CN103710955B - 一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法 - Google Patents

一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法，包括：将质量比为1：0.01-0.05：0.05-0.15：0.02-0.1：0.001-0.003的去离子水、生物质表面活性剂、笼型多面体低聚倍半硅氧烷、锐钛矿型纳米TiO2颗粒和硝酸银混合，搅拌后加入氨水，反应得到功能性反应液；将上述功能性反应液升温，滴加入聚氨酯丙烯酸酯单体预乳化，冷却，加入叠氮化钠和丙二醇嵌段聚醚，加热到60℃反应2-4小时，调节pH值至7～8，即得。本发明的整理剂具有较好的分散稳定性，应用在纺织品上具有较好的空气净化效果；且制备方法简单，适合于工业化生产。

Description

一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法
技术领域
本发明属于空气净化整理剂的制备领域，特别涉及一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法。
背景技术
据世界卫生组织报告，全世界每年由于室内空气污染造成160万人死亡，平均每20秒就有1人死亡。中国每年室内空气污染引起的超额死亡数已经达到11.1万人，超额急诊数达430万人次，直接和间接经济损失达107亿美元。
近年来，光催化技术与室内空气净化技术不断交叉渗透，光催化法治理室内空气技术由于具有净化效果好、操作简单、处理过程中不会产生有毒、有害的中间产物等独特优点，在国内外室内空气深度净化领域得到了大量地推广应用。由于纳米光催化剂颗粒极小，在高速处理气流时后易造成粉尘污染，需要将其负载于一定的载体上或者制备成膜。负载载体分为无机载体和有机载体。无机载体虽然可以解决纳米二氧化钛光催化剂负载的问题，但是由于其使用不方便、催化剂长时间使用容易中毒失效等问题难以解决，严重影响了其使用性能。为了解决上述问题，国内外开始了将光催化剂负载到纤维基材上的研究，突破了纳米光催化剂负载材料长期局限于陶瓷、玻璃和金属等无机材料的限制，而且利用纤维材料的多孔性和毛细管性能，使纤维表面吸附富集污染物，为纳米光催化剂提供高浓度反应物环境，这在很大程度上加快了光催化降解反应速率。此外纤维的吸附作用还可能使光催化降解反应可能产生的中间副产物在生成时即被吸附并被进一步氧化降解为简单的无机物，如二氧化碳和水。这样纤维不仅能够浓缩气态污染物，加速光催化降解反应，而且可以减少中间副产物，及时释放产物，不断推进降解反应，这对将光催化技术应用于室内空气净化和消除污染物是非常需要的。目前国内外研究比较少，由于纺织品的加工大多是以湿态加工为主，目前的加工方法有浸轧法、低温原位法和涂层法，其中浸轧方法由于工艺简单，可以连续化生产，成为制备空气净化功能织物的主要方法。而浸轧法关键是需要制备稳定高效的空气净化整理剂，而国内外较少有人研究这项技术。在课题组前期研究基础上，针对目前空气净化功能整理剂的发展现状，本发明人创造性制备了光固化空气净化功能整理剂，制备的整理剂稳定性高、活性高、绿色污染，且不需要高温固化，在光照下就可以交联固化，达到节能减排的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法，该方法简单、成本低，无二次污染，易于工业化生产。
本发明的一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法，包括：
（1）将质量比为1：0.01-0.05：0.05-0.15：0.02-0.1：0.001-0.003的去离子水、生物质表面活性剂、笼型多面体低聚倍半硅氧烷、锐钛矿型纳米TiO2颗粒和硝酸银混合，搅拌后加入氨水调节pH9-11，反应得到功能性反应液；
（2）将上述功能性反应液升温，在升温的同时滴加入聚氨酯丙烯酸酯单体预乳化30-60min，冷却，加入叠氮化钠和丙二醇嵌段聚醚，加热到60℃反应2-4小时，调节pH值至7～8，即得纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂。
所述步骤（1）中生物质表面活性剂为生物质糖基表面活性剂、生物质腰果酚磺酸盐表面活性剂、松香基双羧酸盐双子表面活性剂中的一种。
所述步骤（1）中搅拌速率为800-1500r/min，搅拌时间为30-60min。
所述步骤（2）中升温速率为2-3℃/min，升温至50-80℃，冷却温度到20-25℃。
所述步骤（2）中聚氨酯丙烯酸酯和步骤（1）中TiO2的质量比1：8-1：20。
所述步骤（2）中叠氮化钠和步骤（1）中TiO2的质量比1：10-1：30。
所述步骤（2）中丙二醇嵌段聚醚和步骤（1）中TiO2的质量比1：15-1：30。
所述步骤（1）、（2）中反应在反应釜中进行。
有益效果
（1）本发明的制备方法简单、成本低，不增加新设备，易于工业化生产；
（2）本发明的制备的整理剂稳定性能好且空气净化效果好，使用过程中省去焙烘工艺，直接通过光固化就能达到效果，节能减排，适用于各种纺织纤维和织物，可长期使用，可应用于潜艇、医院病房、汽车内部装饰、飞机内部装饰等室内装饰领域，具有广阔的应用前景和市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
（1）在反应釜中加入质量比为质量比为1：0.05：0.15：0.1：0.001去离子水、生物质糖基表面活性剂、笼型多面体低聚倍半硅氧烷、锐钛矿型纳米TiO2颗粒和硝酸银，800r/min高速搅拌60min后加入氨水，调节pH到9，反应得到功能性反应液；
（2）升温速率为2℃/min，升温至50℃，在升温的同时继续缓慢滴加入聚氨酯丙烯酸酯单体预乳化30min，冷却到25℃，加入叠氮化钠和丙二醇嵌段聚醚，加热到60℃反应2小时，调节pH值至7。其中步骤（2）中所述的聚氨酯丙烯酸酯和步骤（1）中TiO2的质量比1：8；步骤（2）中所述的叠氮化钠和步骤（1）中TiO2的质量比1：10；步骤（2）中所述的丙二醇嵌段聚醚和步骤（1）中TiO2的质量比1：15，制备的整理剂在相对湿度30%，温度25℃下，甲醛初始浓度10.2ppm，可见光下对甲醛的去除率达到95.3%。
实施例2
（1）在反应釜中加入质量比为质量比为1：0.01：0.05：0.02：0.003去离子水、生物质腰果酚磺酸盐表面活性剂、笼型多面体低聚倍半硅氧烷、锐钛矿型纳米TiO2颗粒和硝酸银，1150r/min高速搅拌45min后加入氨水，调节pH到10，反应得到功能性反应液；
（2）升温速率为2.5℃/min，升温至65℃，在升温的同时继续缓慢滴加入聚氨酯丙烯酸酯单体预乳化45min，冷却20℃，加入叠氮化钠和丙二醇嵌段聚醚，加热到60℃反应4小时，调节pH值至7.5，其中步骤（2）中所述的聚氨酯丙烯酸酯和步骤（1）中TiO2的质量比1：20；步骤（2）中所述的叠氮化钠和步骤（1）中TiO2的质量比1：30；步骤（2）中所述的丙二醇嵌段聚醚和步骤（1）中TiO2的质量比1：30。制备的整理剂在相对湿度30%，温度25℃下，甲醛初始浓度9.8ppm，可见光下对甲醛的去除率达到97.3%。
实施例3
（1）在反应釜中加入质量比为质量比为1：0.03：0.10：0.07：0.002去离子水、松香基双羧酸盐双子表面活性剂、笼型多面体低聚倍半硅氧烷、锐钛矿型纳米TiO2颗粒和硝酸银，1500r/min高速搅拌30min后加入氨水，调节pH到11，反应得到功能性反应液；
（2）升温速率为3℃/min，升温至80℃，在升温的同时继续缓慢滴加入聚氨酯丙烯酸酯单体预乳化60min，冷却25℃，加入叠氮化钠和丙二醇嵌段聚醚，加热到60℃反应3小时，调节pH值至8。其中步骤（2）中所述的聚氨酯丙烯酸酯和步骤（1）中TiO2的质量比1：20；步骤（2）中所述的叠氮化钠和步骤（1）中TiO2的质量比1：20；步骤（2）中所述的丙二醇嵌段聚醚和步骤（1）中TiO2的质量比1：25。制备的整理剂在相对湿度30%，温度25℃下，甲醛初始浓度6.8ppm，可见光下对甲醛的去除率达到98.3%。

Claims (6)

1.一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法，包括：
(1)将质量比为1：0.01-0.05：0.05-0.15：0.02-0.1：0.001-0.003的去离子水、生物质表面活性剂、笼型多面体低聚倍半硅氧烷、锐钛矿型纳米TiO2颗粒和硝酸银混合，搅拌后加入氨水调节pH9-11，反应得到功能性反应液；其中生物质表面活性剂为生物质糖基表面活性剂、生物质腰果酚磺酸盐表面活性剂、松香基双羧酸盐双子表面活性剂中的一种；
(2)将上述功能性反应液升温，在升温的同时滴加入聚氨酯丙烯酸酯单体预乳化30-60min，冷却，加入叠氮化钠和丙二醇嵌段聚醚，加热到60℃反应2-4小时，调节pH值至7～8，即得纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂；其中叠氮化钠和步骤(1)中TiO2的质量比1：10-1：30。
2.根据权利要求1所述的一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中搅拌速率为800-1500r/min，搅拌时间为30-60min。
3.根据权利要求1所述的一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中升温速率为2-3℃/min，升温至50-80℃，冷却温度到20-25℃。
4.根据权利要求1所述的一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中聚氨酯丙烯酸酯单体和步骤(1)中TiO2的质量比1：8-1：20。
5.根据权利要求1所述的一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中丙二醇嵌段聚醚和步骤(1)中TiO2的质量比1：15-1：30。
6.根据权利要求1所述的一种纤维织物专用光固化钛基空气净化整理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)、(2)中反应在反应釜中进行。
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