CN108252101B - 一种复合纺织品整理剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种复合纺织品整理剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108252101B CN108252101B CN201810143614.3A CN201810143614A CN108252101B CN 108252101 B CN108252101 B CN 108252101B CN 201810143614 A CN201810143614 A CN 201810143614A CN 108252101 B CN108252101 B CN 108252101B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene oxide
- titanium dioxide
- composite material
- zirconium
- textile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000009988 textile finishing Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 124
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 118
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 13
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 112
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 54
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 11
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 claims description 10
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 10
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 9
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 claims description 4
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VZJJZMXEQNFTLL-UHFFFAOYSA-N chloro hypochlorite;zirconium;octahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.[Zr].ClOCl VZJJZMXEQNFTLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- PMTRSEDNJGMXLN-UHFFFAOYSA-N titanium zirconium Chemical compound [Ti].[Zr] PMTRSEDNJGMXLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 13
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 3
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- ZARVOZCHNMQIBL-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-) titanium(4+) zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4] ZARVOZCHNMQIBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012356 Product development Methods 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000004697 chelate complex Chemical class 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000675 fabric finishing Substances 0.000 description 1
- 238000009962 finishing (textile) Methods 0.000 description 1
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/564—Polyureas, polyurethanes or other polymers having ureide or urethane links; Precondensation products forming them
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/32—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/36—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/46—Oxides or hydroxides of elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table; Titanates; Zirconates; Stannates; Plumbates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/73—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with carbon or compounds thereof
- D06M11/74—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with carbon or compounds thereof with carbon or graphite; with carbides; with graphitic acids or their salts
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
- D06M2101/02—Natural fibres, other than mineral fibres
- D06M2101/04—Vegetal fibres
- D06M2101/06—Vegetal fibres cellulosic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
本申请涉及纺织品整理技术领域，具体涉及一种新型远红外复合纺织品整理其制备方法和应用。将氧化石墨烯和锆钛以氧化物形式与氧化石墨烯含氧官能团通过化学键进行结合，对氧化石墨烯进行纳米纳米复合改性，制备出GO‑TiO2‑ZrO2复合材料和基于GO‑TiO2‑ZrO2复合材料的远红外纺织品整理剂，并将其应用于棉纺织品的远红外整理，提高了织物的远红外发射率，且制作简单，成本低廉。
Description
技术领域
本申请涉及纺织品整理技术领域，具体涉及一种新型远红外复合纺织品整理其制备方法 和应用。
背景技术
随着科技的进步和生活水平的不断提高，人们对纺织品服装的要求不仅体现在外观的设 计要求，对于其内在的功能性要求也越来越高，功能纺织品已成为当今国际纺织产品开发的 潮流和热点，通常此类纺织品一般都是通过助剂对其进行后整理，而达到其特定的性能。在 天气较冷时，轻薄保暖舒适的衣服尤其受到消费者青睐，内暖纤维也一直是纤维面料研发者 研究的对象。对于此类面料的研发，传统的方法通常将陶瓷微粉掺入到纤维中，通过加入低 温(常温)型远红外陶瓷粉，在室温附近(20～50℃)能辐射出3～15μm波长的远红外线,此波 段与人体红外吸收谱匹配完美,而达到产热保暖的效果。
由于氧化石墨烯(GO)本身特殊的分子结构，赋予其优异的理化性能，如低温远红外， 抗菌，防紫外，导电等性能，因此可作为功能纺织品制备生产的优良材料(例如“纯棉织物 的氧化石墨烯防紫外线整理”，苗广远等，《印染》，第2期，第35-37页，2017；“石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染中的应用”，赵兵等，《印染》，第5期，第49-52，59页，2014)。二 氧化钛具有安全，稳定等特性，对于空气中有害气体如氮氧化物，甲醛，甲苯等具有很强的 降解作用，同时对于细菌有很强的杀菌作用；二氧化钛也是一种很强的紫外吸收剂，可大大 降低紫外线对于人体皮肤或者纺织材料的损害(例如“TiO2改性及其在纺织品中的应用”， 李小娟等，《产业用纺织品》，第11期，第1-5页，2016；Optimizing the photocatalyticproperties and the synergistic effectsof graphene and nano titanium dioxideimmobilized on cotton fabric，Loghman Karimi等，Applied Surface Science，332(2015)665–673)。二氧化锆 具有许多优良的物理化学及材料工艺特性。越来越多的研究发现其可被应用到纺织领域，如 作为远红外保温材料、光催化剂和抗紫外整理剂等(例如“高发射率远红外热感棉的开发及 其性能研究”，梁翠，《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》，第S1期，第 B024-10页，2013)。
相对于传统的方法一般都存在实际远红外发射率不高，影响纤维断裂强力和本身性能等 缺点,而很难达到消费者需求。近期研究的内暖纤维通过将新型材料石墨烯通过湿法纺丝与 纺织品结合，使其远红外发射率高达91％以上，并不影响纤维的本身性能(“基于石墨烯整 理的远红外发射棉织物”，胡希丽等，《成都纺织高等专科学校学报》，第33卷第2期，第11-14页，2016)。然而，该方法完全以石墨烯对棉织物进行后整理，且需要反复浸渍三次 才能取得较为优异的效果，而石墨烯价格昂贵，限制了其在纺织品领域的广泛应用。
此外，以现有技术CN105040426A为例的方法报道了一种抗菌保暖防电磁辐射纺织面料， 其中涉及一种通过物理方法混合而成的多功能浸渍液，包括了纳米二氧化钛、金属/石墨烯、 氧化锆等多达二十余种组分，并声称待浸染纺织布料在该浸渍液中浸渍后得到的纺织面料具 有抗菌保暖防电磁辐射等功能。现有技术CN105753426A则是公开了一种石墨烯氧化锆基远 红外发热涂层及其制备方法，并声称“氧化石墨烯和纳米氧化锆复合使用，二者协同增强远 红外发热功效”以及涂层的远红外发射率高达99.5％；但是该文献并未公开所述涂层可以用 于纺织品的整理，特别是天然纤维的整理，而根据其公开的复合材料的组成，显然也不符合 纺织品整理剂的要求。而与CN105753426A同时提出的专利申请CN105753425A则是公开了 一种氧化石墨烯和氧化铝的复合材料，同样地声称该复合材料中十余种组分的协同增效而导 致远红外发射率超过了99.3％。尽管这两篇专利文献中所述组合物的某些成份也常见于远红 外复合材料中，但是能取得近乎百分之百的远红外发射率这一结论仍然令本领域技术人员十 分疑惑不解，或者说基于目前的技术手段来看这也是不可能实现的。
现有技术CN106752834A公开了一种氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化硅复合涂料的制备方 法，该方法包括石墨烯氧化、水洗、烘干、与二氧化钛/二氧化硅超声分散并使之负载于氧 化石墨烯上，水合肼/氨水还原等步骤，同时也声称该复合涂料低温远红外功能，以及该材 料可以吸附甲醛、抗菌抑菌、光催化自清洁、负离子清新等多种功能，但是该文献中仅对这 些用途作出了断言性的宣称，而并未就所述方法获得的产品的理化性质和应用效果进行探讨， 特别是能否应用于织物的后整理，以及织物后整理时的远红外发射率以及其它性能进行测试 和评价等等。
就目前现有技术发展来看，所报道的用于织物加工领域的远红外复合材料均单一组分， 或多种组分以物理方式混合而成，通过熔融纺丝、共混纺丝或后整理的方法赋予织物的远红 外性能。而目前对于内暖纤维的工业化生产则主要集中在于将具有远红外发射率的材料进行 混溶，通过纺丝法制备，此方法限制了内暖纤维的种类，对于天然纤维并不适用，且不同材 料混溶，不能保证材料的均匀度，且造价成本高，影响纤维本身强力性能。
本发明的目的在于通过将锆/钛氧化物对新型材料氧化石墨烯进行纳米复合改性，调整 氧化石墨烯-锆钛氧化物复合材料的纳米构筑方式以及织物的整理技术，提高了处理后的棉 纺织品的远红外发射性能。由于石墨烯材料价格昂贵，本发明的方法将传统具有高远红外发 射率、且廉价的锆钛氧化物与新型具有与人体远红外发射波段相近的氧化石墨烯材料复合， 通过特殊的纳米构筑方式，研发出新型远红外复合材料，提高织物的远红外发射率，降低材 料的成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高远红外发射性能的基于氧化石墨烯 /二氧化钛/二氧化锆的复合材料纺织品整理剂，其制备方法和在纺织品后整理工艺中的应用。
为实现上述发明的目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明采用水热法对氧化石墨烯进行纳米复合改性，将制备好的氧化石墨烯通过超声制 备成悬浮溶液，再将ZrOCl2·8H2O和TiO2分别加入制备好的氧化石墨烯悬浮液中，经过超声 及搅拌将锆/钛均匀的附着在氧化石墨烯片层表面上。通过高温水热反应，将氧化石墨烯和 锆钛以氧化物形式与氧化石墨烯含氧官能团通过化学键进行结合，对氧化石墨烯进行纳米纳 米复合改性，制备出GO-TiO2-ZrO2复合材料。制备方法具体包括如下步骤：
(1)以天然石墨粉为原料，与浓硫酸，高锰酸钾等强氧化剂为原料，采用Hummers氧化法，经过滤，离心洗涤和真空干燥处理后，制得厚度为15nm左右的氧化石墨烯纳米片。
(2)取步骤(1)所制得的氧化石墨烯纳米片，加入到20-80mL水中，超声，超声时间为1h，功率为180-450W，制备成氧化石墨烯悬浮液。
(3)将氧氯化锆加入步骤(2)制得的氧化石墨烯悬浮液中，通过超声波处理,超声时 间为0.5h，功率为180-450W，随后加入二氧化钛纳米粉，搅拌1h，将所得混合液进行高温水热反应，制得氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料。
步骤(2)中的氧化石墨烯纳米片与步骤(3)中二氧化钛粉体、氧氯化锆三者的投料重 量之比为(1～8)：(1～5)：(1～5)，优选的重量比为2：4:4,4:3:3,6:2:2和8:1:1。
步骤(3)中，所述高温水热反应的温度为120℃，时间为8h。
本发明的另一目的在于提供一种高远红外发射性能的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆 复合材料，其通过上述(1)-(3)的方法制备获得。
本发明的另一目的在于提供一种氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料纺织品整理 剂及其用途，通过水性聚氨酯的交联作用，将氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料通过 后整理的方式与棉纺织品进行结合，其应用的具体方法如下：
(4)将上述步骤(3)制得的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料加入20-100mL 水中,进行超声分散处理,超声时间为2h，功率为180-450W，配置成均匀的氧化石墨烯/二氧 化钛/二氧化锆复合材料分散液。
(5)将步骤(4)制得的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料分散液与水性聚氨 酯混合并剧烈搅拌，制备成混合液。
(6)将做完前处理的纺织品材料加入到步骤(5)所制备的混合液中，浸泡2h，浴比为1：30。
(7)将步骤(6)所处理的布样进行两浸两轧处理，得到的布样进行120℃烘干和150℃ 焙烘。
步骤(5)中所述搅拌的时间为2h，水性聚氨酯的加入量为步骤(1)中氧化石墨烯质量比值为1：100。
步骤(6)中，所述混合液中氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料浓度为10g/L
步骤(7)中，焙烘的时间为10min。
本发明的另一目的在于，提供一种高远红外发射性能的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆 复合材料纺织品整理剂，其通过前述(1)-(5)的方法制备获得。
本发明的有益效果在于：
(1)通过化学的方法，将三种材料以化学键进行连接，将传统具有远红外发射的纺织 材料和新型远红外发射材料氧化石墨烯进行复合，并不是单纯的混溶。
(2)通过水性聚氨酯的交联作用，将氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料通过后 整理的方式与棉纺织品进行结合，操作简单，也可对其他纺织品进行同样处理。
(3)本发明在现有技术的基础上，提高了织物的远红外发射率，且制作简单，成本低 廉。
附图说明
图1为锆钛以氧化物形式对氧化石墨烯进行纳米改性原理图。
图2a为氧化石墨烯紫外表征图，b为实施例1获得的GO-TiO2-ZrO2紫外表征图。
图3a为氧化石墨烯红外表征图，b为实施例1获得的GO-TiO2-ZrO2红外表征图。
图4为实施例1-5复合材料不同组分比例远红外发射率十次测试平均值。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细的描述。
实施例1
(1)以天然石墨粉为原料，与浓硫酸，高锰酸钾反应，采用Hummers氧化法，经过滤，离心洗涤和真空干燥后处理后，制得厚度为15nm左右的氧化石墨烯纳米片。
(2)取步骤(1)所制得的氧化石墨烯纳米片0.2g，加入到水中，超声，超声时间为1h，功率为180W，制备成氧化石墨烯悬浮液。
(3)将氧氯化锆0.4g加入步骤(2)制得的氧化石墨烯悬浮液中，通过超声波处理,超声时间为0.5h，功率为450W，随后加入二氧化钛纳米粉0.4g，搅拌1h，将所得混合液进 行高温水热反应，反应时间为8h，反应温度为120℃，离心、烘干制得氧化石墨烯/二氧化 钛/二氧化锆复合材料。
(4)将步骤(3)制得的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料加入20mL水中，进行超声分散处理1h，功率为450W，配置成均匀的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料分散液。
(5)将步骤(4)制得的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料分散液与水性聚氨酯 进行剧烈搅拌，制备成混合液，搅拌时间为2h，水性聚氨酯的加入量为步骤(1)中氧化石 墨烯质量比值为1：100。
(6)将做完前处理的纯棉双面针织布加入到步骤(5)所制备的混合液中，浸泡2h，浴比为1：30，混合液氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料浓度为10g/L。
(7)将步骤(6)所处理的布样进行两浸两轧处理，得到的布样进行120℃烘干和150℃ 焙烘，时间为10min。
该实施例方法步骤(1)-(3)采用水热法对氧化石墨烯进行纳米复合改性，将制备好 的氧化石墨烯通过超声制备成悬浮溶液，再将ZrOCl2·8H2O和TiO2分别加入制备好的氧化 石墨烯悬浮液中，经过超声及搅拌将锆钛均匀的附着在氧化石墨烯片层表面上，通过高温水 热反应，将氧化石墨烯和锆钛以氧化物形式与氧化石墨烯含氧官能团通过化学键进行结合， 对氧化石墨烯进行纳米复合改性，制备出GO-TiO2-ZrO2复合材料。图1为步骤(1)-(3) 的方法获得的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料为化学改性示意图；图2中，图2a 为氧化石墨烯紫外表征图，图2b为GO-TiO2-ZrO2紫外表征图，锆钛氧化物的加入使氧化石 墨烯部分含氧官能团被锆钛氧化物所取代，使氧化石墨烯含氧官能团减少，紫外特征峰出现 了红移。图3a为氧化石墨烯红外表征图，图3b为GO-TiO2-ZrO2红外表征图，图3a中3100-3400cm-1为水中OH特征吸收峰，3700～3200cm-1为醇类/酚类伸缩振动峰1740～1650cm-1为-COOH的振动峰，C＝C芳环的骨架伸缩振动正常情况下有四条谱带，约为1600cm-1，1585cm-1，1500cm-1，1450cm-1，这是鉴定有无苯环的重要标志，图3b中1566.3cm-1为 C＝C的伸缩振动峰，证明C＝C芳环骨架的存在。图3b中除了保留有氧化石墨烯部分特征峰 外，其中在图3a 1420cm-1处宽的衍射峰分裂为两个小峰，分别在图3b 1460cm-1和1396.73cm -1处，这是由于含氧官能团与Zr(IV)间形成了单齿或双齿螯合配位化合物。图3b中1460cm -1和1398cm-1处为锆与石墨烯含氧官能团形成了复合物1260～1000cm-1为C-O伸缩振动吸 收峰。而在宽带中位于807cm-1处是由于形成Ti-O-C键，这表明在反应过程中，无机钛分 子同GO表面的含氧官能团间通过Ti-O-C键发生化学吸附。
实施例2
(1)以天然石墨粉为原料，与浓硫酸，高锰酸钾反应，采用Hummers氧化法，经过滤，离心洗涤和真空干燥后处理后，制得厚度为15nm左右的氧化石墨烯纳米片。
(2)取步骤(1)所制得的氧化石墨烯纳米片0.4g，加入到水中，超声，超声时间为1h，功率为180W，制备成氧化石墨烯悬浮液。
(3)将氧氯化锆0.3g加入步骤(2)制得的氧化石墨烯悬浮液中，通过超声波处理,超声时间为0.5h，功率为450W，随后加入二氧化钛纳米粉0.3g，搅拌1h，将所得混合液进 行高温水热反应，反应时间为8h，反应温度为120℃，离心、烘干制得氧化石墨烯/二氧化 钛/二氧化锆复合材料。
(4)将步骤(3)制得的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料加入20mL水中，进行超声分散处理1h，功率为450W，配置成均匀的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料分散液。
(5)将步骤(4)制得的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料分散液与水性聚氨酯 进行剧烈搅拌，制备成混合液，搅拌时间为2h，水性聚氨酯的加入量为步骤(1)中氧化石 墨烯质量比值为1：100。
(6)将做完前处理的纯棉双面针织布加入到步骤(5)所制备的混合液中，浸泡2h，浴比为1：30，混合液氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料浓度为10g/L。
(7)将步骤(6)所处理的布样进行两浸两轧处理，得到的布样进行120℃烘干和150℃ 焙烘，时间为10min。
实施例3-5组分含量对材料的远红外发射率的影响试验
为了确认材料中各组分所含比例对棉织物远红外发射率的影响，并以此寻求最优比例， 我们做了氧化石墨烯含量不同比例的复合材料，重量比例为氧化石墨烯/二氧化钛/氧氯化锆 6:2:2(实施例3)，8:1:1(实施例4)，10:0:0(实施例5)，分别替换三种物料投料的重量 比例并按前述实施例1或2的方法实施，由此获得实施例3-5。结果如图4所示。其中对于 空白组，则是未经处理的纯棉双面针织布空白对照试验，其远红外发射率86.7％，与文献报 道的基本一致。氧化石墨烯/二氧化钛/氧氯化锆组分重量比例为2:4:4整理棉织物时，其远 红外发射率约为88.6％(实施例1)；氧化石墨烯/二氧化钛/氧氯化锆组分重量比例为4:3:3 整理棉织物时，其远红外发射率约为90.6％(实施例2)；氧化石墨烯/二氧化钛/氧氯化锆组 分重量比例为6:2:2时，远红外发射率约为90.1(实施例3)；氧化石墨烯/二氧化钛/氧氯 化锆组分重量比例为8：1:1时，远红外发射率约为89％(实施例4)；氧化石墨烯/二氧化钛 /氧氯化锆组分重量比例为10：0：0时，远红外发射率约为88.2％(实施例5)。由图4可以 看出，相对于单纯使用氧化石墨烯的整理剂(实施例5)而言，本发明提供的氧化石墨烯/ 二氧化钛/二氧化锆复合材料纺织品整理剂处理棉织物时可以获得更高的远红外发射率，这 体现出了本发明选择的石墨烯/二氧化钛/二氧化锆三种组分的协同增效作用。氧化石墨烯/ 二氧化钛/氧氯化锆组分重量比例为4/3/3整理棉织物时，其远红外发射率增加量约为3.9％， 为所有组分中远红外发射率最高的组分，且有效的降低的石墨烯的用量，降低了材料成本。
实施例6水洗次数对于远红外发射保持率
水洗标准采用GB8629-887B洗涤程序，对实施例2的组分比例为4/3/3的复合材料整理 后的织物进行五次洗涤，经洗涤后织物远红外发射率仅略有降低，表明本发明的纺织品整理 剂具有耐水洗的优点。
实施例7与CN106752834A中氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化硅远红外发射结果比较
本发明与专利CN106752834A中氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化硅远红外发射结果进行了 比较，将本发明氧化石墨烯/二氧化钛/氧氯化锆组分重量比例为4/3/3的整理剂(实施例2) 与CN106752834A中实施例2所得氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化硅复合涂料分别作用于纯棉 织物上，经十次测试后所得平均值，可得本研究成果远红外发射率为90.6％，比专利 CN106752834A实施例88.1％高约2.5％。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的原理，但本发明并不局限于上述 实施例，所属领域的技术人员应该明了，对本发明的产品、制备方法及操作进行的各种常规 替换、选择和/或调整，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (5)
1.一种氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以天然石墨粉为原料，在浓硫酸，高锰酸钾存在下，经Hummers氧化法氧化，再经过滤，离心洗涤和真空干燥处理后，制得厚度为15nm左右的氧化石墨烯纳米片；
(2)取步骤(1)所制得的氧化石墨烯纳米片，加入到20-80mL水中超声，超声时间为1h，功率为180-450W，制备成氧化石墨烯悬浮液；
(3)将八水合氧氯化锆加入步骤(2)制得的氧化石墨烯悬浮液中，通过超声波处理,超声时间为0.5h，功率为180-450W，随后加入二氧化钛纳米粉，搅拌1h，将所得混合液进行高温水热反应，制得氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料；
其中，步骤(2)中的氧化石墨烯纳米片与步骤(3)中二氧化钛纳米粉、八水合氧氯化锆三者的投料重量之比为4:3:3；
步骤(3)中所述的高温水热反应的温度为120℃，时间为8h。
2.如权利要求1的方法制备获得的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料。
3.一种基于氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料的纺织品整理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将权利要求1所述的方法制备获得的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料，或权利要求2所述的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料，加入至20-100mL水中,进行超声分散处理,超声时间为2h，功率为180-450W，配置成均匀的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料分散液；
(2)将步骤(1)制得的氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料分散液与水性聚氨酯混合并剧烈搅拌，制备成混合液，即为所述基于氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料的纺织品整理剂；
其中，步骤(2)中所述搅拌的时间为2h，水性聚氨酯的加入量与氧化石墨烯质量比值为1：100 。
4.一种基于氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料的纺织品整理剂，其通过权利要求3的方法制备获得。
5.根据权利要求4所述的基于氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化锆复合材料的纺织品整理剂的用途，其特征在于，应用于纺织品的远红外整理；其中，所述的纺织品为棉纺织品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810143614.3A CN108252101B (zh) | 2018-02-11 | 2018-02-11 | 一种复合纺织品整理剂及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810143614.3A CN108252101B (zh) | 2018-02-11 | 2018-02-11 | 一种复合纺织品整理剂及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108252101A CN108252101A (zh) | 2018-07-06 |
| CN108252101B true CN108252101B (zh) | 2020-12-08 |
Family
ID=62744805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810143614.3A Active CN108252101B (zh) | 2018-02-11 | 2018-02-11 | 一种复合纺织品整理剂及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108252101B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111074637B (zh) * | 2019-12-18 | 2022-08-05 | 卡尔美体育用品有限公司 | 一种吸光发热运动面料及其制备方法和制品 |
| CN114108313B (zh) * | 2021-12-30 | 2024-03-22 | 宁波广源纺织品有限公司 | 一种抗紫外线整理剂及其制得的抗紫外线功能织物 |
| CN115976829A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-04-18 | 浙江烯纺新材料科技有限公司 | 一种偶氮改性石墨烯、抗菌消臭纺织品及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4186743A (en) * | 1978-02-28 | 1980-02-05 | Personal Products Company | Perfuming self-adhering napkins |
| CN105219478A (zh) * | 2015-09-06 | 2016-01-06 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种石墨烯/氧化锆纳米复合润滑材料的制备方法 |
| CN106752834A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 青岛大学 | 一种氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化硅复合涂料的制备方法 |
-
2018
- 2018-02-11 CN CN201810143614.3A patent/CN108252101B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4186743A (en) * | 1978-02-28 | 1980-02-05 | Personal Products Company | Perfuming self-adhering napkins |
| CN105219478A (zh) * | 2015-09-06 | 2016-01-06 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种石墨烯/氧化锆纳米复合润滑材料的制备方法 |
| CN106752834A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 青岛大学 | 一种氧化石墨烯/二氧化钛/二氧化硅复合涂料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108252101A (zh) | 2018-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108221363B (zh) | 一种远红外纺织面料的制备方法 | |
| CN108252101B (zh) | 一种复合纺织品整理剂及其制备方法与应用 | |
| CN101363190B (zh) | 一种Gemini型复合溶胶的制备及在防紫外/抗菌整理上的应用 | |
| Tang et al. | Multifunctionalization of cotton through in situ green synthesis of silver nanoparticles | |
| CN105420835A (zh) | 一种抗菌远红外保健聚酯纤维的制造方法 | |
| Tang et al. | In situ synthesis of gold nanoparticles on cotton fabric for multifunctional applications | |
| Liang et al. | Post-treatment of reactive dyed cotton fabrics by caustic mercerization and liquid ammonia treatment | |
| CN104264321A (zh) | 一种仿桃皮绒面料的加工方法 | |
| CN114775095B (zh) | 一种抗菌防霉除醛消臭多功能软体芯片及其制备方法 | |
| CN108018613B (zh) | 光杀菌、自清洁、远红外复合纳米粒子及其多功能纤维的制备方法 | |
| Deng et al. | In situ synthesis and hydrothermal crystallization of nanoanatase TiO2–SiO2 coating on aramid fabric (HTiSiAF) for UV protection | |
| CN110172751A (zh) | 一种碳化纤维及其碳化方法 | |
| CN106637486A (zh) | 一种具有抗疲劳功能的胶原蛋白羊绒复合面料及其制作方法 | |
| CN104264446A (zh) | 一种防电磁辐射和净化空气的多功能面料及制备方法 | |
| CN102199369A (zh) | 一种电气石/纳米TiO2复合功能材料的制备方法 | |
| CN111850734A (zh) | 一种可见光驱动净化室内空气的拉舍尔挂毯 | |
| CN108755103B (zh) | 一种光催化自清洁防紫外织物的制备方法 | |
| CN111778577A (zh) | 一种纳米铂金粘胶纤维的制备方法 | |
| CN101805987B (zh) | 渗透浸泡法制备银纤维的方法 | |
| CN108049191A (zh) | 一种汽车坐垫用微胶囊芳香型椰壳复合材料的制备方法 | |
| CN107956132A (zh) | 一种微胶囊芳香型汽车内饰用椰壳纤维材料的制备方法 | |
| CN113882169A (zh) | 海岛型纳米复合纤维面料及其染整工艺 | |
| CN106637909A (zh) | 一种热稳定性保暖胶原蛋白羊绒复合面料及其制作方法 | |
| Yazhini et al. | Synthesis of ppy–MgO–CNT nanocomposites for multifunctional applications | |
| CN114438778A (zh) | 一种抗静电抗菌防臭面料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |