CN101402844B - 防紫外、抗菌纳米功能粉体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纳米功能粉体及其制备方法技术领域，特别涉及防紫外、抗菌纳米功能粉体及其制备方法，该纳米功能粉体由以下成份组成，按质量份计，氧化锌：50～70％、氧化钛：30～48％、银：0.45～2％；制备方法：将氢氧化锌溶胶、10～30纳米的金红石相高纯氧化钛、草酸银加入高压反应釜中，调节反应浓度为8～15％及PH：6.5～7.5，然后经高温：126～136℃反应4小时，再经过滤、洗涤、低温：60～70℃干燥，即可得到载银的具有防紫外、抗菌功能的纳米氧化锌、纳米氧化钛复合粉体；制得的粉体具有良好的功能协同效应，而且还可以避免各功能的此消彼涨现象。

Description

防紫外、抗菌纳米功能粉体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及纳米功能粉体及其制备方法技术领域，特别涉及防紫外、抗菌纳米功能粉体及其制备方法。
背景技术：
随着经济的发展，人们越来越重视生活质量和健康水平的提高。抗菌、防腐、除味、净化空气、优化环境将成为人们的追求，纳米技术在这些方面具有良好的性能，市场前景广阔。
单位质量粒子表面积的增大，表面原子数目的骤增，使原子配位数严重补助不足。高表面积带来的高表面能，使粒子表面原子极其活跃，很容易与周围的气体发生反应，也容易吸附气体。例如，金属的纳米粒子在空气中会燃烧，无机材料的纳米粒子暴露在大气中会吸附气体，并与气体进行反应。这一现象被称为纳米材料粒子的表面与界面效应。
纳米微粒的量子尺寸效应等使它对某种波长的光吸收带有蓝移现象。纳米微粒粉体对各种波长光的吸收带有宽化现象。纳米微粒的紫外吸收材料就是利用这两个特性。在化妆品、防晒油中加入纳米TiO2，纳米ZnO、纳米SiO2，纳米Al2O3、纳米云母氧化铁，可以吸收太阳光中300～400nm波段的紫外线，起到防紫外线的作用；在塑料表面上涂上一层含有纳米微粒的透明涂层，这种涂层对300～400nm范围有强的紫外吸收性能，可以防止塑料老化；在汽车、舰船表面的面漆中加入能强烈吸收紫外线的纳米微粒可以起到保护底漆的作用；用添加纳米TiO2、纳米SiO2、纳米Al2O3、纳米Fe2O的复合粉的纤维制成的军服，可以吸收人体释放的中红外频段的红外线，起到保护士兵夜间人身安全和增加保暖作用，同时其重量可以减轻30％。
纳米TiO2是一种稳定的无毒的紫外光吸收剂，在聚合物材料中具有抗紫外辐射，防止高分子链降解反应的发生的作用。抗老化性能主要来源于它的半导体性质。当受到紫外光或太阳光的作用时，能使原子的价带电子被激发到导带，产生电子-空穴对的纳米微粒，从而具有了光敏特性，引起紫外光吸收，尤其是对人体有害的中长紫外线UVB(290～320nm)、UVA(320～400nm)的吸收能力很强。同时纳米TiO2受光照射时，可以产生反应活性很高的过氧负离子、过氧化氢自由基和氢氧自由基，具有很强的氧化分解能力，可破坏有机物中的C-H、N-H、O-H、C-O等键，可以消毒杀菌。含有纳米TiO2的复合材料具有明显的抗紫外辐射特性。在长期的太阳光照晒下，复合材料的光泽度不变；而非纳米TiO2的基体材料则早已失去光泽性。纳米氧化锌也具有较好的防紫外、抗菌特性。
根据纳米粒子的微观结构和光谱特性，将少量金属纳米微粒加入到纺织物中，可制造出各种功能性纺织物，使静电效应大大降低。例如将氧化铁、氧化铝等加入纤维中，可制成耐日晒、抗氧化的纤维；利用氧化铝吸收人体热能发射远红外射线，可制造远红外长丝；镁、铜、氧化钛、氧化锌等具有除味杀菌、抗红外、紫外线的特点，具备该功能的服饰将深受大众欢迎，德国和日本都制备出了相应的产品。把Ag纳米微粒加入到袜子中可以清除脚臭味，医用纱布中放入纳米Ag粒子有消毒杀菌作用。
在现代生活中，纺织面料及化装品的功能性，抗菌、防蚊、防瞒、远红外、防紫外、调温、调湿、香味、维生素等功能，越来越受到重视。近年来，人们已经研制了许多纺织品的功能整理剂及化装品的功能添加剂，但大多数都是单一功能的。目前，多功能复合整理剂及功能添加剂的开发迫在眉睫。当前，多功能复合整理剂的开发难点在于各功能的协同效应、如何避免各功能的此消彼涨现象。
纳米粉体的制备有化学法和物理法，其中化学法又有很多种。在化学反应过程中可以采用成千上万种方法以得到不同形态、不同形状、不同粒度及不同粒度分布的纳米颗粒，纳米粉体材料由于用量大，一般多采用化学法。然而，由于生成物除纳米粉外，还有气态、液态或固态产物，所以反应完后要将纳米粉分离或干燥，甚至还要进行焙烧、粉碎等后续加工，因而纳米粉表面很难保持其高纯度。
发明内容：
本发明的目的之一是针对现有技术的不足而提供一种防紫外、抗菌纳米功能粉体。
该纳米功能粉体由以下成份组成，按质量份计，氧化锌：50～70％、氧化钛：30～48％、银：0.45～2％。
该纳米功能粉体具有防紫外、抗菌、消毒杀菌作用。
本发明的另一目的是提供一种防紫外、抗菌纳米功能粉体的制备方法。
将氢氧化锌溶胶、10～30纳米的金红石相高纯氧化钛、草酸银加入高压反应釜中，调节反应浓度为8～15％及PH：6.5～7.5，然后经高温：126～136℃反应4小时，再经过滤、洗涤、低温：60～70℃干燥，即可得到载银的具有防紫外、抗菌功能的纳米氧化锌、纳米氧化钛复合粉体。
本发明制备方法根据插层理论采用水热法制取防紫外、抗菌复合功能纳米级粉体，由于水热法的优点在于可直接生成氧化物，避免了沉淀法需要焙烧转化成氧化物这一可能形成硬团聚的步骤，从而极大地降低乃至避免了硬团聚的形成，所以合成的陶瓷粉体具有分散性好、无团聚或少团聚、晶粒结晶良好、晶面显露完整等特点。
本发明制备方法制备载银的具有防紫外、抗菌功能的纳米氧化锌、纳米氧化钛复合粉体，制得的粉体具有良好的功能协同效应，而且还可以避免各功能的此消彼涨现象。
具体实施方式：
制备方法为：将氢氧化锌溶胶、10～30纳米的金红石相高纯氧化钛、草酸银加入高压反应釜中，调节反应浓度为8～15％及PH：6.5～7.5，然后经高温：126～136℃反应4小时，再经过滤、洗涤、低温：60～70℃干燥，即可得到载银的具有防紫外、抗菌功能的纳米氧化锌、纳米氧化钛复合粉体。
其中，依据上述制备方法制得的复合粉体由以下成份组成，按质量份计，氧化锌：50～70％、氧化钛：30～48％、银：0.45～2％。
另外，氢氧化锌溶胶、10～30纳米的金红石相高纯氧化钛、草酸银的使用量可以依上述复合粉体中各成份的量反推出来。

Claims (1)

1.防紫外、抗菌纳米功能粉体的制备方法，其特征在于：将氢氧化锌溶胶、10～30纳米的金红石相高纯氧化钛、草酸银加入高压反应釜中，调节反应浓度为8～15％及PH：6.5～7.5，然后经高温：126～136℃反应4小时，再经过滤、洗涤、低温：60～70℃干燥，即可得到载银的具有防紫外、抗菌功能的纳米氧化锌、纳米氧化钛复合粉体；
其中，依据上述制备方法制得的复合粉体由以下成份组成，按质量百分比计，氧化锌：50～70％、氧化钛：30～48％、银：0.45～2％，各组分质量百分比之和为100％。
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