本發(fā)明屬于紡織材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物及其制備方法。

背景技術(shù)：

眾所周知，染料是指在一定介質(zhì)中能使纖維或者其他物質(zhì)牢固著色的化合物，分為天然染料和合成染料，其中合成染料的使用比例占主要部分，而且染料的使用范圍已經(jīng)不僅局限與紡織品的染色和印花，在油漆、塑料、皮革等領(lǐng)域也有應用。但是，目前已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)，染料本身或者染料在使用過程中會產(chǎn)生有毒物質(zhì)直接危害人類的健康，而且含有染料的污染物也會對植物、土壤等造成不可預估的破壞力，因此尋求染料的替代品顯得尤為重要。

中國專利CN 104060480A公開的一種用彩色納米球染棉織物的方法，將棉織物用環(huán)氧丙基三甲基氯化銨進行陽離子化改性后，浸漬于含分散染料染色的聚苯乙烯-甲基丙烯酸納米球分散液中，將織物取出水洗，晾干，實現(xiàn)染色。該方法主要是利用納米球的形狀代替形狀不規(guī)則的分散染料顏料粒子，利用球形的粒子提高分散染料的上染率，擴大分散染料的應用范圍，但是仍舊使用了化學染料，而且納米微球與棉織物的結(jié)合力難以保證，顏色差異控制。中國專利CN 104233802B公開的一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)色的蠶絲織物的制備方法，將單分散的聚苯乙烯微球乳液與二氧化鈦溶膠混合形成納米復合乳液，將蠶絲織物浸入其中，得到具有光子晶體結(jié)構(gòu)色的蠶絲織物。該方法通過將納米球在織物的表面形成結(jié)構(gòu)色，在不使用化學染料的情況下賦予織物色彩，但是其色彩固定，織物表面附著的納米球薄膜之間結(jié)合不緊密，容易受到破壞，且織物的使用十分受限制。

本發(fā)明將納米微球與聚合物相結(jié)合，利用加壓和抽真空技術(shù)，將納米微球在聚合物中排列形成緊密的規(guī)則結(jié)構(gòu)，顯現(xiàn)結(jié)構(gòu)色，且該結(jié)構(gòu)色因含有聚合物受力能力強，而且可隨著受力的情況變換顏色，具有一定的市場前景。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物及其制備方法，采用彈性織物作為基布，將含納米聚苯乙烯丙烯酸微球的聚合物涂覆到彈性織物的表面，通過擠壓抽真空，固化成型，得到基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物。該方法制備的基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物可根據(jù)織物所受拉力的不同改變織物的顏色。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物，所述基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物包括基布和涂層，所述基布為彈性織物，所述涂層為彈性涂層，所述彈性織物為機織物，所述彈性織物由彈性纖維構(gòu)成，所述彈性涂層包括納米微球、聚合物和助劑，所述納米微球在聚合物中自組裝形成規(guī)則結(jié)構(gòu)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述納米微球為聚苯乙烯丙烯酸微球，聚合物包括聚乙烯醇和聚丙烯酸，助劑包括凹凸棒土、硅橡膠、甘油和交聯(lián)劑。

本發(fā)明還提供一種基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物的制備方法，包括以下步驟：

(1)將彈性纖維作為原料，以平紋結(jié)構(gòu)作為織物組織結(jié)構(gòu)，織造形成基布，將基布經(jīng)等離子體低溫處理后得到預處理的基布；

(2)將聚乙烯醇、聚丙烯酸、凹凸棒土、硅橡膠和甘油加入去離子水中，高速攪拌得到聚合物，然后將納米聚苯乙烯丙烯酸微球倒入聚合物中，研磨，抽氣，再加入交聯(lián)劑，混合研磨，形成涂層混合物；

(3)將步驟(2)制備的涂層混合物涂覆于步驟(1)制備的預處理的基布上表面，擠壓，抽氣，固化成型，得到基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，所述彈性纖維為聚氨酯彈性纖維、PTT纖維或者PBT纖維。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，等離子體低溫處理的條件為：在空氣氛圍下，以250-300W的功率處理30-50s。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(2)中，涂層混合物中的組分，按重量份計，包括：聚乙烯醇30-50份、聚丙烯酸20-40份、凹凸棒土10-20份、硅橡膠5-15份、甘油8-16份、納米聚苯乙烯丙烯酸微球15-25份、交聯(lián)劑5-10份、去離子水40-80份。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(2)中，交聯(lián)劑為過硫酸銨。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(2)中，涂層混合物的粒徑200-250目。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(3)中，擠壓的工藝為：將涂層混合物的上表面和基布的下表面分別用聚四氟乙烯薄膜包覆，然后用夾板夾緊，在0.3-0.5MPa的壓力下抽真空10-30min。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(3)中，固化成型的溫度為100-120℃，時間為10-15min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明制備的基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物的基布為由彈性纖維制備的織物，彈性纖維優(yōu)選聚氨酯彈性纖維、PTT纖維或者PBT纖維，纖維的伸長率高于300％，可以賦予基布優(yōu)良的伸縮性能，而且織物的組織結(jié)構(gòu)采用平紋組織，織物表面平穩(wěn)，有利于涂層的附著。

(2)本發(fā)明制備的基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物的涂層包括納米聚苯乙烯丙烯酸微球，納米聚苯乙烯丙烯酸微球的外觀呈均勻的球形，分散性好，表面多種活性基團，能自組裝形成規(guī)整的結(jié)構(gòu)，且通過加壓抽氣將納米聚苯乙烯丙烯酸微球在聚合物中聚合形成規(guī)整的結(jié)構(gòu)，顯現(xiàn)結(jié)構(gòu)色，避免使用染料，而且納米聚苯乙烯丙烯酸微球之間的結(jié)構(gòu)固定連接緊密，再受到一定外力的情況下，結(jié)構(gòu)色的縫隙改變，顯現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)色。

(3)本發(fā)明制備的基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物的涂層包括聚乙烯醇和聚丙烯酸，這兩者都為優(yōu)異的紡織漿料，具有優(yōu)異的成膜性能，與織物間結(jié)合牢度緊密，通過凹凸棒土、硅橡膠、甘油和過硫酸銨，使涂層的穩(wěn)定性、成膜性、粘度和濕度更加穩(wěn)定，有利于聚合物涂層均勻地涂覆于基布的上表面。

(4)本發(fā)明采用擠壓抽真空和加熱固化的方法將聚合物涂層與彈性基布結(jié)合緊密，減少聚合物涂層本身以及聚合物涂層與彈性基布之間的空氣，降低空氣對于聚合物涂層結(jié)構(gòu)色的影響，增加色牢度。

(5)本發(fā)明制備的基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物的顏色由聚合物涂層的結(jié)構(gòu)色顯現(xiàn)，避免使用常規(guī)的化學染料，結(jié)構(gòu)色的縫隙中含有聚合物，聚合物的存在可以使自組裝的結(jié)構(gòu)牢固，具有一定的承力能力，色牢度好，而且當彈性織物受到拉力時，結(jié)構(gòu)色也能顯現(xiàn)出不一樣的顏色，增加了面料的趣味性和智能性，有利于運用于智能紡織服裝或者裝飾領(lǐng)域。

具體實施方式

下面將結(jié)合具體實施例來詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1：

(1)將聚氨酯彈性纖維作為原料，以平紋結(jié)構(gòu)作為織物組織結(jié)構(gòu)，織造形成基布，將基布在空氣氛圍下，以250W的功率等離子體低溫處理30s得到預處理的基布。

(2)按重量份計，將30份的聚乙烯醇、20份的聚丙烯酸、10份的凹凸棒土、5份的硅橡膠和8份的甘油加入40份的去離子水中，高速攪拌得到聚合物，然后將15份的粒徑為20nm的納米聚苯乙烯丙烯酸微球倒入聚合物中，研磨，抽氣，再加入5份的過硫酸銨交聯(lián)劑，混合研磨，形成粒徑為200目的涂層混合物。

(3)將涂層混合物涂覆于預處理的基布上表面，將涂層混合物的上表面和基布的下表面分別用聚四氟乙烯薄膜包覆，然后用夾板夾緊，在0.3MPa的壓力下抽真空10min，再在100℃下固化成型10min，得到基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物。

實施例2：

(1)將PTT彈性纖維作為原料，以平紋結(jié)構(gòu)作為織物組織結(jié)構(gòu)，織造形成基布，將基布在空氣氛圍下，以300W的功率等離子體低溫處理50s得到預處理的基布。

(2)按重量份計，將50份的聚乙烯醇、40份的聚丙烯酸、20份的凹凸棒土、15份的硅橡膠和16份的甘油加入80份的去離子水中，高速攪拌得到聚合物，然后將25份的粒徑為100nm的納米聚苯乙烯丙烯酸微球倒入聚合物中，研磨，抽氣，再加入10份的過硫酸銨交聯(lián)劑，混合研磨，形成粒徑為250目的涂層混合物。

(3)將涂層混合物涂覆于預處理的基布上表面，將涂層混合物的上表面和基布的下表面分別用聚四氟乙烯薄膜包覆，然后用夾板夾緊，在0.5MPa的壓力下抽真空30min，再在120℃下固化成型15min，得到基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物。

實施例3：

(1)將者PBT彈性纖維作為原料，以平紋結(jié)構(gòu)作為織物組織結(jié)構(gòu)，織造形成基布，將基布在空氣氛圍下，以280W的功率等離子體低溫處理40s得到預處理的基布。

(2)按重量份計，將45份的聚乙烯醇、25份的聚丙烯酸、15份的凹凸棒土、10份的硅橡膠和12份的甘油加入45份的去離子水中，高速攪拌得到聚合物，然后將20份的粒徑為80nm的納米聚苯乙烯丙烯酸微球倒入聚合物中，研磨，抽氣，再加入7份的過硫酸銨交聯(lián)劑，混合研磨，形成粒徑為220目的涂層混合物。

(3)將涂層混合物涂覆于預處理的基布上表面，將涂層混合物的上表面和基布的下表面分別用聚四氟乙烯薄膜包覆，然后用夾板夾緊，在0.4MPa的壓力下抽真空20min，再在110℃下固化成型12min，得到基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物。

實施例4：

(1)將聚氨酯彈性纖維作為原料，以平紋結(jié)構(gòu)作為織物組織結(jié)構(gòu)，織造形成基布，將基布在空氣氛圍下，以270W的功率等離子體低溫處理40s得到預處理的基布。

(2)按重量份計，將40份的聚乙烯醇、30份的聚丙烯酸、20份的凹凸棒土、12份的硅橡膠和13份的甘油加入65份的去離子水中，高速攪拌得到聚合物，然后將21份的粒徑為50nm的納米聚苯乙烯丙烯酸微球倒入聚合物中，研磨，抽氣，再加入6份的過硫酸銨交聯(lián)劑，混合研磨，形成粒徑為250目的涂層混合物。

(3)將涂層混合物涂覆于預處理的基布上表面，將涂層混合物的上表面和基布的下表面分別用聚四氟乙烯薄膜包覆，然后用夾板夾緊，在0.4MPa的壓力下抽真空15min，再在100℃下固化成型11min，得到基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物。

實施例5：

(1)將聚氨酯彈性纖維作為原料，以平紋結(jié)構(gòu)作為織物組織結(jié)構(gòu)，織造形成基布，將基布在空氣氛圍下，以300W的功率等離子體低溫處理30s得到預處理的基布。

(2)按重量份計，將30份的聚乙烯醇、40份的聚丙烯酸、20份的凹凸棒土、5份的硅橡膠和16份的甘油加入40份的去離子水中，高速攪拌得到聚合物，然后將25份的粒徑為80nm的納米聚苯乙烯丙烯酸微球倒入聚合物中，研磨，抽氣，再加入5份的過硫酸銨交聯(lián)劑，混合研磨，形成粒徑為250目的涂層混合物。

(3)將涂層混合物涂覆于預處理的基布上表面，將涂層混合物的上表面和基布的下表面分別用聚四氟乙烯薄膜包覆，然后用夾板夾緊，在0.3MPa的壓力下抽真空30min，再在100℃下固化成型15min，得到基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物。

實施例6：

(1)將PTT彈性纖維作為原料，以平紋結(jié)構(gòu)作為織物組織結(jié)構(gòu)，織造形成基布，將基布在空氣氛圍下，以300W的功率等離子體低溫處理30s得到預處理的基布。

(2)按重量份計，將40份的聚乙烯醇、30份的聚丙烯酸、10份的凹凸棒土、8份的硅橡膠和8份的甘油加入80份的去離子水中，高速攪拌得到聚合物，然后將25份的粒徑為40nm的納米聚苯乙烯丙烯酸微球倒入聚合物中，研磨，抽氣，再加入5份的過硫酸銨交聯(lián)劑，混合研磨，形成粒徑為210目的涂層混合物。

(3)將涂層混合物涂覆于預處理的基布上表面，將涂層混合物的上表面和基布的下表面分別用聚四氟乙烯薄膜包覆，然后用夾板夾緊，在0.5MPa的壓力下抽真空15min，再在100℃下固化成型10min，得到基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物。

實施例7：

(1)將PBT彈性纖維作為原料，以平紋結(jié)構(gòu)作為織物組織結(jié)構(gòu)，織造形成基布，將基布在空氣氛圍下，以280W的功率等離子體低溫處理30s得到預處理的基布。

(2)按重量份計，將40份的聚乙烯醇、30份的聚丙烯酸、15份的凹凸棒土、8份的硅橡膠和10份的甘油加入70份的去離子水中，高速攪拌得到聚合物，然后將15份的粒徑為30nm的納米聚苯乙烯丙烯酸微球倒入聚合物中，研磨，抽氣，再加入5份的過硫酸銨交聯(lián)劑，混合研磨，形成粒徑為250目的涂層混合物。

(3)將涂層混合物涂覆于預處理的基布上表面，將涂層混合物的上表面和基布的下表面分別用聚四氟乙烯薄膜包覆，然后用夾板夾緊，在0.45MPa的壓力下抽真空15min，再在110℃下固化成型11min，得到基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物。

實施例8：

(1)將聚氨酯彈性纖維作為原料，以平紋結(jié)構(gòu)作為織物組織結(jié)構(gòu)，織造形成基布，將基布在空氣氛圍下，以250W的功率等離子體低溫處理30s得到預處理的基布。

(2)按重量份計，將40份的聚乙烯醇、40份的聚丙烯酸、10份的凹凸棒土、8份的硅橡膠和13份的甘油加入60份的去離子水中，高速攪拌得到聚合物，然后將25份的粒徑為80nm的納米聚苯乙烯丙烯酸微球倒入聚合物中，研磨，抽氣，再加入8份的過硫酸銨交聯(lián)劑，混合研磨，形成粒徑為200目的涂層混合物。

(3)將涂層混合物涂覆于預處理的基布上表面，將涂層混合物的上表面和基布的下表面分別用聚四氟乙烯薄膜包覆，然后用夾板夾緊，在0.35MPa的壓力下抽真空15min，再在120℃下固化成型10min，得到基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物。

經(jīng)檢測，實施例1-8制備的基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物的顏色性能的結(jié)果如下所示：

由上表可見，本發(fā)明制備的基于納米微球和聚合物的橡膠涂層織物的顏色均勻，受力后顏色會發(fā)生變化，且色牢度較好。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。