CN103572584A - 具有抗紫外及自清洁双重效果的改性纳米二氧化钛整理剂的制备方法 - Google Patents

具有抗紫外及自清洁双重效果的改性纳米二氧化钛整理剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及金红石型纳米二氧化钛对涤棉织物具有紫外吸收和自清洁性能的整理方法。利用有机硅烷偶联剂(KH560)对金红石型纳米TiO2进行表面改性，主要分两步：(1)将金红石型纳米二氧化钛粉末加入乙醇中，配成质量浓度为1-5％的乙醇溶液，采用超声或机械搅拌或微波-超声匀化处理一段时间使纳米二氧化钛粉末在乙醇中均匀分散。(2)按二氧化钛质量1％-5％的偶联剂加入乙醇溶液中，调节PH至中性，搅拌均匀，在恒温70-90℃反应1-3h，得到改性后的纳米二氧化钛整理液。改性后纳米TiO2对涤棉织物进行整理，经过整理并染色的织物置于具有特定紫外波长的紫外灯照射一定时间，测得整理后织物具有抗紫外和自清洁的性能。本发明的制备方法简单，操作实用性强，织物可同时获得抗紫外和自清洁性能，并且纳米二氧化钛对织物的强力损失有保护的作用。

Description

具有抗紫外及自清洁双重效果的改性纳米二氧化钛整理剂的制备方法
技术领域
本发明涉及种金红石型纳米二氧化钛应用涤棉织物具有抗紫外和自清洁效果的整理方法，属于材料科学领域。
背景技术
二氧化钛化学稳定性好、催化活性高、价廉易得、无毒和优异的半导体性质，在能源和环境方面有着广阔的应用前景。二氧化钛的晶相主要包括锐钛矿、板钛矿、金红石和二氧化钛B.金红石型是二氧化钛中最稳定的结晶形态，它的结构致密，与锐钛矿相比有较高的硬度、密度、导热率、介电常数与折光率，具有较高的紫外屏蔽性和耐候性.纳米二氧化钛具有粒径小、比表面积大、磁性强、光催化、吸收性能好、吸收紫外线能力强、表面活性大、热导性好、分散性好、所制悬浮液稳定等优点。
适量的紫外线照射有助于人体健康，但过量的紫外线则会伤害人体、加速皮肤老化并可导致各种皮肤问题甚至引发皮肤癌。随着全球二氧化碳的排放量剧增，大气层中臭氧层的日趋稀薄，使到达地面的紫外线的强度日益增加，具有紫外防护功能的纺织品也越来越受到消费者的喜爱和研究者的重视。而织物在为了织物具有长久的紫外吸收性能，需要二氧化钛和织物化学结合，需要对二氧化钛进行表面改性，许多研究者采用硅烷偶联剂对二氧化钛改性，本发明采用硅烷偶联剂对二氧化钛改性.改性后的织物不但具有紫外吸收性能还具有自清洁性能.
发明内容
纳米TiO2具有很强的散射和吸收紫外线的能力，尤其是对人体有害的中长波紫外线UVA、UVB(320-400nm，290-320nm)的吸收能力很强，织物具有抗紫外性能的首选是应用纳米二氧化钛，但同时具有自清洁性能的发明没有。
金红石型纳米二氧化钛对涤棉织物具有紫外吸收和自清洁性能的整理方法，提供了简单的操作方法，显著的效果，并且实用性极强，利于工业化生产。
具有抗紫外及自清洁双重效果的改性金红石型纳米二氧化钛织物整理剂的制备方法其特征在于整理剂经过下列步骤制得：
(1)将金红石型纳米二氧化钛粉末加入乙醇中，配成质量浓度为1-5％的乙醇溶液，采用超声或机械搅拌或微波-超声匀化处理一段时间使纳米二氧化钛粉末在乙醇中均匀分散。
(2)按二氧化钛质量1％-5％的偶联剂加入(1)中乙醇溶液中，调节PH至中性，搅拌均匀，在恒温70-90℃反应1-3h，得到改性后的纳米二氧化钛整理液。
整理剂的应用效果采用如下方法测试：
1.扫面电镜(SEM)
2.测色仪
附图说明
图1是金红石型二氧化钛整理到涤棉织物的扫面电镜(SEM)的对比图，图1(a)为未用硅烷偶联剂对金红石型二氧化钛整理到涤棉织物的扫面电镜(SEM)图，图1(b)为用硅烷偶联剂对金红石型二氧化钛整理到涤棉织物的扫面电镜(SEM)图。
图2是经杨梅汁染色后涤棉织物是否在紫外照射的对比图，图2中(a)为经杨梅汁染色后涤棉织物经未经紫外照射的图，图2中(b)为经杨梅汁染色后涤棉织物经经紫外照射24h的图。
图3是经杨梅汁染色后涤棉织物在不同紫外照射时间下的K/S值图。
具体实施方式
下面结合具体方式对本发明进行进一步描述。
实施例1
金红石型纳米二氧化钛对涤棉织物具有紫外吸收和自清洁性能的整理方法，其特征在于经过下列步骤制得：
(1)将金红石型纳米二氧化钛粉末加入乙醇溶液中，配成质量浓度为5％的乙醇溶液，超声处理一段时间使其纳米二氧化钛粉末在乙醇溶液中均匀分散。
(3)按二氧化钛质量1％的硅烷偶联剂加入(1)中乙醇溶液中，调节PH至中性，搅拌均匀，在恒温80℃反应2h，得到改性后的纳米二氧化钛整理液。
(3)涤棉布置于改性后的纳米二氧化钛整理液中，采用二浸二轧，轧余率达到80％，使二氧化钛均匀分散并和涤棉织物结合。
(4)涤棉织物经过干燥后，就得到具有抗紫外和自清洁性能。
实施例2
金红石型纳米二氧化钛对涤棉织物具有紫外吸收和自清洁性能的整理方法，其特征在于经过下列步骤制得：
(1)将金红石型纳米二氧化钛粉末加入乙醇溶液中，配成质量浓度为4％的乙醇溶液，超声处理一段时间使其纳米二氧化钛粉末在乙醇溶液中均匀分散。
(3)按二氧化钛质量2％的硅烷偶联剂加入(1)中乙醇溶液中，调节PH至中性，搅拌均匀，在恒温80℃反应3h，得到改性后的纳米二氧化钛整理液。
(3)涤棉布置于改性后的纳米二氧化钛整理液中，采用二浸二轧，轧余率达到70％，使二氧化钛均匀分散并和涤棉织物结合。
(4)涤棉织物经过干燥后，就得到具有抗紫外和自清洁性能。
实施例3
金红石型纳米二氧化钛对涤棉织物具有紫外吸收和自清洁性能的整理方法，其特征在于经过下列步骤制得：
(1)将金红石型纳米二氧化钛粉末加入乙醇溶液中，配成质量浓度为3％的乙醇溶液，超声处理一段时间使其纳米二氧化钛粉末在乙醇溶液中均匀分散。
(3)按二氧化钛质量3％的硅烷偶联剂加入(1)中乙醇溶液中，调节PH至中性，搅拌均匀，在恒温80℃反应1h，得到改性后的纳米二氧化钛整理液。
(3)涤棉布置于改性后的纳米二氧化钛整理液中，采用二浸二轧，轧余率达到60％，使二氧化钛均匀分散并和涤棉织物结合。
(4)涤棉织物经过干燥后，就得到具有抗紫外和自清洁性能。
对所制备的具有抗紫外和自清洁性能的涤棉织物经扫描电镜(SEM)观察金红石型纳米二氧化钛在涤棉织物的分散情况，测色仪测定其K/S值反映其自清洁的能力。
SEM分析
扫描电镜(SEM)观察金红石型纳米二氧化钛在涤棉织物的分散情况，图1中(a)未改性的金红石型二氧化钛整理到涤棉织物的SEM图，图1中(b)改性的金红石型二氧化钛整理到涤棉织物的SEM图；从图中可以明显看出，改性后的金红石型纳米二氧化钛粒子分散很好，无明显团聚现象。分散情况良好是抗紫外和自清洁性能实现的保证。
K/S值分析
测色仪测定其K/S值体现其自清洁性能，图2中(a)为经杨梅汁染色后涤棉织物经未经紫外照射的图片，图2中(b)为经杨梅汁染色后涤棉织物经经紫外照射24h的图片；从图中可以明显看到杨梅汁染色后的织物具有自清洁性能，图3为经杨梅汁染色后涤棉织物在不同紫外照射时间下的K/S值，从图中可以知道整理后织物对杨梅汁污渍具有自清洁效果，并且照射时间越长，自清洁效果越好。

Claims (1)

1.具有抗紫外及自清洁双重效果的改性纳米二氧化钛整理剂的制备方法，其特征在于整理剂经过下列步骤制得。
(1)将金红石型纳米二氧化钛粉末加入乙醇中，配成质量浓度为1-5％的乙醇溶液，采用超声或机械搅拌或微波-超声匀化处理一段时间使纳米二氧化钛粉末在乙醇中均匀分散。
(2)按二氧化钛质量1％-5％的偶联剂加入(1)中乙醇溶液中，调节PH至中性，搅拌均匀，在恒温70-90℃反应1-3小时，得到改性后的纳米二氧化钛整理液。
步骤(1)中所述的纳米二氧化钛粉末为经过恒温干燥的金红石型纳米二氧化钛粉末。
步骤(1)中所述的匀化处理方法为超声或机械搅拌或微波-超声匀化处理。
步骤(2)中所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH-550或KH-560或KH-570。
步骤(2)中所述的偶联剂用量为1％-5％。
步骤(2)中所述的pH值为6-8。
步骤(2)中所述的反应温度为70-90℃。
步骤(2)中所述的反应时间为1-3小时。
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