CN104452279B - 一种复合型防紫外线整理液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合型防紫外线整理液，该整理液的组分如下：纳米氧化物25～30g/L，金属螯合物15～30g/L，增效剂20～30g/L，乙醇15～20g/L，甲醇10～15g/L，尿素10～15g/L，甘油2～4g/L，聚氧乙烯醚0.5～1g/L，偶氮二异丁腈0.5～1g/L，流平剂0.3～1g/L，消泡剂0.2～1g/L，固化剂1～2g/L，溶剂为水；所述纳米氧化物为纳米ZnO、TiO2及SiO2粉末混合物。本发明中经过该整理液处理的编织布具有优异的防紫外线功能，遮光率达到70％以上，对紫外线的屏蔽率高达98％以上，且UPF(紫外线吸收系数)高于40。
Description
技术领域
本发明涉及纺织面料领域，尤其涉及一种复合型防紫外线整理液及其制备方法和应用。
背景技术
窗帘是居室软装饰的重要组成部分，在现代家居环境的美化及环境营造中发挥着重要的作用。窗帘在高铁中尤为重要，由于高铁运行速度较快，车外的光线会随车的高速运行对人眼造成闪射，同时人们利用高铁出行时一般为中、长途旅行，上车后大多数乘客会闭目养神，窗帘质量不佳将会对乘客的休息造成影响。
近年来随着科技的发展，各种新型功能的窗帘编织布应运而生，例如具有防紫外线功能的窗帘编织布，该种编织布能从一定程度上吸收紫外线，从而避免紫外线辐射对人体健康的影响和危害，例如申请号为201110304130.0(申请公布号为CN 102362775 A)的中国发明专利《一种防紫外线除臭窗帘》公开了一种窗帘，包括窗帘布基体，该窗帘布基体外侧覆盖有防紫外复合层，使得该窗帘具有防紫外线、抗菌、抑菌、防臭和保暖等功能；又如申请号为201110144267.4(申请公布号为CN 102805545 A)的中国发明专利《防辐射、防紫外线窗帘》公开了一种防辐射、防紫外线窗帘，包括基布，在所述基布正反两面分别设置有防辐射涂层、防紫外线涂层，所述防辐射涂层位于所述基布反面层，所述防紫外线涂层位于所述基布正面层。
上述发明专利中的窗帘均具有一定的防紫外线功能，隔绝阳光中的紫外线，避免紫外线伤害到人们的皮肤，但是CN 102362775 A的防紫外线复合层中的氧化锌、二氧化钛不能与窗帘布基体有效结合，因此吸收紫外线能力不佳，而CN 102805545 A中防紫外线层涂层为丙烯酸涂层，防紫外线能力有效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术而提供一种紫外线吸收效果好的复合型防紫外线整理液。
本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术而提供一种上述复合型防紫外线整理液的制备方法。
本发明所要解决的再另一个技术问题是针对现有技术而提供一种上述复合型防紫外线整理液在高铁窗帘编织布中的应用。
本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种复合型防紫外线整理液，该整理液的组分如下：
所述纳米氧化物为纳米ZnO、TiO2及SiO2粉末混合物。
作为优选，所述金属螯合物为双甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯、芳香基β-二酮类配体、氨基酸schiff碱或5-氯水杨酸schiff碱中的一种。
作为优选，所述增效剂为FK-807，所述流平剂为BYK246，所述消泡剂为902W，所述固化剂为KH560。
进一步，所述纳米氧化物中ZnO、TiO2及SiO2的质量比为1:1:1。
本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：上述复合型防紫外线整理液的制备方法，包括以下步骤：
首先加水，快速搅拌下加入纳米氧化物25～30g/L，聚氧乙烯醚0.5～1g/L以及增效剂20～30g/L，混合均匀形成混合溶液A；
其次，将金属螯合物15～30g/L及偶氮二异丁腈0.5～1g/L加入到乙醇15～20g/L和甲醇10～15g/L混合液中，混合均匀而形成有机金属螯合剂溶液B；
接着将混合溶液A和有机金属螯合剂溶液B混合均匀，最后加入尿素10～15g/L、甘油2～4g/L、流平剂0.3～1g/L、消泡剂0.2～1g/L、固化剂1～2g/L，搅拌均匀得复合型防紫外线整理液。
本发明解决第三个技术问题所采用的技术方案为：该复合型防紫外线整理液在高铁窗帘布中的应用。
上述复合型防紫外整理液在高铁窗帘编织布中的应用具体步骤为：将高铁窗帘编织布浸入所述整理液中进行浸轧，反应温度为60℃，时间为30min，重复浸轧两次，轧液率为70～75％，80℃～100℃烘干，130℃～150℃烘焙3min，自然冷却。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过整理液中引入无机类防紫外线剂纳米ZnO、TiO2、SiO2和有机类金属螯合剂，而纳米ZnO、TiO2、SiO2和金属螯合剂之间产生螯合作用，使添加的无机类防紫外线剂在基布上得到高度地分散和有效的结合，应用于高铁用窗帘，制得防紫外线功能和耐光性能优异的窗帘布。
纳米ZnO、TiO2和SiO2对紫外线具有强烈的吸收作用，且整理后不会影响编织布的色光和手感；另外，它们均具有特殊的物理结构，作为光触媒能在光照条件反应形成具有氧化作用的活性物质，可以氧化微生物进行自洁净作用，还能达到除臭的目的；再通过金属螯合剂和纳米ZnO、TiO2、SiO2作用形成金属螯合物，该金属螯合物具有稳定的螯合环，产生螯合作用将金属固定在环内，进而提高纳米ZnO、TiO2和SiO2在布基上分散的稳定性，可在一定程度上防止纳米ZnO、TiO2、SiO2发生团聚并与编织布实现有效的结合，达到编织物最佳的防紫外线性能。
本发明中经过该整理液处理的编织布具有优异的防紫外线功能，遮光率达到70％以上，对紫外线的屏蔽率高达98％以上，且UPF(紫外线吸收系数)高于40。
附图说明
图1为本发明中整理液制备和编织物处理工艺流程示意图；
图2为本发明实施例1～5中制得的窗帘布的紫外线(UVA和UVB)透过率T值；
图3为本发明实施例1～5中制得的窗帘布的紫外线防护系数UPF值；
图4为本发明实施例1～5中制得的窗帘布的遮光率值。
具体实施方式
以下结合附图实施例对发明作进一步详细描述，下述各实施例中所使用的编织布购于宁波三同编织有限公司，增效剂FK-807购于北京华纺高新技术有限公司，流平剂BYK246购于德国毕克化学公司，消泡剂902W购于德国迪高化工公司，固化剂KH560北京津同乐泰化工产品有限公司。
实施例1：
1.1本实施例中的复合型防紫外整理液的组分和含量如下：
纳米ZnO、TiO2、SiO2粉末混合物30g/L，其中ZnO、TiO2及SiO2的质量比为1:1:1，增效剂FK-80725g/L，聚氧乙烯醚0.5g/L，双甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯25g/L，偶氮二异丁腈0.5g/L，乙醇和甲醇混合液25g/L，其中乙醇15g/L，甲醇10g/L，尿素12g/L，甘油2g/L，流平剂BYK246 0.5g/L，消泡剂902W 0.2g/L，固化剂KH560 1.5g/L。
1.2该整理液的制备方法如下：如图1所示，将纳米ZnO、TiO2、SiO2粉末混合物放入水，快速搅拌使其溶于水中，然后加入聚氧乙烯醚和增效剂FK-807后均匀混溶后得到组分A。将双甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯及少量偶氮二异丁腈溶解于乙醇和甲醇混合液中配成溶液得到组分B，将组分A和组分B混合后，再依次加入尿素、甘油、流平剂BYK246、消泡剂902W和固化剂KH560，均匀混合后便制得整理液。整理液中的双甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯经加热反应成膜得到聚酯膜，使得纳米ZnO、TiO2、SiO2均匀地分散于聚酯膜上，且牢固地结合到编织布上，此外，双甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯属于丙烯酸酯类，本身就有一定的抗紫外线性能，能进一步提高编织布的防紫外线能力。
1.3编织布处理过程如下：如图1所示，将编织布浸入上述整理液中进行浸轧，操作2次，轧液率70％，反应后烘干，烘培后自然冷却，其中，反应温度为60℃，时间30min；烘干温度为80℃，时间2min；烘培温度为130℃，时间3min，自然冷却。
实施例2：
2.1本实施例中的复合型防紫外整理液的组分和含量如下：
纳米ZnO、TiO2、SiO2粉末混合物25g/L，其中ZnO、TiO2及SiO2的质量比为1:1:1，增效剂FK-80720g/L，聚氧乙烯醚0.7g/L，芳香基β-二酮类配体15g/L，偶氮二异丁腈1g/L，乙醇和甲醇混合液29g/L，其中乙醇17g/L，甲醇12g/L，尿素10g/L，甘油3g/L，流平剂BYK2460.3g/L，消泡剂902W 0.6g/L，固化剂KH560 1g/L。
2.2该整理液的制备方法如下：如图1所示，将纳米ZnO、TiO2、SiO2粉末混合物放入水，快速搅拌使其溶于水中，然后加入聚氧乙烯醚和增效剂FK-807后均匀混溶后得到组分A。将芳香基β-二酮类配体及少量偶氮二异丁腈溶解于乙醇和甲醇混合液中配成溶液得到组分B，将组分A和组分B混合后，再依次加入尿素、甘油、流平剂BYK246、消泡剂902W和固化剂KH560，均匀混合后便制得整理液。
2.3编织布处理过程如下：如图1所示，将编织布浸入上述整理液中进行浸轧，操作2次，轧液率75％，反应后烘干，烘培后自然冷却，其中，反应温度为60℃，时间30min；烘干温度为100℃，时间2min；烘培温度为150℃，时间3min，自然冷却。
实施例3：
3.1本实施例中的复合型防紫外整理液的组分和含量如下：
纳米ZnO、TiO2、SiO2粉末混合物27g/L，其中ZnO、TiO2及SiO2的质量比为1:1:1，增效剂FK-80730g/L，聚氧乙烯醚1g/L，氨基酸schiff碱30g/L，偶氮二异丁腈0.7g/L，乙醇和甲醇混合液35g/L，其中乙醇20g/L，甲醇10g/L，尿素15g/L，甘油4g/L，流平剂BYK246 1g/L，消泡剂902W 1g/L，固化剂KH560 2g/L。
3.2该整理液的制备方法如下：如图1所示，将纳米ZnO、TiO2、SiO2粉末混合物放入水，快速搅拌使其溶于水中，然后加入聚氧乙烯醚和增效剂FK-807后均匀混溶后得到组分A。将氨基酸schiff碱及少量偶氮二异丁腈溶解于乙醇和甲醇混合液中配成溶液得到组分B，将组分A和组分B混合后，再依次加入尿素、甘油、流平剂BYK246、消泡剂902W和固化剂KH560，均匀混合后便制得整理液。
3.3编织布处理过程如下：如图1所示，将编织布浸入上述整理液中进行浸轧，操作2次，轧液率72％，反应后烘干，烘培后自然冷却，其中，反应温度为60℃，时间30min；烘干温度为90℃，时间2min；烘培温度为140℃，时间3min，自然冷却。
实施例4：
4.1本实施例中的复合型防紫外整理液的组分和含量如下：
纳米ZnO、TiO2、SiO2粉末混合物25g/L，其中ZnO、TiO2及SiO2的质量比为1:1:1，增效剂FK-80727g/L，聚氧乙烯醚0.5g/L，5-氯水杨酸schiff碱22g/L，偶氮二异丁腈0.5g/L，乙醇和甲醇混合液25g/L，其中乙醇15g/L，甲醇10g/L，尿素10g/L，甘油2g/L，流平剂BYK2460.7g/L，消泡剂902W 0.7g/L，固化剂KH560 1.7g/L。
4.2该整理液的制备方法如下：如图1所示，将纳米ZnO、TiO2、SiO2粉末混合物放入水，快速搅拌使其溶于水中，然后加入聚氧乙烯醚和增效剂FK-807后均匀混溶后得到组分A。将5-氯水杨酸schiff碱及少量偶氮二异丁腈溶解于乙醇和甲醇混合液中配成溶液得到组分B，将组分A和组分B混合后，再依次加入尿素、甘油、流平剂BYK246、消泡剂902W和固化剂KH560，均匀混合后便制得整理液。
4.3编织布处理过程如下：如图1所示，将编织布浸入上述整理液中进行浸轧，操作2次，轧液率75％，反应后烘干，烘培后自然冷却，其中，反应温度为60℃，时间30min；烘干温度为80℃，时间2min；烘培温度为150℃，时间3min，自然冷却。
实施例5：
5.1该实施例为比较例，该实施例的整理液中不含有金属螯合剂，配方如下：纳米ZnO、TiO2、SiO2粉末混合物30g/L，其中ZnO、TiO2及SiO2的质量比为1:1:1，增效剂FK-80725g/L，聚氧乙烯醚0.6g/L，尿素12g/L，甘油2g/L，流平剂BYK246 0.5g/L，消泡剂902W0.3g/L，固化剂KH560 1.5g/L。
5.2该整理液的制备方法如下：将纳米ZnO、TiO2、SiO2粉末混合物放入水，快速搅拌使其溶于水中，然后加入聚氧乙烯醚和增效剂FK-807后均匀混溶后得到组分A。将少量偶氮二异丁腈溶解于乙醇和甲醇混合液中配成溶液得到组分B，将组分A和组分B混合后，再依次加入尿素、甘油、流平剂BYK246、消泡剂902W和固化剂KH560，均匀混合后便制得整理液。
5.3编织布处理具体工艺如下：将编织布浸入上述整理液中进行浸轧，操作2次，轧液率75％，经烘干、烘培后自然冷却，所述烘干温度为90℃，时间2min；烘培温度为150℃，时间3min。
实施例6：
将实施例1～5中制得的高铁窗帘布进行遮光率、UPF、紫外线透过率进行测试，方法如下：
遮光率测试：采用美国AATCC-148-79《窗帘材料遮光效应评定方法》，采取光透射法判断窗帘材料的遮光性能。根据式计算透射光率，式中：T为试样的透射光率；A为测试值；B为光源校准时的空白对照值。
UPF和紫外透过率测试：按GB/18830-2002《纺织品防紫外线性能的评定》进行测试。
实施例1～5中的高铁窗帘布的性能测试结果如表1和图2、图3和图4所示，由表1可见，经本发明中的复合型防紫外线整理液处理的窗帘布(实施例1～4)，遮光率达到70％以上，对紫外线的屏蔽率高达98％以上，且UPF(紫外线吸收系数)高于40。
表1实施例1-5窗帘布的性能测试值
Claims (6)
1.一种复合型防紫外线整理液，用于高铁窗帘编织布，该整理液的组分如下：
所述纳米氧化物为质量比为1:1:1的纳米ZnO、TiO2及SiO2粉末混合物，所述金属螯合物为聚乙二醇200双甲基丙烯酸酯。
2.如权利要求1所述的复合型防紫外线整理液，其特征在于：所述增效剂为FK-807，所述流平剂为BYK246，所述消泡剂为902W，所述固化剂为KH560。
3.一种如权利要求1所述的复合型防紫外线整理液的制备方法，其特征在于包括：
首先加水，快速搅拌下加入纳米氧化物25～30g/L，聚氧乙烯醚0.5～1g/L以及增效剂20～30g/L，混合均匀形成混合溶液A；
其次，将金属螯合物15～30g/L及偶氮二异丁腈0.5～1g/L加入到乙醇15～20g/L和甲醇10～15g/L混合液中，混合均匀而形成有机金属螯合剂溶液B；
接着将混合溶液A和有机金属螯合剂溶液B混合均匀，最后加入尿素10～15g/L、甘油2～4g/L、流平剂0.3～1g/L、消泡剂0.2～1g/L、固化剂1～2g/L，搅拌均匀得复合型防紫外线整理液。
4.如权利要求3所述的复合型防紫外线整理液的制备方法，其特征在于：所述增效剂为FK-807，所述流平剂为BYK246，所述消泡剂为902W，所述固化剂为KH560。
5.一种如权利要求1所述的复合型防紫外线整理液在高铁窗帘编织布中的应用。
6.如权利要求5所述的复合型防紫外线整理液在高铁窗帘编织布中的应用，其特征在于：将高铁窗帘编织布浸入所述整理液中进行浸轧，反应温度为60℃，时间为30min，重复浸轧两次，轧液率为70～75％，80℃～100℃烘干，130℃～150℃烘焙3min，自然冷却。
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