CN108103790A - 防辐射面料及制备该面料的方法 - Google Patents

防辐射面料及制备该面料的方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种防辐射面料，属于纺织品技术领域，包括石墨烯纯棉面料层和纳米氧化锌复合抗菌面料层，纳米氧化锌复合抗菌面料层和石墨烯纯棉面料层的上下贴合设置，纳米氧化锌复合抗菌面料层为内层面料；制作防辐射面料的方法，包括石墨烯纯棉面料层的制作方法和纳米氧化锌复合抗菌面料层的制作方法；石墨烯纯棉面料层的制作方法包括以下步骤：制备氧化石墨烯；石墨烯纯棉织物的制备；所述纳米氧化锌复合抗菌面料层的制作方法包括以下步骤：制备纳米氧化锌颗粒；制备纳米氧化锌复合物；制备纳米氧化锌复合抗菌面料；本申请抗辐射性能优异，不仅自身的抗菌性能良好，而且具有杀菌作用，有很好的保健作用。

Description

防辐射面料及制备该面料的方法
技术领域
本申请涉及纺织品技术领域，尤其涉及一种防辐射面料及制备该面料的方法。
背景技术
面料是我们日常生活中最常见的物品之一，其主要用于制作服装。根据服装使用环境的不同，对服装用的面料的性能的要求也不尽相同。随着人们生活水平的提高，消费者对服饰功能性的需求，其中纺织品保健功能作为当前受到大力追捧的纺织面料之一，受到了极大的关注，广泛用于服装及家居用品中。目前一些国家着重开发抗微生物霉素、蜱螨不起皱和防紫外线等方面的保健型面料，普遍使用的技术是微型气膜技术，该技术是将一种或几种活性产品包裹在微粒子胶囊中，在织进衣料的纤维里，使其成为保健衣料。一些织进衣料纤维里的胶囊和皮肤接触时，就爆裂开来，但发出香气、防虫剂和防菌剂等，发挥其卫生保健作用。
随着工农业生产，特别是国防科研、放射医学和原子能工业的迅速发展，各种射线的使用日益广泛。射线的使用给人们带来了方便和实惠，但在某种程度上也给人类带来了一些危害，这引起了人们对防辐射纤维及材料研究的重视。防辐射材料是指能够吸收或消散辐射能，对人体或仪器起保护作用的材料。防辐射纤维及材料的研制受到世界各发达国家的普遍重视，它的研制对国防和民用都有十分重要的意义。尤其是医疗领域，利用具有防辐射性能的纺丝制备面料，并通过制备的具有防辐射面料制备具有抗菌防辐射的防护服是目前现有技术中亟需解决的问题。
例如申请号为：201610772285.X的中国专利公开了一种基于石墨烯的恒温面料，其特征在于：包括里层和外涂层，所述里层为基布层，所述外涂层由多晶硅、纳米二氧化钛组成；所述里层和外涂层通过含有石墨烯的EVA粘结；所述的基于石墨烯的恒温面料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)通过对纤维进行混纺得到基布层；(2)将纳米二氧化钛粉末用压片机加工成直径5～12mm、厚度2～5mm的原柱形，经过1000～1150℃高温焙烧2～4小时，得到陶瓷靶，将氧化锌陶瓷靶，均匀的分散固定到二氧化硅靶上，采用磁控溅射系统，以高纯度氩气为溅射气体，同时引入高纯氧气进行反应溅射，氩气的流量和氧气的流量比为4～2∶1；将制备出的薄膜材料在高纯度氧气的气氛下退火0.5～1小时，退火温度为650～750℃，得到二氧化钛掺杂二氧化硅薄膜；(3)在EVA乳液中加入石墨烯，在60～80℃下搅拌15～30min，然后进行造粒，得到复合EVA母粒；(4)将复合EVA母粒投入双螺杆挤出机中，料筒温度120℃、130℃、140℃、145℃、155℃、165℃和170℃，180-210℃由T型口模挤出流延得0.06-0.1mm厚EVA薄膜；(5)在掺杂二氧化硅薄膜上放置一层EVA薄膜，在EVA薄膜上放置一层基布层，然后升温烫平，再自然冷却至室温；该申请公开的恒温面料海岛纤维、竹纤维与复合纤维混合织布而成，具有透气好、防晒和防辐射性能好和抗菌的功效。
现有的面料中几乎不存在同时具有抗静电、防紫外线、抗静电和防紫外线性能等多种性能的面料，因此急需制备这种具有多种性能的面料。
因此，如何针对上述现有技术所存在的缺点进行研发改良，实为相关业界所需努力研发的目标，本申请设计人有鉴于此，乃思及创作的意念，遂以多年的经验加以设计，经多方探讨并试作样品试验，及多次修正改良，乃推出本申请。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术问题，本申请提供了一种工艺简单，方便操作，抗静电和防紫外线性能优异，而且抗静电和防紫外线性能良好的防辐射面料。
(二)技术方案
本申请提供了一种防辐射面料，包括石墨烯纯棉面料层和纳米氧化锌复合抗菌面料层，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层和所述石墨烯纯棉面料层的上下贴合设置，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层为内层面料。
在本申请的一些实施例中，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层为纳米氧化锌-石墨烯复合面料层。
在本申请的一些实施例中，所述纳米氧化锌复合面料中的纳米氧化锌颗粒为改性纳米氧化锌颗粒。
在本申请的一些实施例中，所述石墨烯纯棉面料层为石墨烯与棉纤维的有效结合织物。
在本申请的一些实施例中，所述纳米氧化锌复合抗菌面料为纳米氧化锌-蒙脱石复合面料层。
一种制作防辐射面料的方法，包括石墨烯纯棉面料层的制作方法和纳米氧化锌复合抗菌面料层的制作方法；
所述石墨烯纯棉面料层的制作方法包括以下步骤：
(1)制备氧化石墨烯：采用Hummers法制备氧化石墨烯；
(2)石墨烯纯棉织物的制备：先用氧化石墨烯上端羧基、羟基、羰基和环氧基与棉纤维稳固结合，再通过还原得到稳固结合石墨烯的纯棉织物；
所述纳米氧化锌复合抗菌面料层的制作方法包括以下步骤：
(1)制备纳米氧化锌颗粒：采用溶液沉淀法制备出氧化锌纳米颗粒；
(2)制备纳米氧化锌复合物；
(3)制备纳米氧化锌复合抗菌面料：将普通纺丝原液作为基体，添加纳米氧化锌复合物分散液，从而制备纳米氧化锌复合抗菌纤维面料。
在本申请的一些实施例中，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层的制备方法包括纳米氧化锌-石墨烯复合面料的制备方法，所述纳米氧化锌-石墨烯复合面料的制备方法包括以下步骤：
(1)制备纳米氧化锌颗粒：采用溶液沉淀法制备出氧化锌纳米颗粒；
(2)制备改性纳米氧化锌颗粒：将钛酸脂偶联剂HY-201溶于乙醇溶液中，然后加入纳米氧化锌颗粒，搅拌20min，再超声波分散30min，接着在85℃下回流2h，从溶液中分离出改性的氧化锌，用无水乙醇洗涤，并在烘箱中干燥得到改性氧化锌颗粒；
(3)制备纳米氧化锌-石墨烯复合物：将氧化石墨烯粉末在二甲基乙酰胺中分散均匀后添加改性氧化锌颗粒，使石墨烯质量分数占总质量的15％-50％,并超声处理4h,获得均匀分散体，再进行离心回收纳米氧化锌-石墨烯复合物，用乙醇洗涤三次后，60℃烘干；
(4)制备纳米氧化锌-石墨烯复合抗菌面料：将普通纺丝原液作为基体，添加纳米氧化锌-石墨烯复合物分散液，从而制备纳米氧化锌复合抗菌纤维面料。
在本申请的一些实施例中，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层的制备方法还包括纳米氧化锌-蒙脱石复合面料的制备方法，所述纳米氧化锌-蒙脱石复合面料的制备方法包括以下步骤：
(1)制备纳米氧化锌颗粒：采用溶液沉淀法制备出氧化锌纳米颗粒；
(2)制备纳米氧化锌-蒙脱石复合物：将纳米氧化锌颗粒与改性后的蒙脱石载体采用机械混合法制成纳米氧化锌-蒙脱石复合物；
(3)制备纳米氧化锌-蒙脱石复合抗菌面料：将普通纺丝原液作为基体，添加纳米氧化锌-蒙脱石复合物分散液，从而制备纳米氧化锌复合抗菌纤维面料。
在本申请的一些实施例中，所述采用溶液沉淀法制备出的氧化锌纳米颗粒直径为15nm。
在本申请的一些实施例中，所述石墨烯纯棉面料层和所述纳米氧化锌复合抗菌面料层缝合连接。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本申请提供的防辐射面料及制备该面料的方法至少具有以下有益效果其中之一：
(1)本申请提供的防辐射面料，采用石墨烯纯棉面料层和纳米氧化锌复合抗菌面料层组合形成的面料，抗辐射性能优异，不仅自身的抗菌性能良好，而且具有杀菌作用，有很好的保健作用；
(2)本申请提供的防辐射面料及制备该面料的方法，制得的石墨烯纯棉面料层，不仅结合稳固，而且抗菌、防辐射性能良好，还具有抗静电和防紫外线的功能；
(3)本申请提供的防辐射面料及制备该面料的方法，制得的纳米氧化锌-石墨烯复合物的抗菌性能，相对于单独的石墨烯和氧化锌的抗菌性能显著提高，同时制得的复合面料抗菌机理安全、抗菌性能长效。
(4)本申请提供的防辐射面料及制备该面料的方法，制得的纳米氧化锌-蒙脱石复合物的抗菌效果优于单独使用氧化锌和蒙脱石的抗菌效果，可以弥补单一抗菌剂的缺点，使抗菌效果更佳。
(5)本申请提供的防辐射面料及制备该面料的方法，工艺简单，防辐射和抗菌性能优异，而且具有抗静电和防紫外线等特性，适于大规模推广。
具体实施方式
本申请提供了一种工艺简单，防辐射和抗菌性能优异，而且具有抗静电和防紫外线等特性，适于大规模推广的防辐射面料及制备该面料的方法。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本申请进一步详细说明。
在本申请的一个示例性实施例中，提供了一种防辐射面料，包括石墨烯纯棉面料层和纳米氧化锌复合抗菌面料层，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层和所述石墨烯纯棉面料层的上下贴合设置，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层为内层面料。
以下分别对本实施例的各个组成部分进行详细描述：
具体的，在本申请的此实施例中，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层为纳米氧化锌-石墨烯复合面料层；所述纳米氧化锌复合面料中的纳米氧化锌颗粒为改性纳米氧化锌颗粒。
具体的，在本申请的此实施例中，所述纳米氧化锌复合抗菌面料为纳米氧化锌-蒙脱石复合面料层。
具体的，所述石墨烯纯棉面料层为石墨烯与棉纤维的有效结合织物；本申请制得的石墨烯纯棉面料层，不仅结合稳固，而且抗菌、防辐射性能良好，还具有抗静电和防紫外线的功能。
一种制作防辐射面料的方法，包括石墨烯纯棉面料层的制作方法和纳米氧化锌复合抗菌面料层的制作方法；
所述石墨烯纯棉面料层的制作方法包括以下步骤：
(1)制备氧化石墨烯：采用Hummers法制备氧化石墨烯；
(2)石墨烯纯棉织物的制备：先用氧化石墨烯上端羧基、羟基、羰基和环氧基与棉纤维稳固结合，再通过还原得到稳固结合石墨烯的纯棉织物；
所述纳米氧化锌复合抗菌面料层的制作方法包括以下步骤：
(1)制备纳米氧化锌颗粒：采用溶液沉淀法制备出氧化锌纳米颗粒；
(2)制备纳米氧化锌复合物；
(3)制备纳米氧化锌复合抗菌面料：将普通纺丝原液作为基体，添加纳米氧化锌复合物分散液，从而制备纳米氧化锌复合抗菌纤维面料。
具体的，在本申请的此实施例中，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层的制备方法包括纳米氧化锌-石墨烯复合面料的制备方法，所述纳米氧化锌-石墨烯复合面料的制备方法包括以下步骤：
(1)制备纳米氧化锌颗粒：采用溶液沉淀法制备出氧化锌纳米颗粒；
(2)制备改性纳米氧化锌颗粒：将钛酸脂偶联剂HY-201溶于乙醇溶液中，然后加入纳米氧化锌颗粒，搅拌20min，再超声波分散30min，接着在85℃下回流2h，从溶液中分离出改性的氧化锌，用无水乙醇洗涤，并在烘箱中干燥得到改性氧化锌颗粒；
(3)制备纳米氧化锌-石墨烯复合物：将氧化石墨烯粉末在二甲基乙酰胺中分散均匀后添加改性氧化锌颗粒，使石墨烯质量分数占总质量的15％-50％,并超声处理4h,获得均匀分散体，再进行离心回收纳米氧化锌-石墨烯复合物，用乙醇洗涤三次后，60℃烘干；
(4)制备纳米氧化锌-石墨烯复合抗菌面料：将普通纺丝原液作为基体，添加纳米氧化锌-石墨烯复合物分散液，从而制备纳米氧化锌复合抗菌纤维面料。
具体的，步骤(3)中的制备的纳米氧化锌-石墨烯复合物，石墨烯的质量分数占总质量的15％-50％，进一步的优选的，石墨烯的质量分数占占总质量的35％时，制备出的纳米氧化锌-石墨烯复合物的抗菌效果最佳。
具体的，在本申请的此实施例中，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层的制备方法还包括纳米氧化锌-蒙脱石复合面料的制备方法，所述纳米氧化锌-蒙脱石复合面料的制备方法包括以下步骤：
(1)制备纳米氧化锌颗粒：采用溶液沉淀法制备出氧化锌纳米颗粒；
(2)制备纳米氧化锌-蒙脱石复合物：将纳米氧化锌颗粒与改性后的蒙脱石载体采用机械混合法制成纳米氧化锌-蒙脱石复合物，使蒙脱石质量分数占总质量的5％-15％；
(3)制备纳米氧化锌-蒙脱石复合抗菌面料：将普通纺丝原液作为基体，添加纳米氧化锌-蒙脱石复合物分散液，从而制备纳米氧化锌复合抗菌纤维面料。
具体的，步骤(2)中制备的纳米氧化锌-蒙脱石复合物，蒙脱石的质量分数占总质量的5％-15％，进一步优选的，蒙脱石的质量分数占总质量的10％时，制备出的纳米氧化锌-蒙脱石复合物的抗菌效果最佳；本申请制得的纳米氧化锌-蒙脱石复合物为复合无机抗菌剂，其抗菌效果优于单独使用氧化锌和蒙脱石的抗菌效果，可以弥补单一抗菌剂的缺点，使抗菌效果更佳。
具体的，所述采用溶液沉淀法制备出的氧化锌纳米颗粒直径为15nm。
具体的，所述石墨烯纯棉面料层和所述纳米氧化锌复合抗菌面料层缝合连接。
至此，对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本申请有了清楚的认识。
需要说明的是，在说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式。
还需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，并非用来限制本申请的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防辐射面料，其特征在于：包括石墨烯纯棉面料层和纳米氧化锌复合抗菌面料层，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层和所述石墨烯纯棉面料层的上下贴合设置，所述纳米氧化锌复合抗菌面料层为内层面料。
2.根据权利要求1所述的防辐射面料，其特征在于：所述纳米氧化锌复合抗菌面料层为纳米氧化锌-石墨烯复合面料层。
3.根据权利要求2所述的防辐射面料，其特征在于：所述纳米氧化锌复合面料中的纳米氧化锌颗粒为改性纳米氧化锌颗粒。
4.根据权利要求1所述的防辐射面料，其特征在于：所述石墨烯纯棉面料层为石墨烯与棉纤维的有效结合织物。
5.根据权利要求1所述的防辐射面料，其特征在于：所述纳米氧化锌复合抗菌面料为纳米氧化锌-蒙脱石复合面料层。
6.一种制作权利要求1任意一项所述的防辐射面料的方法，其特征在于：包括石墨烯纯棉面料层的制作方法和纳米氧化锌复合抗菌面料层的制作方法；
所述石墨烯纯棉面料层的制作方法包括以下步骤：
(1)制备氧化石墨烯：采用Hummers法制备氧化石墨烯；
(2)石墨烯纯棉织物的制备：先用氧化石墨烯上端羧基、羟基、羰基和环氧基与棉纤维稳固结合，再通过还原得到稳固结合石墨烯的纯棉织物；
所述纳米氧化锌复合抗菌面料层的制作方法包括以下步骤：
(1)制备纳米氧化锌颗粒：采用溶液沉淀法制备出氧化锌纳米颗粒；
(2)制备纳米氧化锌复合物；
(3)制备纳米氧化锌复合抗菌面料：将普通纺丝原液作为基体，添加纳米氧化锌复合物分散液，从而制备纳米氧化锌复合抗菌纤维面料。
7.一种根据权利要求6所述的防辐射面料的制作方法，其特征在于：所述纳米氧化锌复合抗菌面料层的制备方法包括纳米氧化锌-石墨烯复合面料的制备方法，所述纳米氧化锌-石墨烯复合面料的制备方法包括以下步骤：
(1)制备纳米氧化锌颗粒：采用溶液沉淀法制备出氧化锌纳米颗粒；
(2)制备改性纳米氧化锌颗粒：将钛酸脂偶联剂HY-201溶于乙醇溶液中，然后加入纳米氧化锌颗粒，搅拌20min，再超声波分散30min，接着在85℃下回流2h，从溶液中分离出改性的氧化锌，用无水乙醇洗涤，并在烘箱中干燥得到改性氧化锌颗粒；
(3)制备纳米氧化锌-石墨烯复合物：将氧化石墨烯粉末在二甲基乙酰胺中分散均匀后添加改性氧化锌颗粒，使石墨烯质量分数占总质量的15％-50％,并超声处理4h,获得均匀分散体，再进行离心回收纳米氧化锌-石墨烯复合物，用乙醇洗涤三次后，60℃烘干；
(4)制备纳米氧化锌-石墨烯复合抗菌面料：将普通纺丝原液作为基体，添加纳米氧化锌-石墨烯复合物分散液，从而制备纳米氧化锌复合抗菌纤维面料。
8.根据权利要求6所述的防辐射面料的制作方法，其特征在于：所述纳米氧化锌复合抗菌面料层的制备方法还包括纳米氧化锌-蒙脱石复合面料的制备方法，所述纳米氧化锌-蒙脱石复合面料的制备方法包括以下步骤：
(1)制备纳米氧化锌颗粒：采用溶液沉淀法制备出氧化锌纳米颗粒；
(2)制备纳米氧化锌-蒙脱石复合物：将纳米氧化锌颗粒与改性后的蒙脱石载体采用机械混合法制成纳米氧化锌-蒙脱石复合物；
(3)制备纳米氧化锌-蒙脱石复合抗菌面料：将普通纺丝原液作为基体，添加纳米氧化锌-蒙脱石复合物分散液，从而制备纳米氧化锌复合抗菌纤维面料。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的防辐射面料的制作方法，其特征在于：所述采用溶液沉淀法制备出的氧化锌纳米颗粒直径为15nm。
10.根据权利要求6所述的防辐射面料的制作方法，其特征在于：所述石墨烯纯棉面料层和所述纳米氧化锌复合抗菌面料层缝合连接。
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