一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料的制作方法

1.本发明涉及功能面料领域，具体涉及一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。


背景技术：

2.随着生活水平的提高,人们越来越重视过量紫外线曝晒所带来的健康风险。太阳辐射中能到达地面的紫外线主要是部分波长为280～315nm的中波长uvb段和波长为315～400nm的长波长uva段,它们分别能对表皮层和真皮层造成损伤，甚至可能诱发皮肤癌棉纤维透气、吸汗、柔软,而且无刺激，因而是夏季服装的首选材质,但棉化学结构中不含在近紫外区有吸收的官能团，导致其紫外线透过率是所有织物中最高的；因此,对棉织物进行抗紫外线功能整理就显得尤为重要。目前,使用的防紫外线整理剂可分为2类。一类是紫外线反射剂，通过添加无机或金属氧化物的粉末或纤维，增强纤维表面对紫外线的反射与散射来实现防护作用(常用的紫外线反射剂有zno纳米颗粒、纳米金属有机框架、氧化石墨烯和二氧化钛等),采用此种方法获得的织物存在耐水洗牢度差、手感硬、透气性差等缺点,且对织物风格会有一定程度的影响；另一类是紫外线吸收剂,通过将能量转换为热量或可见光来实现防护作用(常用的紫外线吸收剂有含苯并三唑基团的活性染料、稀土金属有机配合物转光剂和茶叶抽提物等),这类紫外线吸收剂后整理方法的效果有限,因此固着率、牢度、耐久性和手感等性能还需进一步提高。


技术实现要素：

3.要解决的技术问题：本发明的目的是提供纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料，通过单宁酸和二氧化钛的协同作用达到抗紫外的效果。
4.技术方案：一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料，包括以下步骤：s1.织物表面的亲水改性；将涤棉纤维面料清洗后，置于等离子处理机中处理后，将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理，处理结束后将面料晾干备用；s2.硼接枝改性：将单宁酸和1,4-对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中，将涤棉纤维面料置于硼接枝液中，进行接枝反应，得到硼接枝改性涤棉纤维面料；s3.二氧化钛溶胶改性；将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合，将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中，滴加过程中保持恒温，滴加完毕后继续搅拌，得到均一稳定的溶胶；s4.涤棉织物整理：将涤棉织物在溶胶中二浸二轧，烘干，得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。优选的，所述壳聚糖溶液中壳聚糖的分子量为5000-10000，壳聚糖溶液的浓度为3-5wt％，所述壳聚糖的制备方法为：将1g壳聚糖加入1.5-2.5vt％冰醋酸溶液中，在温度为40-60℃下搅拌至完全溶解，加入20-30vt％双氧水在温度50-65℃下降解2h，将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节ph值至8～9之间即可，过滤，洗涤，烘干即可。
优选的，所述步骤s1中等离子处理功率为300-500w，时间为3-10min。优选的，所述步骤s1中预处理的温度为70-90℃，时间为10-30min。优选的，所述步骤s2中单宁酸在四氢呋喃中的浓度为1.5-4wt％，1,4-对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.25-0.6wt％。优选的，所述步骤s2中接枝反应的温度为80-100℃。优选的，所述步骤s3中钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2-3，溶胶的浓度为4-6wt％。优选的，所述步骤s3中滴加过程中恒温温度为40-50℃，搅拌时间为80-150min。优选的，所述步骤s4中轧液率为60-80％，烘干工艺为在70℃-80℃预烘5-8min，然后在120-140℃焙烘3-10min。有益效果：本发明的纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料具有以下优点：1.本发明针对涤棉纤维复合面料，由于棉纤维属于亲水纤维，而涤纶属于疏水纤维，因此对涤棉纤维面料进行改性，使得涤纶纤维也具备吸水效果，因此通过接枝改性，使得不论是涤纶纤维还是棉纤维的表面都具备充足的羟基，在接枝亲水集团后，引入单宁酸，其是一种天然的多酚类化合物.含有大量邻苯二酚和邻苯三酚基团，具有抗老化和抗紫外线等优点。在具有羟基、羧基和氨基等极性基团的聚合物中引入单宁酸，赋予材料耐候性；2.将单宁酸和1,4-对苯二硼酸接枝反应在织物的表面，可以形成物理交联的网络，使得织物表面可以均匀的抗老化；3.通过单宁酸和二氧化钛的配合，达到协同抗紫外的效果。
具体实施方式
实施例1一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料，包括以下步骤：s1.织物表面的亲水改性；将涤棉纤维面料清洗后，置于等离子处理机中处理后，等离子处理功率为300w，时间为10min，将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理，预处理的温度为70℃，时间为30min，壳聚糖的分子量为5000-10000，壳聚糖溶液的浓度为3wt％，处理结束后将面料晾干备用，其中，壳聚糖的制备方法为：将1g壳聚糖加入1.5vt％冰醋酸溶液中，在温度为40-60℃下搅拌至完全溶解，加入20vt％双氧水在温度50℃下降解2h，将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节ph值至8～9之间即可，过滤，洗涤，烘干即可；s2.硼接枝改性：将单宁酸和1,4-对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中，单宁酸在四氢呋喃中的浓度为1.5wt％，1,4-对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.25wt％，将涤棉纤维面料置于硼接枝液中，进行接枝反应，接枝反应的温度为80℃，得到硼接枝改性涤棉纤维面料；s3.二氧化钛溶胶改性；将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合，钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2，将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中，滴加过程中保持恒温，滴加完毕后继续搅拌，恒温温度为40℃，搅拌时间为80min，得到均一稳定的浓度为4wt％溶胶；s4.涤棉织物整理：将涤棉织物在溶胶中二浸二轧，轧液率为60％，烘干，烘干工艺
为在7℃预烘5min，然后在120℃焙烘3min，得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。实施例2一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料，包括以下步骤：s1.织物表面的亲水改性；将涤棉纤维面料清洗后，置于等离子处理机中处理后，等离子处理功率为500w，时间为3min，将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理，预处理的温度为90℃，时间为10min，壳聚糖的分子量为5000-10000，壳聚糖溶液的浓度为5wt％，处理结束后将面料晾干备用，其中，壳聚糖的制备方法为：将1g壳聚糖加入2.5vt％冰醋酸溶液中，在温度为40-60℃下搅拌至完全溶解，加入30vt％双氧水在温度65℃下降解2h，将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节ph值至8～9之间即可，过滤，洗涤，烘干即可；s2.硼接枝改性：将单宁酸和1,4-对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中，单宁酸在四氢呋喃中的浓度为4wt％，1,4-对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.6wt％，将涤棉纤维面料置于硼接枝液中，进行接枝反应，接枝反应的温度为100℃，得到硼接枝改性涤棉纤维面料；s3.二氧化钛溶胶改性；将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合，钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:3，将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中，滴加过程中保持恒温，滴加完毕后继续搅拌，恒温温度为50℃，搅拌时间为150min，得到均一稳定的浓度为6wt％溶胶；s4.涤棉织物整理：将涤棉织物在溶胶中二浸二轧，轧液率为80％，烘干，烘干工艺为在80℃预烘8min，然后在140℃焙烘10min，得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。实施例3一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料，包括以下步骤：s1.织物表面的亲水改性；将涤棉纤维面料清洗后，置于等离子处理机中处理后，等离子处理功率为360w，时间为5min，将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理，预处理的温度为70℃，时间为22min，壳聚糖的分子量为6000-8000，壳聚糖溶液的浓度为4.5wt％，处理结束后将面料晾干备用，其中，壳聚糖的制备方法为：将1g壳聚糖加入1.5vt％冰醋酸溶液中，在温度为40℃下搅拌至完全溶解，加入22vt％双氧水在温度55℃下降解2h，将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节ph值至8～9之间即可，过滤，洗涤，烘干即可；s2.硼接枝改性：将单宁酸和1,4-对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中，单宁酸在四氢呋喃中的浓度为2.5wt％，1,4-对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.4wt％，将涤棉纤维面料置于硼接枝液中，进行接枝反应，接枝反应的温度为80℃，得到硼接枝改性涤棉纤维面料；s3.二氧化钛溶胶改性；将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合，钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2，将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中，滴加过程中保持恒温，滴加完毕后继续搅拌，恒温温度为40℃，搅拌时间为110min，得到均一稳定的浓度为4wt％溶胶；s4.涤棉织物整理：将涤棉织物在溶胶中二浸二轧，轧液率为70％，烘干，烘干工艺为在70℃预烘5min，然后在120℃焙烘8min，得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。
实施例4一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料，包括以下步骤：s1.织物表面的亲水改性；将涤棉纤维面料清洗后，置于等离子处理机中处理后，等离子处理功率为440w，时间为8min，将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理，预处理的温度为90℃，时间为16min，壳聚糖的分子量为6000-8000，壳聚糖溶液的浓度为3.6wt％，处理结束后将面料晾干备用，其中，壳聚糖的制备方法为：将1g壳聚糖加入2.5vt％冰醋酸溶液中，在温度为60℃下搅拌至完全溶解，加入26vt％双氧水在温度65℃下降解2h，将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节ph值至8～9之间即可，过滤，洗涤，烘干即可；s2.硼接枝改性：将单宁酸和1,4-对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中，单宁酸在四氢呋喃中的浓度为3.5wt％，1,4-对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.55wt％，将涤棉纤维面料置于硼接枝液中，进行接枝反应，接枝反应的温度为100℃，得到硼接枝改性涤棉纤维面料；s3.二氧化钛溶胶改性；将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合，钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:3，将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中，滴加过程中保持恒温，滴加完毕后继续搅拌，恒温温度为50℃，搅拌时间为140min，得到均一稳定的浓度为6wt％溶胶；s4.涤棉织物整理：将涤棉织物在溶胶中二浸二轧，轧液率为75％，烘干，烘干工艺为在80℃预烘8min，然后在140℃焙烘5min，得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。实施例5一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料，包括以下步骤：s1.织物表面的亲水改性；将涤棉纤维面料清洗后，置于等离子处理机中处理后，等离子处理功率为400w，时间为6min，将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理，预处理的温度为80℃，时间为20min，壳聚糖的分子量为6000-8000，壳聚糖溶液的浓度为4wt％，处理结束后将面料晾干备用，其中，壳聚糖的制备方法为：将1g壳聚糖加入2vt％冰醋酸溶液中，在温度为50℃下搅拌至完全溶解，加入25vt％双氧水在温度60℃下降解2h，将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节ph值至8～9之间即可，过滤，洗涤，烘干即可；s2.硼接枝改性：将单宁酸和1,4-对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中，单宁酸在四氢呋喃中的浓度为3wt％，1,4-对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.5wt％，将涤棉纤维面料置于硼接枝液中，进行接枝反应，接枝反应的温度为90℃，得到硼接枝改性涤棉纤维面料；s3.二氧化钛溶胶改性；将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合，钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2.5，将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中，滴加过程中保持恒温，滴加完毕后继续搅拌，恒温温度为45℃，搅拌时间为120min，得到均一稳定的浓度为5wt％溶胶；s4.涤棉织物整理：将涤棉织物在溶胶中二浸二轧，轧液率为75％，烘干，烘干工艺为在75℃预烘6min，然后在130℃焙烘7min，得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。对比例1一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料，包括以下步骤：
s1.织物表面的亲水改性；将涤棉纤维面料清洗后，置于等离子处理机中处理后，等离子处理功率为400w，时间为6min，将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理，预处理的温度为80℃，时间为20min，壳聚糖的分子量为6000-8000，壳聚糖溶液的浓度为4wt％，处理结束后将面料晾干备用，其中，壳聚糖的制备方法为：将1g壳聚糖加入2vt％冰醋酸溶液中，在温度为50℃下搅拌至完全溶解，加入25vt％双氧水在温度60℃下降解2h，将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节ph值至8～9之间即可，过滤，洗涤，烘干即可；s2.二氧化钛溶胶改性；将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合，钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2.5，将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中，滴加过程中保持恒温，滴加完毕后继续搅拌，恒温温度为45℃，搅拌时间为120min，得到均一稳定的浓度为5wt％溶胶；s4.涤棉织物整理：将涤棉织物在溶胶中二浸二轧，轧液率为75％，烘干，烘干工艺为在75℃预烘6min，然后在130℃焙烘7min，得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。对比例2一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料，包括以下步骤：s1.织物表面的亲水改性；将涤棉纤维面料清洗后，置于等离子处理机中处理后，等离子处理功率为400w，时间为6min，将处理好的面料置于壳聚糖溶液中进行预处理，预处理的温度为80℃，时间为20min，壳聚糖的分子量为6000-8000，壳聚糖溶液的浓度为4wt％，处理结束后将面料晾干备用，其中，壳聚糖的制备方法为：将1g壳聚糖加入2vt％冰醋酸溶液中，在温度为50℃下搅拌至完全溶解，加入25vt％双氧水在温度60℃下降解2h，将制备好的低分子量壳聚糖溶液用氢氧化钠调节ph值至8～9之间即可，过滤，洗涤，烘干即可；s2.硼接枝改性：将单宁酸和1,4-对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中，单宁酸在四氢呋喃中的浓度为3wt％，1,4-对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.5wt％，将涤棉纤维面料置于硼接枝液中，进行接枝反应，接枝反应的温度为90℃，得到硼接枝改性涤棉纤维面料。对比例3一种纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料，包括以下步骤：s1.织物表面的改性；将涤棉纤维面料清洗后，置于等离子处理机中处理后，等离子处理功率为400w，时间为6min；s2.硼接枝改性：将单宁酸和1,4-对苯二硼酸加入至四氢呋喃溶液中，单宁酸在四氢呋喃中的浓度为3wt％，1,4-对苯二硼酸在四氢呋喃中的浓度为0.5wt％，将涤棉纤维面料置于硼接枝液中，进行接枝反应，接枝反应的温度为90℃，得到硼接枝改性涤棉纤维面料；s3.二氧化钛溶胶改性；将钛酸四丁酯、醋酸和乙醇均匀混合，钛酸四丁酯和醋酸的物质的量的比为1:2.5，将盐酸水溶液滴加到钛酸四丁酯、醋酸和乙醇的混合液中，滴加过程中保持恒温，滴加完毕后继续搅拌，恒温温度为45℃，搅拌时间为120min，得到均一稳定的浓度为5wt％溶胶；s4.涤棉织物整理：将涤棉织物在溶胶中二浸二轧，轧液率为75％，烘干，烘干工艺为在75℃预烘6min，然后在130℃焙烘7min，得到纳米陶瓷硼钛抗紫外涤棉纤维面料。本发明中实施例和对比例的抗紫外性能按gb/t 18830《纺织品防紫外线性能的评
定》测定，下表1中为实施例1-5和对比例1-3中的抗紫外性能的对比。表1表1从表1可以看出，在未同时采用钛和硼接枝改性涤棉纤维面料，织物的抗紫外能力较差；使用两种材料联合前处理后，织物的抗紫外能力有明显提升。