一种防紫外线纳米复合纺织面料及其制备方法

文献发布时间：2024-04-18 20:01:23

技术领域

本发明涉及防紫外线纺织面料技术领域，具体为一种防紫外线纳米复合纺织面料及其制备方法。

背景技术

紫外线(UV)是一种电磁波辐射线，波长范围在200-400nm，适量的紫外线对人体免疫力的提高和一些疾病得到预防有益，但过量的紫外线照射会对人体的健康造成一定的危害，大气中的臭氧层可以吸收大部分的紫外线，但随着工业化的快速发展，对环境的污染愈发严重，一些地区的臭氧层出现空洞，过量的紫外线照射对人们的身体健康造成了严重的威胁，衣服作为遮蔽人体皮肤的第一道保护伞显得尤为重要，因此开发出具有防紫外线功能的纺织面料具有重要的意义。

中国专利CN200610002003.4公开了一种具有抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品及其制备方法，在纺织品中加入纳米级的二氧化钛颗粒，得到具有优异抗紫外和吸湿排汗功能的纺织品，纳米二氧化钛(TiO

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种防紫外线纳米复合纺织面料及其制备方法，解决了纺织面料抗紫外能力差的问题，制备得到的纳米复合纺织面料具有优良的防紫外线能力。

为了实现上述目的，本发明公开了一种制备防紫外线纳米复合纺织面料的方法，包括以下步骤制备而成：

步骤一、将纳米二氧化钛加入到二氯甲烷溶剂中，超声分散混合均匀后，加入4-二甲基氨基吡啶(DMAP)，搅拌混合，再加入氯乙酰氯，发生反应，反应后，加入三乙胺(Et

步骤二、将氯甲基改性纳米二氧化钛加入到丙酮中，超声分散混合均匀后，加入2,4-二羟二苯甲酮和氢氧化钠水溶液，搅拌过程中加热，发生反应，反应结束后，使用乙酸乙酯洗涤，干燥，得到羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛；

步骤三、将纤维、羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛、分散剂、抗静电剂、着色剂混合均匀，进行纺织，得到防紫外线纳米复合纺织面料。

优选的，所述步骤一种纳米二氧化钛的平均粒径为10nm。

优选的，所述步骤一中纳米二氧化钛、4-二甲基氨基吡啶、氯乙酰氯、三乙胺的质量比为100:0.35-0.6:40-70:1.8-3。

优选的，所述步骤一中反应的温度为15-40℃，反应的时间为10-30min。

优选的，所述步骤二中氯甲基改性纳米二氧化钛、2,4-二羟二苯甲酮、氢氧化钠水溶液的质量比为20:5-12:44-112。

优选的，所述步骤二中反应的温度为75-85℃，反应的时间为2-6h。

优选的，所述步骤二中氢氧化钠水溶液的质量浓度为2.5wt％。

优选的，所述步骤三中纤维、羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛、分散剂、抗静电剂、着色剂的质量比为100:3-6:1-3:0.5-1.5:2-4。

优选的，步骤三中的纺织包括将纤维、羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛、分散剂、抗静电剂、着色剂混合均匀后进行熔融纺丝、纺纱、织造成型。

优选的，所述步骤三中熔融纺丝的温度为185-205℃。

优选的，所述步骤三中纤维包括聚丙烯腈纤维、海藻酸纤维、聚酯纤维、石墨烯纤维中的一种或多种。

本发明还公开一种上述制备防紫外线纳米复合纺织面料的方法制备得到的防紫外线纳米复合纺织面料。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

该防紫外线纳米复合纺织面料复合材料，首先合成羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛，使用二氯甲烷作为溶剂，在催化剂4-二甲基氨基吡啶和三乙胺的作用下，纳米二氧化钛上的羟基和氯乙酰氯上的氯原子发生取代反应，得到氯甲基改性纳米二氧化钛，在丙酮中，氯甲基改性纳米二氧化钛上的氯甲基和2,4-二羟二苯甲酮上的羟基在氢氧化钠水溶液中发生反应，得到羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛，将得到的羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛作为抗紫外剂添加到纤维中，和分散剂、抗静电剂、着色剂在双螺杆挤出机中熔融，得到熔融液，将熔融液进行纺丝，得到防紫外线纳米复合纺织面料。

该防紫外线纳米复合纺织面料复合材料，纳米二氧化钛上的价带上的电子能够吸收紫外线跃迁到导带上，产生电子-空穴对，具有很强的紫外线吸收能力，同时纳米二氧化钛粒径尺寸小，具有小尺寸效应，受到紫外线照射时，会从各个方面通过反射和散射出紫外线，起到良好的防紫外效果，羟基二苯甲酮能够选择性的吸收高能量的紫外光，通过相应的能量转换，以热能和对人体无害的低辐射的形式将转换的能量释放出去，具有很好的紫外吸收效果，将2,4-二羟二苯甲酮接枝到纳米二氧化钛上，在纳米二氧化钛表面引入活性基团，有效避免了纳米二氧化钛的团聚，使得纳米复合面料的防紫外线功效更强，同时以化学键相连接后，羟基二苯甲酮不容易脱落，能够具有更好的防水洗效果，在多次水洗后，得到的纳米复合纺织面料仍具有良好的防紫外线功能，纳米复合纺织面料的使用寿命更长，且抗紫外效果更好。

附图说明

图1是本发明制备防紫外线纳米复合纺织面料的流程图。

图2是合成氯甲基改性纳米二氧化钛的示意图。

图3是合成羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛的示意图。

图4是本发明实施例4-6和对比例1-3合成的纺织面料水洗前后抗紫外性能测试对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种制备羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛的方法，包括以下步骤制备而成：

(1)将纳米二氧化钛加入到二氯甲烷中，超声分散混合均匀后，加入4-二甲基氨基吡啶，搅拌混合，再加入氯乙酰氯，在15℃反应10min，反应后，加入三乙胺，其中使用的二氯甲烷、纳米二氧化钛、4-二甲基氨基吡啶、氯乙酰氯、三乙胺的质量比为3000:100:0.35:40:1.8，搅拌混合，在-5℃发生反应，反应时间为8h，反应结束后，使用去离子水和乙醇洗涤，干燥，得到氯甲基改性纳米二氧化钛；

(2)将氯甲基改性纳米二氧化钛加入到丙酮中，超声分散混合均匀后，加入2,4-二羟二苯甲酮和质量浓度为2.5wt％的氢氧化钠水溶液，其中使用的丙酮、氯甲基改性纳米二氧化钛、2,4-二羟二苯甲酮、氢氧化钠水溶液的质量比为300:20:5:44，搅拌过程中加热，发生反应，反应的温度为75℃，反应的时间为2h，反应结束后，使用乙酸乙酯洗涤，干燥，得到羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛。

实施例2

一种制备羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛的方法，包括以下步骤制备而成：

(1)将纳米二氧化钛加入到二氯甲烷中，超声分散混合均匀后，加入4-二甲基氨基吡啶，搅拌混合，再加入氯乙酰氯，在25℃反应20min，反应后，加入三乙胺，其中使用的二氯甲烷、纳米二氧化钛、4-二甲基氨基吡啶、氯乙酰氯、三乙胺的质量比为5500:100:0.48:55:2.2，搅拌混合，在-5℃发生反应，反应时间为12h，反应结束后，使用去离子水和乙醇洗涤，干燥，得到氯甲基改性纳米二氧化钛；

(2)将氯甲基改性纳米二氧化钛加入到丙酮中，超声分散混合均匀后，加入2,4-二羟二苯甲酮和质量浓度为2.5wt％的氢氧化钠水溶液，其中使用的丙酮、氯甲基改性纳米二氧化钛、2,4-二羟二苯甲酮、氢氧化钠水溶液的质量比为200:10:4:39，搅拌过程中加热，发生反应，反应的温度为80℃，反应的时间为4h，反应结束后，使用乙酸乙酯洗涤，干燥，得到羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛。

实施例3

一种制备羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛的方法，包括以下步骤制备而成：

(1)将纳米二氧化钛加入到二氯甲烷中，超声分散混合均匀后，加入4-二甲基氨基吡啶，搅拌混合，再加入氯乙酰氯，在40℃反应30min，反应后，加入三乙胺，其中使用的二氯甲烷、纳米二氧化钛、4-二甲基氨基吡啶、氯乙酰氯、三乙胺的质量比为8000:100:0.6:70:3，搅拌混合，在-5℃发生反应，反应时间为15h，反应结束后，使用去离子水和乙醇洗涤，干燥，得到氯甲基改性纳米二氧化钛；

(2)将氯甲基改性纳米二氧化钛加入到丙酮中，超声分散混合均匀后，加入2,4-二羟二苯甲酮和质量浓度为2.5wt％的氢氧化钠水溶液，其中使用的丙酮、氯甲基改性纳米二氧化钛、2,4-二羟二苯甲酮、氢氧化钠水溶液的质量比为125:5:3:28，搅拌过程中加热，发生反应，反应的温度为85℃，反应的时间为6h，反应结束后，使用乙酸乙酯洗涤，干燥，得到羟基二苯甲酮改性纳米二氧化钛。

实施例4