CN1940172A

CN1940172A - 多功能纳米面料

Info

Publication number: CN1940172A
Application number: CN 200510032201
Authority: CN
Inventors: 曾庆琳; 李元凌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2007-04-04

Abstract

一种多功能纳米面料，由面料和涂在面料上的纳米涂液构成。所述面料为片状织物，所述纳米涂液为纳米抗菌剂、纳米抗紫外线剂、纳米抗红外线剂、纳米双疏剂、纳米温控剂及纳米电磁屏蔽剂中的一种或二种以上多种(含二种)的组合。本发明利用纳米技术，使织物浸轧、热处理后，具有防病毒、细菌，屏蔽电磁波、紫外线，杀死肝炎病毒的功能。如作进一步处理可使织物具备温控、预防感冒、甚至长期拒水拒油、拒蚊拒蝇的功能。

Description

多功能纳米面料

技术领域

本发明涉及一种纺织品尤其是含有纳米材料的布匹面料。

背景技术

纺织品的功能，从古至今，主要局限于保暖和美观。由于这种局限，造成了消费饱和、阻碍了工业发展。要扭转这种局面，技术进步是唯一的出路。对纺织工业来说，技术进步主要表现在高度的生产效率和广度的产品功能。随着生产水平的发展，社会物质的丰富，人们追求高质量的生活方式，特别注意自我健康保护。随着社会老龄化，又迫切要求多功能的绿色环保型着装。由于越来越多的疾病全球流行，这就要求有抗灭病毒的衣服来满足社会的需要。又由于现代战争的需要，更要求有温控，防辐射，吸收红外线，拒水拒油，阻燃，自洁，拒蚊等多功能的环保织物上市。上述种种需要，企盼着一种多功能的布料诞生，来适应这飞速发展的社会的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种多功能纳米布，使用这种面料的着装有温控，防辐射，吸收红外线，拒水拒油，阻燃，自洁，拒蚊等多功能，是为绿色、健康、环保织物。

本发明的技术解决方案是，所述多功能纳米面料，由面料和涂在面料上的纳米涂液构成。所述面料为片状织物，所述纳米涂液为纳米抗菌剂、纳米抗紫外线剂、纳米抗红外线剂、纳米双疏剂、纳米温控剂及纳米电磁屏蔽剂中的一种或二种以上多种(含二种)的组合，其中：

(1)、所述纳米抗菌剂分一般纳米抗菌剂与强力纳米抗菌剂两种，其中：

①、一般纳米抗菌剂的组份重量比是：

纳米氧化锌 1.5～3.5克，

纳米二氧化钛 2.2～4.2克，

银离子 0.1～0.5克，

锌离子 1.0～2.4克。

该一般纳米抗菌剂的生产工艺是：将上述重量份的纳米氧化锌ZnO与纳米二氧化钛TiO₂掺入上述重量份的银离子Ag⁺和锌离子Zn⁺⁺改性后，加入1.0～5.2克分散剂，装入超声波搅拌器高度分散即成。

②、强力纳米抗菌剂的组份重量比是：

纳米氧化锌 1.5～5.4克，

纳米二氧化钛 1.8～4.5克，

银离子 0.1～0.5克，

锌离子 1.0～2.8克。

该强力纳米抗菌剂的生产工艺是：将上述重量份的纳米氧化锌ZnO与纳米二氧化钛TiO₂掺入上述重量份的银离子Ag⁺和锌离子Zn⁺⁺改性后，加入1.0～5.2克分散剂，装入超声波搅拌器高度分散，再加入硼砂0.2～0.8克、硼酸0.3～1.2克、碘液0.1～0.5克搅拌均匀。

(2)、所述抗紫外线剂的组份重量比是：

纳米二氧化钛 1.5～2.8克，

纳米氧化锌 1.8～4.2克。

该抗紫外线剂的生产工艺是：将上述重量份的纳米二氧化钛TiO₂与纳米氧化锌ZnO掺入1.0～5.2克化学助剂，装入超声波搅拌器高度分散即成，细度控制在30-500nm之间。

(3)、所述抗红外线剂的组份重量比是：

纳米三氧化二铝 1.2～2.8克，

纳米氧化铬 0.5～1.8克，

纳米氧化镁 0.5～2.2克，

纳米二氧化硅 1.2～3.0克，

纳米氧化锌 0.8～1.4克，

纳米三氧化二锑 0.5～1.8克。

该抗红外线剂的生产工艺是：将上述重量份的纳米三氧化二铝、纳米氧化铬、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米氧化锌与纳米三氧化二锑装入超声波搅拌器高度分散、改性即成，粒度控制在100nm以下。

(4)、所述双疏剂的组份重量比是：

纳米二氧化硅 0.8～5.8克，

硬脂酸 1.5～5.5克，

正戊烷 0.5～4.5克，

丙烯酸丁酯 0.5～5.5克。

该双疏剂的生产工艺是：将上述重量份的纳米二氧化硅SiO₂、硬脂酸、正戊烷与丙烯酸丁酯装入超声波搅拌器搅匀即成。

(5)、所述温控剂的组份重量比是：

分子量为200的6～10％聚乙二醇 5～10克，

分子量为400的8～28％聚乙二醇 15～25克，

分子量为600的5～30％聚乙二醇 18～28克，

分子量为800的8～28％聚乙二醇 15～25克，

4～8％浓度交联剂 7～18克。

该温控剂的生产工艺是：将上述重量份的分子量为200的6～10％聚乙二醇、分子量为400的8～28％聚乙二醇、分子量为600的5～30％聚乙二醇、分子量为800的8～28％聚乙二醇与4～8％交联剂装入反应器高速超声波混合，常规热处理即成。

(6)、所述电磁屏蔽剂的组份重量比是：

纳米胶态银或锌粉或纳米银包锌 20～100克，

松香 2～10克，

蓖麻油 0.2～3克，

三聚氰胺树脂 5～10克，

乙基纤维素 3.5克，

20％环己酮、20％丁醇和60％醇混合液200克。

该电磁屏蔽剂的生产工艺是：将上述重量份的纳米胶态银、松香、蓖麻油、三聚氰胺树脂与乙基纤维素装入反应器混合，将所得混合物溶于上述重量份的20％环己酮、20％丁醇和60％醇混合液中即成。

本发明的原理是，多种金属离子都具有抗菌作用，其杀菌和抑制病原体的强度有以下规律：Ag＞Hg＞Cu＞Cd＞Cr＞Ni＞Pb＞Co＞Zn＞Fe。实验证明，Hg、Cd、Cr、Pb对人体有残留性毒害，Ni、Co和Cu离子对物体有染色作用，均不宜在化纤中应用。故实际上，用于化纤的金属抗菌剂当属Ag、Zn及其化合物。纳米二氧化钛、纳米氧化锌等光催化杀菌剂，通常表现出超过传统抗菌剂的性能。经确认，光催化杀菌剂能有效杀灭的菌类有：大肠菌、绿脓菌、黄球菌等。对于纳米半导体，当粒子细化到纳米尺度时，光生电子和空穴的氧化还原能力增强，受阳光和紫外线的照射时，纳米二氧化钛和纳米氧化锌等抗菌剂在有水分和空气存在的体系中能自行分解并释放出***的电子(e-)，同时留下带正电的空穴(h+)，其主要反应为：

生成的带羟基的自由基·OH和超氧化物阴离子自由基·O₂ ^-都非常活泼，化学活性极强，能与多种有机物发生反应(包括细菌内的有机物及分泌的毒素)，从而将细菌、残骸和毒素一起杀灭，达到消除之目的。

经研究，现阶段使用的大多数抗紫外线功能添加剂主要成分是纳米TiO₂、纳米ZnO以及其他化学助剂，细度控制在30-500nm之间。抗红外线功能助剂是在远红外加热所使用的陶瓷粉体基础上开发出来的，所以称之为“远红外陶瓷粉”。通常包括有纳米三氧化二铝、纳米氧化铬、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米三氧化二锑等，除了要求将它们的粒度控制在100nm以下外，还应对其进行改性，以确保粉体的分散性、相容性和功能化纤的可纺性。

经实验，当导电型纳米添加剂，使纤维的导电率在10～100Ω.cm时，该纤维制成的服装具有一定的电磁屏蔽作用，可屏蔽一般电磁波；若纤维的导电率在10⁴～10⁵Ω.cm时，该纤维具有一定的抗静电功能。导电纤维性能较好的有：以炭黑为导电物质的黑色导电纤维，以纳米二氧化锡、纳米氧化锌和纳米二氧化钛等白色粉体材料为导电物质的白色导电化纤。将纳米金属粒子、纳米氧化物(例如纳米氧化铁、纳米氧化镍等)、纳米复合材料(SiO₂/C/M等)以共混法加入成纤聚合物的熔体或纺丝原液中，经熔纺或湿纺为材料，或者用后整理法将纳米隐身材料涂覆在织物表面，制成高性能毫米波形隐身材料，可避开雷达、红外线探测器的侦测。

本发明的有益效果是，利用纳米技术，使织物浸轧、热处理后，具有防病毒、细菌，屏蔽电磁波、紫外线，杀死肝炎病毒的功能。如将织物用柠檬酸、苹果酸和月桂酸、酯硫酸盐等处理后，可达到预防感冒的功能。如将纳米SiO₂或TiO₂改性成双疏性(即疏水疏油)，可使织物长期达到拒水拒油效果。可用纳米三氧化二锑对织物进行阻燃处理。如掺入包覆拒蚊蝇剂、二氯苯醚菊酯和增效剂，可使织物达到长期拒蚊蝇效果。如将不同分子量的聚乙二醇浸轧，热处理，可使织物表面形成一层相变薄膜，从而达到温控效果。

具体实施方式

实施例1：屏蔽电磁波与紫外线的面料的制作。

该屏蔽电磁波与紫外线的面料由面料和涂在面料上的纳米涂液构成。面料采用片状织物斜纹布；纳米涂液采用与纳米抗紫外线剂二种涂液的组合。其中，1、电磁屏蔽剂的组份重量比是：

纳米胶态银 100克，

松香 10克，

蓖麻油 3克，

三聚氰胺树脂 10克，

乙基纤维素 3.5克，

20％环己酮、20％丁醇和60％乙醇混合液200克，

将上述重量份的纳米胶态银、松香、蓖麻油、三聚氰胺树脂与乙基纤维素装入反应器混合，将所得混合物溶于上述重量份的20％环己酮、20％丁醇和60％乙醇混合液中即成。

2、抗红外线剂的组份重量比是：

纳米三氧化二铝 2.8克，

纳米氧化铬 1.8克，

纳米氧化镁 2.2克，

纳米二氧化硅 3.0克，

纳米氧化锌 1.4克，

纳米三氧化二锑 1.8克。

将上述重量份的纳米三氧化二铝、纳米氧化铬、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米氧化锌与纳米三氧化二锑装入超声波搅拌器高度分散、改性即成，粒度控制在100nm以下。

将上述所得两种涂液涂在上述织物斜纹布上形成导电涂层即成为一种屏蔽电磁波与紫外线的斜纹布面料，经测试，其表面电阻为0.5～2Ω，0.5～10GH_Z电磁波屏蔽效率为35～40dB。

实施例2：纳米超双疏性面料的制作。

该纳米超双疏性面料由面料和涂在面料上的纳米涂液构成。面料采用绒布，纳米涂液采用纳米双疏剂。

双疏剂的组份重量比是：

纳米二氧化硅 5.8公斤，

硬脂酸 5.5公斤，

正戊烷 4.5公斤，

丙烯酸丁酯 5.5公斤。

将上述重量份的纳米二氧化硅、硬脂酸、正戊烷与丙烯酸丁酯装入超声波搅拌器搅匀即成。

Claims

1、一种多功能纳米面料，由面料和涂在面料上的纳米涂液构成，所述面料为片状织物，所述纳米涂液为纳米抗菌剂、纳米抗紫外线剂、纳米抗红外线剂、纳米双疏剂、纳米温控剂及纳米电磁屏蔽剂中的一种或二种以上多种的组合，其中：

①、一般纳米抗菌剂的组份重量比是：

纳米氧化锌 1.5～3.5克，

纳米二氧化钛 2.2～4.2克，

银离子 0.1～0.5克，

锌离子 1.0～2.4克，

②、强力纳米抗菌剂的组份重量比是：

纳米氧化锌 1.5～5.4克，

纳米二氧化钛 1.8～4.5克，

银离子 0.1～0.5克，

锌离子 1.0～2.8克，

分散剂 1.0～5.2克，

硼砂 0.2～0.8克，

硼酸 0.3～1.2克，

碘液 0.1～0.5克，

(2)、所述抗紫外线剂的组份重量比是：

纳米二氧化钛 1.5～2.8克，

纳米氧化锌 1.8～4.2克，

化学助剂 1.0～5.2克，

(3)、所述抗红外线剂的组份重量比是：

纳米三氧化二铝 1.2～2.8克，

纳米氧化铬 0.5～1.8克，

纳米氧化镁 0.5～2.2克，

纳米二氧化硅 1.2～3.0克，

纳米氧化锌 0.8～1.4克，

纳米三氧化二锑 0.5～1.8克，

(4)、所述双疏剂的组份重量比是：

纳米二氧化硅 0.8～5.8克，

硬脂酸 1.5～5.5克，

正戊烷 0.5～4.5克，

丙烯酸丁酯 0.5～5.5克，

(5)、所述温控剂的组份重量比是：

分子量为200的6～10％聚乙二醇 5～10克，

分子量为400的8～28％聚乙二醇 15～25克，

分子量为600的5～30％聚乙二醇 18～28克，

分子量为800的8～28％聚乙二醇 15～25克，

4～8％浓度交联剂 7～18克，

(6)、所述电磁屏蔽剂的组份重量比是：

纳米胶态银 20～100克，

松香 2～10克，

蓖麻油 0.2～3克，

三聚氰胺树脂 5～10克，

乙基纤维素 3.5克，

20％环己酮、20％丁醇和60％乙醇混合液 200克。

2、根据权利要求1所述的多功能纳米面料，其特征是，所述面料1为布料或柔性片状塑料或片状橡胶。

3、根据权利要求1所述的多功能纳米面料，其特征是，所述纳米胶态银为纳米锌粉替代。

4、根据权利要求1或3所述的多功能纳米面料，其特征是，所述纳米锌粉为纳米银包锌替代。