CN106609458A - 一种兔毛纺织品的自洁性花瓣状纳米ZnO整理剂及整理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纺织品功能整理技术，具体为一种兔毛纺织品自洁性花瓣状纳米ZnO整理剂及整理工艺，但也可以用于羊毛等其他动物毛纺织品功能性整理。首次采用烷基糖苷作为纳米ZnO的制备原材料之一，实现花瓣状纳米ZnO材料的制备，并制备花瓣状纳米ZnO为主体的整理剂。当太阳光照射经纳米ZnO处理后的兔毛纺织品时，受到能量较高的紫外光波辐射时，处于价带上的电子被激发至导带上，同时在电场作用下迁移到粒子表面，此时价带上形成了空穴，最终产生了具有高活性的空穴电子对。这些空穴电子对无选择性的或者间接性的氧化有机污染物，形成CO₂、H₂O等物质，达到去污自洁的效果。实现兔毛纺织品自洁性能、抗紫外和抑菌等一系列整理工艺。本发明成本低廉，工艺简单合理，便于加工及批量扩大生产。

Description

一种兔毛纺织品的自洁性花瓣状纳米ZnO整理剂及整理工艺

技术领域

本发明涉及纺织品功能整理技术，具体为一种兔毛纺织品自洁性花瓣状纳米ZnO整理剂及整理工艺，但也可以用于羊毛等其他动物毛纺织品功能性整理。

背景技术

兔毛纺织品作为一种高档的服用纺织品，备受人们的青睐。当前的专利或成果主要集中于兔毛等毛类纺织品的防缩、防起毛起球等领域，但兔毛纺织品在抗污自洁方面未有良好拓展。目前，受污玷的兔毛纺织品仍局限于水洗干洗等洁净手段，由于兔毛纺织品的特殊物化性能，该洁净手段会对纺织品本身造成影响(如缩绒，掉毛等)。实现一种适宜于兔毛纺织品的功能性自洁整理显得十分必要，这是本发明的宗旨。

烷基糖苷(AlkylPolyglucoside，简称APG)作为一种安全无毒、生物降解性好、对皮肤无刺激和配伍性良好的表面活性剂，符合环境保护的理念和可持续发展思想，是新一代表面活性剂中最有希望的品种之一。本发明首次采用烷基糖苷作为纳米ZnO的制备原材料之一，实现纳米ZnO的改性处理。原材料的选取及制备工艺的优化决定材料的结构、性能和用途。改性纳米ZnO的出现使得ZnO材料的性能得到增强，应用领域得到扩展，现实价值得到延伸。该纳米材料在紫外光区间内的响应程度大大提升，光催化效果明显增强，自洁性能得以展现，这是实现本发明的技术手段。本发明提供一种兔毛纺织品自洁性花瓣状纳米ZnO整理剂及整理工艺。旨在制备花瓣形纳米ZnO材料并应用于兔毛纺织品的自洁性功能后整理，实现兔毛纺织品自洁效果。并且，在现有的检索范围内并未有该纳米材料的制备、纳米整理剂以及整理工艺出现。

发明内容

本发明所采用的技术方案是：以硝酸锌晶体、烷基糖苷和三乙醇胺作为原材料，通过水热法制备花瓣状纳米ZnO材料(如图1)，并制备相应的花瓣状纳米ZnO为主体的整理剂。实现兔毛纺织品自洁性能、抗紫外和抑菌等一系列整理工艺。

本发明的作用机制是：一)水热法制备新型花瓣状纳米ZnO材料，通过表 征手段证实其在紫外光区间的响应程度，论证其光催化性能的提升；配置适宜于兔毛纺织品的纳米整理剂。二)纳米整理工艺的实现。兔毛纺织品浸泡于该纳米ZnO材料的溶胶液中，在超声震荡作用下，花瓣状纳米ZnO填充于兔毛纤维鳞片中，少量纳米颗粒集聚纤维毛干表面和纤维髓腔里(说明书附图2所示)。当太阳光照射经纳米ZnO处理后的兔毛纺织品时，受到能量较高的紫外光波辐射时，处于价带上的电子被激发至导带上，同时在电场作用下迁移到粒子表面，此时价带上形成了空穴，最终产生了具有高活性的空穴电子对。这些空穴电子对无选择性的或者间接性的氧化有机污染物，形成CO₂、H₂O等物质，达到去污自洁的效果。纳米材料与纤维以化学键位与兔毛纤维结合，故而性能稳定持久。

本发明旨在实现兔毛纺织品功能性后整理，改善兔毛纺织品的服用品质，提升兔毛制品作为高档纺织品的品味和附加价值。

本发明成本低廉，工艺简单合理，便于加工及批量扩大生产。

附图说明

1、图1为本发明制备的纳米ZnO材料的电镜图

2、图2为经本发明制备的纳米ZnO与兔毛纺织品结合的示意图

3、图3为纳米ZnO在200-400nm紫外区间内的紫外吸收强度图谱

4、图4为经本发明处理后的兔毛纺织品自洁效果对比图

配方与工艺

本发明设计一套完整的纳米ZnO制备过程及兔毛纺织品的整理工艺。具体配方与工艺如下：

一)纳米ZnO的制备

表1制备纳米ZnO的原料成分与用量

依次将上述原材料称量，并置于磁力搅拌器上混合均匀，移至玻璃反应釜中 常温常压下加热3h，冷却至室温，取底层乳白色物体，离心清洗至pH为中性，白色固体放置于烘箱中120℃下烘20min，温度调低至60℃直至烘干。

二)整理工艺

配置适宜于兔毛纺织品的纳米整理剂，按照浴比LR(液物比)＝50∶1将织物放入对应的溶液中恒室温超声1个小时，取出后静置一个小时，并每20min搅拌一次，使织物与溶液得到充分均匀的混合，然后取出织物放入60℃烘箱干燥，即完成整理工艺。纳米整理剂的配方如下：

表2自洁性纳米ZnO整理剂的成分及用量

其中，硅烷偶联剂作为交联剂，水性聚氨酯作为末端封端剂及成膜剂，渗透剂作为加速整理剂与纺织品间的渗透作用。

具体实施方案与测定

一)紫外分光光度计分析

图3为以纯纳米ZnO为基准线(0轴)样本，改性后花瓣状纳米ZnO的A、B、C样本在200-400nm紫外区间内的紫外吸收强度图谱(纯ZnO和A、B、C花瓣状纳米ZnO样本质量浓度均为0.01％，溶剂均为无水乙醇)。样本A、B、C在200-400nm区间内较纯纳米ZnO的紫外吸收强度有明显增强。紫外吸收强度在225nm-360nm处出现变化，在APG临界胶束浓度时(APG质量浓度为4％，B曲线)，改性纳米ZnO的紫外吸收强度有小幅度降低，当APG浓度增加，紫外吸收强度增加。C样本(APG质量浓度为4％，C曲线)在波长为300-360nm紫外区间内吸收强度增大最为明显，且较A、B有更明显的光催化能力。对比纯纳米ZnO样本来说，A、B、C改性样本具备更加良好的紫外吸收能力，也表明样本ABC具备良好的紫外防护效果。

二)织物紫外防护性能的评价

表3为不同浓度改性纳米ZnO处理兔毛织物的紫外防护系数值(UPF值)。本发明处理后的兔毛纤维在防护紫外线及防晒保护方面展现出非常优异的性能，达到了防护紫外线及防晒保护的标准(紫外防护等级50+)。

表3.不同浓度改性纳米ZnO处理后兔毛织物的UPF值

三)抗菌性能测试

周双喜，王春阳，Pongsaton Amornpitoksuk等的研究均表明，纳米Zn0本身具备了抗菌的特性，且抗菌效果优异，具有广谱、持久、安全、无毒等特点。在此不作过多说明。

四)自洁性能测试评价

称取1g的咖啡粉末于50ml的热水中搅拌均匀后，冷却至室温，再用注射器抽取0.1ml的咖啡滴于上述的1#、2#织物样品上。其中，1#是未经本发明纳米ZnO整理剂处理的样本，2#是本发明纳米ZnO整理剂处理的样本(APG浓度6％，花瓣状纳米ZnO浓度0.3％)。然后置于阳光下照射12h，期间定时拍照并观察咖啡污渍的变化情况，如图4所示。

结果表明：当太阳光照射经纳米ZnO处理后的样本，受到能量较高的紫外光波辐射，处于价带上的电子被激发至导带上，同时在电场作用下迁移到粒子表面，此时价带上形成了空穴，最终产生了具有高活性的空穴-电子对。这些空穴-电子无选择性的或者间接性的氧化有机污染物，形成CO2、H2O等物质，达到去污自洁的效果。

综上所述，以上实施例仅用以说明本发明而非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的技术人员应当理解，本发明的范围由所附权利要求书而不是上述说明限 定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化应囊括在本发明内。

Claims (6)

1.一种适于兔毛纺织品的花瓣状纳米ZnO整理剂，其特征在于花瓣状纳米ZnO材料的制备、纳米整理剂的主体配方以及整理工艺。包括以下步骤：

(1)花瓣状纳米ZnO制备的原材料：

硝酸锌晶体((Zn(NO₃)₂·6H₂O))

烷基糖苷(APG)

三乙醇胺(TEA)

去离子水(H₂O)

(2)花瓣状纳米ZnO纳米整理剂配方：

新型花瓣状纳米ZnO

硅烷偶联剂

水性聚氨酯

渗透剂JFC

去离子水。

2.根据权利要求1所述，花瓣状纳米ZnO原材料的特征在于：主体为硝酸锌晶体、烷基糖苷、三乙醇胺、去离子水。以硝酸锌晶体、烷基糖苷、三乙醇胺为前驱体溶液，超声震荡搅拌形成ZnO胶体，热溶液反应，离心分离，洗涤烘干得到该纳米材料。

3.根据权利要求2所述，花瓣状纳米ZnO材料外观特征为花瓣状。其实现手段为通过水热法实现该花瓣状纳米ZnO的制备。其特征在于：超声时间为20min～1h，水热反应温度为100～300℃，产物洗涤至pH为中性。所述特征不局限于上述材料成分的用量配比。

4.根据权利要求1所述，一种花瓣状纳米ZnO纳米整理剂配方的主要特征在于：以权利要求2所述工艺制备的花瓣状纳米ZnO为主体，以硅烷偶联剂、水性聚氨酯、渗透剂表面活性剂为辅。所述特征不局限于上述材料成分及用量配比。

5.一种花瓣状纳米ZnO纳米整理剂的整理工艺特征在于：配置所需浓度纳米整理剂，按照浴比LR(液物比)＝50∶1将兔毛纺织品放入对应的溶液中恒室 温超声1个小时，取出后静置一个小时，并每20min搅拌一次，使织物与溶液得到充分均匀的混合，然后取出织物放入60℃烘箱干燥，即完成整理工艺。

6.根据权利要求4，一种花瓣状纳米ZnO纳米整理剂的特征在于：适用于兔毛纺织品，也可以用于羊毛等其他动物毛纺织品功能性整理。