0.001m的稀盐酸溶液清洗三遍后再用乙醇和水洗涤各三次，并通过离心机以6000rpm离心7min得到沉淀，并将沉淀置于真空干燥箱中在65℃温度下干燥14小时，即可得到海胆状硅酸锶空心球粉末；(4)将海胆状硅酸锶空心球粉末与聚氨酯按照质量比10:1充分混合搅拌2小时，并进一步通过静电喷涂的方式均匀覆盖在织物的表面，并置于60℃的烘箱中干燥6小时后，即可得到这种表面凹凸不平的微纳米结构涂层的织物。

2.根据权利要求1中所述的一种微纳米结构涂层织物的制备方法，其特征在于，所述的可溶性锶盐为硝酸锶或氯化锶。

3.根据权利要求1中所述的一种微纳米结构涂层织物的制备方法，其特征在于，所述的可溶性锶盐为硝酸锶时，反应温度为180℃，反应时间为20小时；如可溶性锶盐为氯化锶时，反应温度为180℃，反应时间为15小时。

4.根据权利要求1中所述的一种微纳米结构涂层织物的制备方法，其特征在于，所述硅酸锶空心球的粒径为150-170nm，表面为类海胆状多刺结构，且这种刺状触须长度为30-40nm、宽度为5-8nm，内部为空心结构，且硅酸锶空心球的比较面积约为350-370m2/g，孔径为5-6.5nm，属于一种介孔结构的材料。

技术总结
本发明公开了一种微纳米结构涂层织物的制备方法，所述的织物涂层包含具有海胆状结构的硅酸锶空心球，通过聚氨酯固定于织物表面，并在其表面形成了凹凸不平的微纳米结构。这种微纳米结构赋予涂层可以吸收潮气和水分，并将吸收的水分和潮气快速有效的散发出去，阻止水滴和冷凝水的产生，以达到抗冷凝水的目的。此外，这种微纳米结构的涂层还可以向表面接触的细菌环境中缓慢地释放出锶离子，通过破坏细菌的细胞膜结构，进而杀死细菌起到抑菌的作用。

技术研发人员：马苏扬,陈凤,吴强,毛建奎,曹宗政
受保护的技术使用者：南通全技纺织涂层有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17