一种纳米陶瓷抗紫外涤纤维面料

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查; 撤回;
专利有效性 无效专利 当前状态 撤回
申请号 CN202210194259.9 申请日 2022-03-01
公开(公告)号 CN114395917A 公开(公告)日 2022-04-26
申请人 陈逸红; 申请人类型 其他
发明人 陈逸红; 第一发明人 陈逸红
权利人 陈逸红 权利人类型 其他
当前权利人 陈逸红 当前权利人类型 其他
省份 当前专利权人所在省份:上海市 城市 当前专利权人所在城市:上海市金山区
具体地址 当前专利权人所在详细地址:上海市金山区吕巷镇南溪街 邮编 当前专利权人邮编:201500
主IPC国际分类 D06M13/238 所有IPC国际分类 D06M13/238D06M13/51D06M11/46D06M15/03D06M101/04D06M101/32
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 9 专利文献类型 A
专利代理机构 苏州吴韵知识产权代理事务所 专利代理人 王铭陆;
摘要 本 发明 提供了一种纳米陶瓷 硼 钛 抗紫外涤 棉 纤维 面料,包括以下步骤:S1.织物表面的亲 水 改性;将涤棉纤维面料清洗后,置于等离子处理机中处理后,将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理备用;S2.硼接枝改性:将 单宁 酸 和1,4‑对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中,将涤棉纤维面料置于硼接枝液中,进行接枝反应,得到硼接枝改性涤棉纤维面料;S3.二 氧 化钛溶胶改性;将钛酸四丁酯、 醋酸 和 乙醇 均匀混合,将 盐酸 水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的 混合液 中,得到均一稳定的溶胶;S4.涤棉织物 整理 :将涤棉织物在溶胶处理,得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。本发明通过 单宁酸 和二氧化钛的协同作用达到抗紫外的效果。
权利要求

1.一种纳米陶瓷抗紫外涤纤维面料,其特征在于,包括以下步骤:
S1.织物表面的亲改性;将涤棉纤维面料清洗后,置于等离子处理机中处理后,将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理,处理结束后将面料晾干备用;
S2.硼接枝改性:将单宁酸和1,4‑对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中,将涤棉纤维面料置于硼接枝液中,进行接枝反应,得到硼接枝改性涤棉纤维面料;
S3.二化钛溶胶改性;将钛酸四丁酯、醋酸乙醇均匀混合,将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中,滴加过程中保持恒温,滴加完毕后继续搅拌,得到均一稳定的溶胶;
S4.涤棉织物整理:将涤棉织物在溶胶中二浸二轧,烘干,得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。
2.根据权利要求1所述的纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,其特征在于:所述壳聚糖溶液中壳聚糖的分子量为5000‑10000,壳聚糖溶液的浓度为3‑5wt%,所述壳聚糖的制备方法为:将1g壳聚糖加入1.5‑2.5vt%酸溶液中,在温度为40‑60℃下搅拌至完全溶解,加入20‑30vt%双氧水在温度50‑65℃下降解2h,将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节pH值至8~9之间即可,过滤,洗涤,烘干即可。
3.根据权利要求1所述的纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,其特征在于:所述步骤S1中等离子处理功率为300‑500W,时间为3‑10min。
4.根据权利要求1所述的纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,其特征在于:所述步骤S1中预处理的温度为70‑90℃,时间为10‑30min。
5.根据权利要求1所述的纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,其特征在于:所述步骤S2中单宁酸在四氢呋喃中的浓度为1.5‑4wt%,1,4‑对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.25‑
0.6wt%。
6.根据权利要求1所述的纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,其特征在于:所述步骤S2中接枝反应的温度为80‑100℃。
7.根据权利要求1所述的纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,其特征在于:所述步骤S3中钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2‑3,溶胶的浓度为4‑6wt%。
8.根据权利要求1所述的纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,其特征在于:所述步骤S3中滴加过程中恒温温度为40‑50℃,搅拌时间为80‑150min。
9.根据权利要求1所述的纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,其特征在于:所述步骤S4中轧液率为60‑80%,烘干工艺为在70℃‑80℃预烘5‑8min,然后在120‑140℃焙烘3‑10min。

说明书全文

一种纳米陶瓷抗紫外涤纤维面料

技术领域

[0001] 本发明涉及功能面料领域,具体涉及一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。

背景技术

[0002] 随着生活平的提高,人们越来越重视过量紫外线曝晒所带来的健康险。太阳辐射中能到达地面的紫外线主要是部分波长为280~315nm的中波长UVB段和波长为315~400nm的长波长UVA段,它们分别能对表皮层和真皮层造成损伤,甚至可能诱发皮肤癌棉纤维透气、吸汗、柔软,而且无刺激,因而是夏季服装的首选材质,但棉化学结构中不含在近紫外区有吸收的官能团,导致其紫外线透过率是所有织物中最高的;因此,对棉织物进行抗紫外线功能整理就显得尤为重要。
目前,使用的防紫外线整理剂可分为2类。一类是紫外线反射剂,通过添加无机或金属化物的粉末或纤维,增强纤维表面对紫外线的反射与散射来实现防护作用(常用的紫外线反射剂有ZnO纳米颗粒、纳米金属有机框架、氧化石墨烯和二氧化钛等),采用此种方法获得的织物存在耐水洗牢度差、手感硬、透气性差等缺点,且对织物风格会有一定程度的影响;另一类是紫外线吸收剂,通过将能量转换为热量或可见光来实现防护作用(常用的紫外线吸收剂有含苯并三唑基团的活性染料、稀土金属有机配合物转光剂和茶叶抽提物等),这类紫外线吸收剂后整理方法的效果有限,因此固着率、牢度、耐久性和手感等性能还需进一步提高。

发明内容

[0003] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,通过单宁酸和二氧化钛的协同作用达到抗紫外的效果。
[0004] 技术方案:一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,包括以下步骤:S1.织物表面的亲水改性;将涤棉纤维面料清洗后,置于等离子处理机中处理后,将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理,处理结束后将面料晾干备用;
S2.硼接枝改性:将单宁酸和1,4‑对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中,将涤棉纤维面料置于硼接枝液中,进行接枝反应,得到硼接枝改性涤棉纤维面料;
S3.二氧化钛溶胶改性;将钛酸四丁酯、醋酸乙醇均匀混合,将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中,滴加过程中保持恒温,滴加完毕后继续搅拌,得到均一稳定的溶胶;
S4.涤棉织物整理:将涤棉织物在溶胶中二浸二轧,烘干,得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。
优选的,所述壳聚糖溶液中壳聚糖的分子量为5000‑10000,壳聚糖溶液的浓度为
3‑5wt%,所述壳聚糖的制备方法为:将1g壳聚糖加入1.5‑2.5vt%酸溶液中,在温度
40‑60℃下搅拌至完全溶解,加入20‑30vt%双氧水在温度50‑65℃下降解2h,将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节pH值至8~9之间即可,过滤,洗涤,烘干即可。
优选的,所述步骤S1中等离子处理功率为300‑500W,时间为3‑10min。
优选的,所述步骤S1中预处理的温度为70‑90℃,时间为10‑30min。
优选的,所述步骤S2中单宁酸在四氢呋喃中的浓度为1.5‑4wt%,1,4‑对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.25‑0.6wt%。
优选的,所述步骤S2中接枝反应的温度为80‑100℃。
优选的,所述步骤S3中钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2‑3,溶胶的浓度为
4‑6wt%。
优选的,所述步骤S3中滴加过程中恒温温度为40‑50℃,搅拌时间为80‑150min。
优选的,所述步骤S4中轧液率为60‑80%,烘干工艺为在70℃‑80℃预烘5‑8min,然后在120‑140℃焙烘3‑10min。
有益效果:本发明的纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料具有以下优点:
1.本发明针对涤棉纤维复合面料,由于棉纤维属于亲水纤维,而涤纶属于疏水纤维,因此对涤棉纤维面料进行改性,使得涤纶纤维也具备吸水效果,因此通过接枝改性,使得不论是涤纶纤维还是棉纤维的表面都具备充足的羟基,在接枝亲水集团后,引入单宁酸,其是一种天然的多酚类化合物.含有大量邻苯二酚和邻苯三酚基团,具有抗老化和抗紫外线等优点。在具有羟基、羧基和基等极性基团的聚合物中引入单宁酸,赋予材料耐候性;
2.将单宁酸和1,4‑对苯二硼酸接枝反应在织物的表面,可以形成物理交联的网络,使得织物表面可以均匀的抗老化;
3.通过单宁酸和二氧化钛的配合,达到协同抗紫外的效果。

具体实施方式

实施例1
一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,包括以下步骤:
S1.织物表面的亲水改性;将涤棉纤维面料清洗后,置于等离子处理机中处理后,等离子处理功率为300W,时间为10min,将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理,预处理的温度为70℃,时间为30min,壳聚糖的分子量为5000‑10000,壳聚糖溶液的浓度为
3wt%,处理结束后将面料晾干备用,其中,壳聚糖的制备方法为:将1g壳聚糖加入1.5vt%冰醋酸溶液中,在温度为40‑60℃下搅拌至完全溶解,加入20vt%双氧水在温度50℃下降解
2h,将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节pH值至8~9之间即可,过滤,洗涤,烘干即可;
S2.硼接枝改性:将单宁酸和1,4‑对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中,单宁酸在四氢呋喃中的浓度为1.5wt%,1,4‑对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.25wt%,将涤棉纤维面料置于硼接枝液中,进行接枝反应,接枝反应的温度为80℃,得到硼接枝改性涤棉纤维面料;
S3.二氧化钛溶胶改性;将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合,钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2,将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中,滴加过程中保持恒温,滴加完毕后继续搅拌,恒温温度为40℃,搅拌时间为80min,得到均一稳定的浓度为4wt%溶胶;
S4.涤棉织物整理:将涤棉织物在溶胶中二浸二轧,轧液率为60%,烘干,烘干工艺为在7℃预烘5min,然后在120℃焙烘3min,得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。
实施例2
一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,包括以下步骤:
S1.织物表面的亲水改性;将涤棉纤维面料清洗后,置于等离子处理机中处理后,等离子处理功率为500W,时间为3min,将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理,预处理的温度为90℃,时间为10min,壳聚糖的分子量为5000‑10000,壳聚糖溶液的浓度为
5wt%,处理结束后将面料晾干备用,其中,壳聚糖的制备方法为:将1g壳聚糖加入2.5vt%冰醋酸溶液中,在温度为40‑60℃下搅拌至完全溶解,加入30vt%双氧水在温度65℃下降解
2h,将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节pH值至8~9之间即可,过滤,洗涤,烘干即可;
S2.硼接枝改性:将单宁酸和1,4‑对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中,单宁酸在四氢呋喃中的浓度为4wt%,1,4‑对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.6wt%,将涤棉纤维面料置于硼接枝液中,进行接枝反应,接枝反应的温度为100℃,得到硼接枝改性涤棉纤维面料;
S3.二氧化钛溶胶改性;将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合,钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:3,将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中,滴加过程中保持恒温,滴加完毕后继续搅拌,恒温温度为50℃,搅拌时间为150min,得到均一稳定的浓度为6wt%溶胶;
S4.涤棉织物整理:将涤棉织物在溶胶中二浸二轧,轧液率为80%,烘干,烘干工艺为在80℃预烘8min,然后在140℃焙烘10min,得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。
实施例3
一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,包括以下步骤:
S1.织物表面的亲水改性;将涤棉纤维面料清洗后,置于等离子处理机中处理后,等离子处理功率为360W,时间为5min,将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理,预处理的温度为70℃,时间为22min,壳聚糖的分子量为6000‑8000,壳聚糖溶液的浓度为
4.5wt%,处理结束后将面料晾干备用,其中,壳聚糖的制备方法为:将1g壳聚糖加入
1.5vt%冰醋酸溶液中,在温度为40℃下搅拌至完全溶解,加入22vt%双氧水在温度55℃下降解2h,将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节pH值至8~9之间即可,过滤,洗涤,烘干即可;
S2.硼接枝改性:将单宁酸和1,4‑对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中,单宁酸在四氢呋喃中的浓度为2.5wt%,1,4‑对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.4wt%,将涤棉纤维面料置于硼接枝液中,进行接枝反应,接枝反应的温度为80℃,得到硼接枝改性涤棉纤维面料;
S3.二氧化钛溶胶改性;将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合,钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2,将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中,滴加过程中保持恒温,滴加完毕后继续搅拌,恒温温度为40℃,搅拌时间为110min,得到均一稳定的浓度为4wt%溶胶;
S4.涤棉织物整理:将涤棉织物在溶胶中二浸二轧,轧液率为70%,烘干,烘干工艺为在70℃预烘5min,然后在120℃焙烘8min,得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。
实施例4
一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,包括以下步骤:
S1.织物表面的亲水改性;将涤棉纤维面料清洗后,置于等离子处理机中处理后,等离子处理功率为440W,时间为8min,将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理,预处理的温度为90℃,时间为16min,壳聚糖的分子量为6000‑8000,壳聚糖溶液的浓度为
3.6wt%,处理结束后将面料晾干备用,其中,壳聚糖的制备方法为:将1g壳聚糖加入
2.5vt%冰醋酸溶液中,在温度为60℃下搅拌至完全溶解,加入26vt%双氧水在温度65℃下降解2h,将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节pH值至8~9之间即可,过滤,洗涤,烘干即可;
S2.硼接枝改性:将单宁酸和1,4‑对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中,单宁酸在四氢呋喃中的浓度为3.5wt%,1,4‑对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.55wt%,将涤棉纤维面料置于硼接枝液中,进行接枝反应,接枝反应的温度为100℃,得到硼接枝改性涤棉纤维面料;
S3.二氧化钛溶胶改性;将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合,钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:3,将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中,滴加过程中保持恒温,滴加完毕后继续搅拌,恒温温度为50℃,搅拌时间为140min,得到均一稳定的浓度为6wt%溶胶;
S4.涤棉织物整理:将涤棉织物在溶胶中二浸二轧,轧液率为75%,烘干,烘干工艺为在80℃预烘8min,然后在140℃焙烘5min,得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。
实施例5
一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,包括以下步骤:
S1.织物表面的亲水改性;将涤棉纤维面料清洗后,置于等离子处理机中处理后,等离子处理功率为400W,时间为6min,将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理,预处理的温度为80℃,时间为20min,壳聚糖的分子量为6000‑8000,壳聚糖溶液的浓度为4wt%,处理结束后将面料晾干备用,其中,壳聚糖的制备方法为:将1g壳聚糖加入2vt%冰醋酸溶液中,在温度为50℃下搅拌至完全溶解,加入25vt%双氧水在温度60℃下降解2h,将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节pH值至8~9之间即可,过滤,洗涤,烘干即可;
S2.硼接枝改性:将单宁酸和1,4‑对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中,单宁酸在四氢呋喃中的浓度为3wt%,1,4‑对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.5wt%,将涤棉纤维面料置于硼接枝液中,进行接枝反应,接枝反应的温度为90℃,得到硼接枝改性涤棉纤维面料;
S3.二氧化钛溶胶改性;将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合,钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2.5,将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中,滴加过程中保持恒温,滴加完毕后继续搅拌,恒温温度为45℃,搅拌时间为120min,得到均一稳定的浓度为5wt%溶胶;
S4.涤棉织物整理:将涤棉织物在溶胶中二浸二轧,轧液率为75%,烘干,烘干工艺为在75℃预烘6min,然后在130℃焙烘7min,得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。
对比例1
一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,包括以下步骤:
S1.织物表面的亲水改性;将涤棉纤维面料清洗后,置于等离子处理机中处理后,等离子处理功率为400W,时间为6min,将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理,预处理的温度为80℃,时间为20min,壳聚糖的分子量为6000‑8000,壳聚糖溶液的浓度为4wt%,处理结束后将面料晾干备用,其中,壳聚糖的制备方法为:将1g壳聚糖加入2vt%冰醋酸溶液中,在温度为50℃下搅拌至完全溶解,加入25vt%双氧水在温度60℃下降解2h,将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节pH值至8~9之间即可,过滤,洗涤,烘干即可;
S2.二氧化钛溶胶改性;将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合,钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2.5,将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中,滴加过程中保持恒温,滴加完毕后继续搅拌,恒温温度为45℃,搅拌时间为120min,得到均一稳定的浓度为5wt%溶胶;
S4.涤棉织物整理:将涤棉织物在溶胶中二浸二轧,轧液率为75%,烘干,烘干工艺为在75℃预烘6min,然后在130℃焙烘7min,得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。
对比例2
一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,包括以下步骤:
S1.织物表面的亲水改性;将涤棉纤维面料清洗后,置于等离子处理机中处理后,等离子处理功率为400W,时间为6min,将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理,预处理的温度为80℃,时间为20min,壳聚糖的分子量为6000‑8000,壳聚糖溶液的浓度为4wt%,处理结束后将面料晾干备用,其中,壳聚糖的制备方法为:将1g壳聚糖加入2vt%冰醋酸溶液中,在温度为50℃下搅拌至完全溶解,加入25vt%双氧水在温度60℃下降解2h,将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节pH值至8~9之间即可,过滤,洗涤,烘干即可;
S2.硼接枝改性:将单宁酸和1,4‑对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中,单宁酸在四氢呋喃中的浓度为3wt%,1,4‑对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.5wt%,将涤棉纤维面料置于硼接枝液中,进行接枝反应,接枝反应的温度为90℃,得到硼接枝改性涤棉纤维面料。
对比例3
一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料,包括以下步骤:
S1.织物表面的改性;将涤棉纤维面料清洗后,置于等离子处理机中处理后,等离子处理功率为400W,时间为6min;
S2.硼接枝改性:将单宁酸和1,4‑对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中,单宁酸在四氢呋喃中的浓度为3wt%,1,4‑对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.5wt%,将涤棉纤维面料置于硼接枝液中,进行接枝反应,接枝反应的温度为90℃,得到硼接枝改性涤棉纤维面料;
S3.二氧化钛溶胶改性;将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合,钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2.5,将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中,滴加过程中保持恒温,滴加完毕后继续搅拌,恒温温度为45℃,搅拌时间为120min,得到均一稳定的浓度为5wt%溶胶;
S4.涤棉织物整理:将涤棉织物在溶胶中二浸二轧,轧液率为75%,烘干,烘干工艺为在75℃预烘6min,然后在130℃焙烘7min,得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。
本发明中实施例和对比例的抗紫外性能按GB/T 18830《纺织品防紫外线性能的评定》测定,下表1中为实施例1‑5和对比例1‑3中的抗紫外性能的对比。
表1
从表1可以看出,在未同时采用钛和硼接枝改性涤棉纤维面料,织物的抗紫外能较差;使用两种材料联合前处理后,织物的抗紫外能力有明显提升。
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