CN110103540B - 一种用于体育训练的防紫外线建筑材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于体育训练的防紫外线建筑材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1在透明钢化玻璃形成的底层上覆盖一层遮光板，所述的遮光板为2个相互铰接的防火PVC板构成；步骤2在所述防火PVC板远离所述的底层一侧端面上涂覆一层二氧化钛薄膜。本发明的建筑材料具有非常高的防紫外线效果，可以作为装修材料用于体育训练中，能够提高训练的安全性和降低运营成本，具有良好的推广价值。

Description

一种用于体育训练的防紫外线建筑材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于体育训练的防紫外线建筑材料的制备方法。
背景技术
太阳光和人工光源中含有不可见的紫外线,紫外线是一种位于X射线和可见光波之间的电磁波，其波长在200～400mn之间，又称为紫外辐射。紫外线是德国物理学家里特1801年发现的，按波长的长短还可再细分为短波UVC(200～280nm)、中波UVB(280～320nm)和长波UVA(320～400nm)。太阳是天然紫外线的主要来源。透过大气层射到地面的紫外线，其波长与强度受地区的海拔高度与平流层臭氧浓度的影响。在近赤道处于中午时测得的来自太阳辐射的紫外线其最短波长大约为290mn。任何物体在其温度超过2500K时均能释放出紫外线，在许多工业生产过程中。紫外线作为副产物而被释出。很长时间以来人们只知道紫外线是有益的。如:促进维生素D的合成，促进骨骼组织发育，防止佝偻病，有益于身体健康，紫外线能使底片感光，紫外线照相能辨认出细微差别，紫外线能使很多物质激发荧光；由于波长200mn～280nm的紫外线具有杀菌作用,因此人工紫外线发生器被广泛应用于医院！生物实验与学校中。但是,现代科学研究表明，紫外线对人体的有害影响远大于它的有利作用。
臭氧(O3)存在于离地面10km以上的大气平流层中，它能吸收掉太阳辐射中对人类和植物有害的大量紫外线，特别是UVC基本可全被紫外线吸收，从而为地球提供一个防止太阳辐射的屏障。所以紫外线的危害，一般是由UVA和UVB的综合作用引起。据研究，O3浓度每下降1％,地面的紫外辐射强度就提高2％。近年来由于人类过多的使用氟氯烃(如冰箱制冷剂氟里昂)及燃料燃烧产生N2O,致使臭氧层遭到破坏,在地球南北极上空都出现了臭氧空洞，大大减弱了对太阳辐射的屏蔽作用。因此除了禁止使用氟氯烃和减少NZO的排放外，紫外屏蔽剂的研究及应用日益受到重视。
然而，体育训练作为体育竞技训练场所，现有体育训练的遮光材料仍然很难满足高质量的防紫外线效果。
发明内容
本发明克服了现有技术中现有体育训练的遮光材料仍然很难满足高质量的防紫外线效果的技术问题。
本发明提供了如下技术方案：
一种用于体育训练的防紫外线建筑材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1在透明钢化玻璃形成的底层上覆盖一层遮光板，所述的遮光板为2个相互铰接的防火PVC板构成；
步骤2在所述防火PVC板远离所述的底层一侧端面上涂覆一层二氧化钛薄膜。
所述二氧化钛薄膜采用如下方法制备得到：
S1将纳米二氧化钛加入到异丙醇中，超声搅拌，用氨水调节体系至pH为10，加入正硅酸乙酯，超声搅拌，过滤、洗涤、烘干，得紫外屏蔽剂；所述纳米二氧化钛：正硅酸乙酯：异丙醇的用量为2g：6ml：200ml；
S2有机改性处理：将紫外屏蔽剂溶入环己酮中，然后同时添加改性剂1和改性剂2，超声搅拌，经过滤、烘干处理，即得有机改性处理的紫外屏蔽剂；所述改性剂1和改性剂2的用量分别为有机改性处理的紫外屏蔽剂的5wt％；
所述改性剂1的结构式如下：
Figure BDA0002079293500000021
所述改性剂2的结构式如下：
Figure BDA0002079293500000022
S3将干燥后的聚乳酸树脂、有机改性处理的紫外屏蔽剂、抗氧剂1010加入到高速混料机中混合均匀；所述聚乳酸树脂：有机改性处理的紫外屏蔽剂：抗氧剂1010的用量为98g：1g：2g；
S4将S3混合后的产物加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得母粒；
S5将S4制得的母粒置于两光滑铁板间，于平板硫化机上熔融，经压膜处理，得到二氧化钛薄膜。
所述S5中压膜压力为20MPa，压膜厚度为60μm。所述纳米二氧化钛的长度为30～80nm，直径为5～10nm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)在现有技术基础上，本发明利用复合有机改性纳米二氧化钛来提高体育训练建筑材料的抗紫外线效果，复合有机改性主要发挥如下两个作用：一是利用改性剂促使纳米二氧化钛以更为分散的状态分散，阻碍纳米二氧化钛发生团聚，充分发挥纳米级二氧化钛吸收紫外线的自身功能；二是利用改性剂自身的吸收紫外线的功能，将有机吸收和无机吸收相结合，实现有机材料和无机材料互为载体，协同提高材料的紫外效果。
(2)以纳米二氧化钛为核材料，以正硅酸酯作为纳米二氧化硅的原料，在纳米二氧化钛表面包覆纳米二氧化硅层，制得的紫外线屏蔽剂同时具有良好的紫外屏蔽作用和可见光透过作用。
具体实施方式
下面具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种用于体育训练的防紫外线建筑材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1在透明钢化玻璃形成的底层上覆盖一层遮光板，所述的遮光板为2个相互铰接的防火PVC板构成；
步骤2在所述防火PVC板远离所述的底层一侧端面上涂覆一层二氧化钛薄膜。
其中，所述二氧化钛薄膜采用如下方法制备得到：
S1将纳米二氧化钛加入到异丙醇中，超声搅拌，用氨水调节体系至pH为10，加入正硅酸乙酯，超声搅拌，过滤、洗涤、烘干，得紫外屏蔽剂；所述纳米二氧化钛：正硅酸乙酯：异丙醇的用量为2g：6ml：200ml；
S2有机改性处理：将紫外屏蔽剂溶入环己酮中，然后同时添加改性剂1和改性剂2，超声搅拌，经过滤、烘干处理，即得有机改性处理的紫外屏蔽剂；所述改性剂1和改性剂2的用量分别为有机改性处理的紫外屏蔽剂的5wt％；
所述改性剂1的结构式如下：
Figure BDA0002079293500000041
所述改性剂2的结构式如下：
Figure BDA0002079293500000042
S3将干燥后的聚乳酸树脂、有机改性处理的紫外屏蔽剂、抗氧剂1010加入到高速混料机中混合均匀；所述聚乳酸树脂：有机改性处理的紫外屏蔽剂：抗氧剂1010的用量为98g：1g：2g；
S4将S3混合后的产物加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得母粒；
S5将S4制得的母粒置于两光滑铁板间，于平板硫化机上熔融，经压膜处理，得到二氧化钛薄膜。
其中，所述S5中压膜压力为20MPa，压膜厚度为60μm。所述纳米二氧化钛的长度为30～80nm，直径为5～10nm。
对比例1
一种用于体育训练的防紫外线建筑材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1在透明钢化玻璃形成的底层上覆盖一层遮光板，所述的遮光板为2个相互铰接的防火PVC板构成；
步骤2在所述防火PVC板远离所述的底层一侧端面上涂覆一层二氧化钛薄膜。
其中，所述二氧化钛薄膜采用如下方法制备得到：
S1将纳米二氧化钛加入到异丙醇中，超声搅拌，用氨水调节体系至pH为10，加入正硅酸乙酯，超声搅拌，过滤、洗涤、烘干，得紫外屏蔽剂；所述纳米二氧化钛：正硅酸乙酯：异丙醇的用量为2g：6ml：200ml；
S2有机改性处理：将紫外屏蔽剂溶入环己酮中，然后添加改性剂1，超声搅拌，经过滤、烘干处理，即得有机改性处理的紫外屏蔽剂；所述改性剂1的用量为有机改性处理的紫外屏蔽剂的10wt％；
所述改性剂1的结构式如下：
Figure BDA0002079293500000051
S3将干燥后的聚乳酸树脂、有机改性处理的紫外屏蔽剂、抗氧剂1010加入到高速混料机中混合均匀；所述聚乳酸树脂：有机改性处理的紫外屏蔽剂：抗氧剂1010的用量为98g：1g：2g；
S4将S3混合后的产物加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得母粒；
S5将S4制得的母粒置于两光滑铁板间，于平板硫化机上熔融，经压膜处理，得到二氧化钛薄膜。
其中，所述S5中压膜压力为20MPa，压膜厚度为60μm。所述纳米二氧化钛的长度为30～80nm，直径为5～10nm。
对比例2
一种用于体育训练的防紫外线建筑材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1在透明钢化玻璃形成的底层上覆盖一层遮光板，所述的遮光板为2个相互铰接的防火PVC板构成；
步骤2在所述防火PVC板远离所述的底层一侧端面上涂覆一层二氧化钛薄膜。
其中，所述二氧化钛薄膜采用如下方法制备得到：
S1将纳米二氧化钛加入到异丙醇中，超声搅拌，用氨水调节体系至pH为10，加入正硅酸乙酯，超声搅拌，过滤、洗涤、烘干，得紫外屏蔽剂；所述纳米二氧化钛：正硅酸乙酯：异丙醇的用量为2g：6ml：200ml；
S2有机改性处理：将紫外屏蔽剂溶入环己酮中，然后添加改性剂2，超声搅拌，经过滤、烘干处理，即得有机改性处理的紫外屏蔽剂；所述改性剂2的用量为有机改性处理的紫外屏蔽剂的105wt％；
所述改性剂2的结构式如下：
Figure BDA0002079293500000061
S3将干燥后的聚乳酸树脂、有机改性处理的紫外屏蔽剂、抗氧剂1010加入到高速混料机中混合均匀；所述聚乳酸树脂：有机改性处理的紫外屏蔽剂：抗氧剂1010的用量为98g：1g：2g；
S4将S3混合后的产物加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得母粒；
S5将S4制得的母粒置于两光滑铁板间，于平板硫化机上熔融，经压膜处理，得到二氧化钛薄膜。
其中，所述S5中压膜压力为20MPa，压膜厚度为60μm。所述纳米二氧化钛的长度为30～80nm，直径为5～10nm。
对比例3
一种用于体育训练的防紫外线建筑材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1在透明钢化玻璃形成的底层上覆盖一层遮光板，所述的遮光板为2个相互铰接的防火PVC板构成；
步骤2在所述防火PVC板远离所述的底层一侧端面上涂覆一层二氧化钛薄膜。
其中，所述二氧化钛薄膜采用如下方法制备得到：
S1将纳米二氧化钛加入到异丙醇中，超声搅拌，用氨水调节体系至pH为10，加入6mL的正硅酸乙酯，超声搅拌，过滤、洗涤、烘干，得紫外屏蔽剂；所述纳米二氧化钛：正硅酸乙酯：异丙醇的用量为2g：6ml：200ml；
S2将干燥后的聚乳酸树脂、有机改性处理的紫外屏蔽剂、抗氧剂1010加入到高速混料机中混合均匀；所述聚乳酸树脂：有机改性处理的紫外屏蔽剂：抗氧剂1010的用量为98g：1g：2g；
S3将S2混合后的产物加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得母粒；
S4将S3制得的母粒置于两光滑铁板间，于平板硫化机上熔融，经压膜处理，得到二氧化钛薄膜。
其中，所述S4中压膜压力为20MPa，压膜厚度为60μm。所述纳米二氧化钛的长度为30～80nm，直径为5～10nm。
效果表征：实施例1及对比例1-3所制备得到的二氧化钛薄膜的防紫外线效果采用280～315nm(UV-B)波长光线的平均透过率表征，结果见下表。
编号 改性剂 280～315nm(UV-B)波长光线的平均透过率
实施例1 改性剂1+改性剂2 1％
对比例1 改性剂1 3％
对比例2 改性剂2 4％
对比例3 未改性 6％
上述结果表明，在现有技术基础上，本发明利用复合有机改性纳米二氧化钛来提高体育训练建筑材料的抗紫外线效果，复合有机改性主要发挥如下两个作用：一是利用改性剂促使纳米二氧化钛以更为分散的状态分散，阻碍纳米二氧化钛发生团聚，充分发挥纳米级二氧化钛吸收紫外线的自身功能；二是利用改性剂自身的吸收紫外线的功能，将有机吸收和无机吸收相结合，实现有机材料和无机材料互为载体，协同提高材料的紫外效果。
综上，本发明的建筑材料具有非常高的防紫外线效果，可以作为装修材料用于体育训练中，提高训练的安全性，降低运营成本。

Claims (3)

1.一种用于体育训练的防紫外线建筑材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1 在透明钢化玻璃形成的底层上覆盖一层遮光板，所述的遮光板为2个相互铰接的防火PVC板构成；
步骤2 在所述防火PVC板远离所述的底层一侧端面上涂覆一层二氧化钛薄膜；
所述二氧化钛薄膜采用如下方法制备得到：
S1 将纳米二氧化钛加入到异丙醇中，超声搅拌，用氨水调节体系至pH为10，加入正硅酸乙酯，超声搅拌，过滤、洗涤、烘干，得紫外屏蔽剂；所述纳米二氧化钛：正硅酸乙酯：异丙醇的用量为2g：6ml：200ml；
S2有机改性处理：将紫外屏蔽剂溶入环己酮中，然后同时添加改性剂1和改性剂2，超声搅拌，经过滤、烘干处理，即得有机改性处理的紫外屏蔽剂；所述改性剂1和改性剂2的用量分别为有机改性处理的紫外屏蔽剂的5wt%；
所述改性剂1的结构式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
所述改性剂2的结构式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
S3 将干燥后的聚乳酸树脂、有机改性处理的紫外屏蔽剂、抗氧剂1010加入到高速混料机中混合均匀；所述聚乳酸树脂：有机改性处理的紫外屏蔽剂：抗氧剂1010的用量为98g：1g：2g；
S4 将S3混合后的产物加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得母粒；
S5 将S4制得的母粒置于两光滑铁板间，于平板硫化机上熔融，经压膜处理，得到二氧化钛薄膜。
2.根据权利要求1所述的防紫外线建筑材料的制备方法，其特征在于，所述S5中压膜压力为20MPa，压膜厚度为60μm。
3.根据权利要求1所述的防紫外线建筑材料的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛的长度为30～80nm，直径为5～10nm。
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