本发明专利技术提供一种抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料及其制备方法，所述抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的制备原料包括以锌盐为金属前驱体、乙醇、丙酮、CO2和纺织面料，采用超临界流体协助渗透法和热还原法相结合的制备方法，制得的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料具有绿色环保、均匀性好、结合牢度高，重复性好等特点，且得到的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料具有防紫外、抗菌消毒、疏水、抗静电等功能。
【技术实现步骤摘要】
一种抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料及其制备方法
本专利技术属于具有多功能纺织面料领域，具体涉及一种抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料及其制备方法。
技术介绍
纳米氧化锌复合纺织面料是指通过物理、化学等手段将纳米氧化锌镀覆或包裹在纤维内部，由于纳米氧化锌粒子具有纳米材料所独有的表面效应、催化效率强、宏观量子隧道效应和小尺寸效应，因此在磁、电、光、热等方面具备普通氧化锌所不具备的特殊性能，同时纳米氧化锌在紫外屏蔽、磁性材料、抗菌消毒方面都展现了优异的物理、化学性能，具有广阔的发展前景。传统的纳米氧化锌复合纺织面料的制备方法包括浸渍法、涂覆法、磁控溅射法和纺丝原液添加法等，其中浸渍法和涂覆法存在复合织物的结合牢度差，不均匀等问题，复合织物使用寿命大大降低。磁控溅射法的成本相对较高，不易于推广及大范围工业生产。而纺丝原液添加法存在的问题在于纳米氧化锌材料的添加增加了纺丝的难度及纤维的成形。但是超临界流体法则可以解决这些问题。目前，大部分研究集中在超临界流体染色、纳米氧化锌复合纺织面料的常规化学制备上，尚无采用超临界流体技术来制备纳米氧化锌复合纺织面料的报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料及其制备方法，采用超临界二氧化碳法制备抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料，具有防紫外、抗菌消毒、疏水、抗静电等功能，结合牢度好、耐水洗、均匀性好、绿色环保、节能无水。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供一种抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料，其制备原料包括：锌盐、乙醇、CO2、共溶剂、丙酮和纺织面料，其中，锌盐、共溶剂和纺织面料按重量百分比计为：锌盐0.5~40份；共溶剂0.5~80份；纺织面料20~99份。其中，所述纺织面料为天然纤维和合成纤维中的一种或两种混合。优选的，所述纺织面料为棉、毛、丝、麻、涤纶、锦纶、腈纶和丙纶中的一种或多种混合。其中，所述锌盐为乙酰丙酮锌、碳酸锌、醋酸锌中的一种。其中，所述共溶剂为甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、乙二醇、三乙二醇中的一种。本专利技术还提供一种抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的制备方法，采用超临界流体协助渗透法和热还原法相结合的制备方法，包括如下步骤：（1）将20~99份的纺织面料用0.5~80份的乙醇和丙酮溶液中超声波清洗10~20min；（2）将步骤（1）中超声波清洗后的纺织面料用去离子水清洗干净，烘箱50~70℃烘干备用；（3）将0.5~40份的锌盐溶解于0.5~80份的共溶剂中，然后加入到超临界流体设备中，将步骤（2）中烘干的纺织面料放入超临界流体设备中，向超临界流体设备中通入CO2气体，锌盐随超临界CO2进入纺织面料的纤维内部，在超临界处理压力8~40MPa、温度32~100℃条件下超临界渗透反应1~12h后结束超临界状态，排出CO2气体，取出纺织面料，锌盐被固化在纺织面料的纤维内部；（4）将步骤（3）中采用超临界流体渗透后的纺织面料放入水热反应釜中，100~200℃条件下热还原1~12h；（5）自水热反应釜中取出纺织面料，经水洗、干燥即得抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料。本专利技术采用超临界二氧化碳法制备抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的理论依据为：超临界流体具有扩散性好、强渗透性能、表面张力低等特点近年来被广泛应用于纺织品的改性及处理中。超临界二氧化碳具有增塑膨胀和极强的扩散性能，协助纳米颗粒进入纤维内部及表面附载，使纳米颗粒均匀的附载在纤维内部及表面，反应结束后CO2迅速气化，环保无污染，反应迅速。而且二氧化碳本身具有无毒、无味、不燃，处理过程安全，成本较低，可应用助剂范围广等特点。上述的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的制备方法还包括步骤（1）之前的纺织面料碱减量处理步骤，具体操作为：配制3％-20%质量浓度的氢氧化钠溶液，将纺织面料浸沫在氢氧化钠溶液中，固液比为1:30，60-80℃水浴加热5-20分钟后用去离子水冲洗干净后烘箱60℃烘干。上述的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的制备方法，还可以包括步骤（1）之前的纺织面料等离子处理步骤，具体操作为：开启等离子体仪器，接通氩气，先洗气两分钟去除空气，将纺织面料放入等离子体仪器，调节气体流量为1L/min，调节等离子体仪器输出功率为800-1200W，常压等离子体处理2-6分钟，取出纺织面料，关闭等离子体仪器。在超临界流体处理之前对纺织面料进行碱减量处理或等离子处理的原因主要是：通过等离子体和碱减量处理对纺织面料表面的刻蚀作用使纤维表面凹凸不平，增加了纤维的比表面积，从而提高了纤维的吸附性，提高超临界流体的渗透性。经过处理纤维表面这些大量的微小凹坑和裂纹使入射光在制得的纳米氧化锌防紫外织物表面发生多次反射和吸收，提高了防紫外的效果。上述的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的制备方法还包括步骤（3）之后的纺织面料等离子处理步骤，具体操作为：开启等离子体仪器，接通氩气，先洗气两分钟去除空气，将纺织面料放入等离子体仪器，调节气体流量为1L/min，调节等离子体仪器输出功率为1000W，常压等离子体处理1-2分钟，取出纺织面料，关闭仪器。在超临界流体处理和热还原处理之间对纺织面料进行等离子体处理的处理效果在于：常温等离子体处理过程中放电激发气体形成高能粒子流。由于这些高能粒子的作用，通过离子流、中性粒子对纤维表面撞击，将能量转移给纤维，随着能量消散，引起纤维、高分子材料表面一系列物理、化学改性，如刻蚀、脱氢、加成、氧化等反应。等离子体对于纤维的轰击将纤维表面活化，使得乙酰丙酮锌的β-二酮结构和织物大分子链打开，降低后处理热还原所需温度，热还原更加充分，生成的氧化锌晶型更加均一，氧化锌与纤维表面的结合更加牢固紧密。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：本专利技术采用超临界二氧化碳法制备的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料，具有防紫外、抗菌消毒、疏水、抗静电等功能，结合牢度好、耐水洗、均匀性好、绿色环保、节能无水。附图说明图1为本专利技术实施例一制备的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的电镜照片；图2为本专利技术实施例二制备的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的电镜照片；图3为本专利技术实施例二中涤纶织物的电子显微镜扫描照片；图4为本专利技术实施例二中制备的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的电子显微镜扫描照片；图5为本专利技术实施例二中涤纶织物的接触角照片；图6为本专利技术实施例二中制备的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的接触角照片；图7为本专利技术中纺织面料原样、实施例1和实施例3制备的纳米氧化锌复合面料的抗紫外性能对比图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术提供了一种抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料，其制备原料包括：锌盐、乙醇、CO2、共溶剂、丙酮和纺织面料，其中，锌盐、共溶剂和纺织面料按重量百分比计为：锌盐0.5~40%；共溶剂0.5~80%；纺织面料20~99%。其中，所述纺织面料为天然纤维和合成纤维中的一种或两种混合。优选的，所述纺织面料为棉、毛、丝、麻、涤纶、锦纶、腈纶和丙纶中的一种或多种混合。其中，所述锌盐为乙酰丙酮锌、碳酸锌、醋酸锌中的一种。其中，所述共溶剂为甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、乙二醇、三乙二醇中的一种。本专利技术还提供一种抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的制备方法，采用超临界流体协助渗透法和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料，其特征在于，其制备原料包括：锌盐、乙醇、CO2、共溶剂、丙酮和纺织面料，其中，锌盐、共溶剂和纺织面料按重量百分比计为：锌盐 0.5~40%；共溶剂 0.5~80%；纺织面料 20~99%。
【技术特征摘要】
1.一种抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料，其特征在于，其制备原料包括：锌盐、乙醇、CO2、共溶剂、丙酮和纺织面料，其中，锌盐、共溶剂和纺织面料按重量百分比计为：锌盐0.5~40%；共溶剂0.5~80%；纺织面料20~99%。2.根据权利要求1所述的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料，其特征在于，所述纺织面料为天然纤维和合成纤维中的一种或两种混合。3.根据权利要求1或2所述的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料，其特征在于，所述纺织面料为棉、毛、丝、麻、涤纶、锦纶、腈纶和丙纶中的一种或多种混合。4.根据权利要求1所述的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料，其特征在于，所述锌盐为乙酰丙酮锌、碳酸锌、醋酸锌中的一种。5.根据权利要求1所述的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料，其特征在于，所述共溶剂为甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、乙二醇、三乙二醇中的一种。6.一种如权利要求1~5中任一项所述的抗紫外纳米氧化锌复合纺织面料的制备方法，其特征在于，采用超临界流体协助渗透法和热还原法相结合的制备方法，包括如下步骤：（1）将20~99g的纺织面料用0.5~80g的乙醇和丙酮溶液中超声波清洗10~20min；（2）将步骤（1）中超声波清洗后的纺织面料用去离子水清洗干净，烘箱50~70℃烘干备用；（3）将0.5~40份的锌盐溶解于0.5~80g的共溶剂中，然后加入到超临界流体设备中，将步骤（2）中烘干的纺织面料放入超临界流体设备中，向超临界流体设备中通入CO2气体，锌盐随超临界CO2进入纺织面料的纤维内部，在超临界处理压力8...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁志荣，朱永祥，曹友常，任煜，董震，杨艳艳，范鸿轩，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。