CN111893774A - 抗菌防紫外线面料喷涂剂及制备方法、面料及制备方法 - Google Patents

抗菌防紫外线面料喷涂剂及制备方法、面料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗菌防紫外线面料喷涂剂及其制备方法、面料及面料制备方法。本发明的目的在于提供一种抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法、面料喷涂剂、面料及面料制备方法，以解决现有技术存在的化纤的熔融状态下加入纳米二氧化钛颗粒混合，拉伸冷却后制成负载纳米二氧化钛颗粒的纺织纤维，只有在表面上的纳米二氧化钛参与光催化作用，被包覆在纤维内部的二氧化钛颗粒与氧气和水分子隔绝，功能丧失，通过抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法制备得到的面料喷涂剂，可以将混入的纳米二氧化钛全部附着于面料的表面，具有抗菌、杀菌和净化作用。

Description

抗菌防紫外线面料喷涂剂及制备方法、面料及制备方法
技术领域
本发明涉及布料喷涂剂技术领域，尤其是涉及一种抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法、面料喷涂剂、面料及面料制备方法。
背景技术
纳米二氧化钛是一种新型无机功能材料，广泛应用于屏蔽紫外线、随角异色涂料、光电转换、光催化等领域。二氧化钛是一种N 型半导体，当波长小于400nm 的紫外线照射二氧化钛时，价带上的电子可吸收紫外线而被激发到导带上，同时产生电子-空穴对，部分电子-空穴对会迁移到表面，导致二氧化钛表面的羟基和吸附水产生氢氧自由基，氢氧自由基具有很强的氧化能力，会使其周围的有机物氧化分解。由于纳米二氧化钛的粒径小，空穴和电子从晶体内部到达晶体表面的时间缩短，降低了空穴和电子重新结合的几率，因而纳米二氧化钛具有更高的光催化活性。
现有技术中，通过纺织短纤维或者长丝进行定向或随机排列形成交错的网状结构后，通过热黏、机械或化学的方法加固形成纺织品。光触媒颗粒对化纤类纺织品的负载方法一般为：在化纤的熔融状态下加入纳米二氧化钛颗粒混合，拉伸冷却后制成负载纳米二氧化钛颗粒的纺织纤维。上述方法的问题在于，只有在表面上的纳米二氧化钛参与光催化作用，被包覆在纤维内部的二氧化钛颗粒与氧气和水分子隔绝，功能丧失。
因此，针对上述问题本发明急需提供一种抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法、面料喷涂剂、面料及面料制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法、面料喷涂剂、面料及面料制备方法，以解决现有技术存在的化纤的熔融状态下加入纳米二氧化钛颗粒混合，拉伸冷却后制成负载纳米二氧化钛颗粒的纺织纤维。上述方法的问题在于，只有在表面上的纳米二氧化钛参与光催化作用，被包覆在纤维内部的二氧化钛颗粒与氧气和水分子隔绝，功能丧失。
本发明的目的在于提供一种抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法及面料制备方法，包括如下制备步骤：
将纳米二氧化钛浸泡于碱溶液中，搅拌，24-48h后，过滤，清洗，干燥后获得预处理的纳米二氧化钛；
将叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛加入水中，在50-60℃下搅拌24-48h后，过滤、干燥，获得负载有叶绿素的纳米二氧化钛；
将负载有叶绿素的纳米二氧化钛加入到硅烷偶联剂溶液中，获得硅烷改性的纳米二氧化钛；
将硅烷改性的纳米二氧化钛、水杨酸苯酯、氯化钠、聚丙烯酸钠、成膜助剂、分散剂、硬质酸钠、水基聚氨酯混合，制得面料喷涂剂。
优选地，还包括将叶绿素铜钠盐和分子筛加入水中，在50-60℃下搅拌24-48h后，过滤、干燥，获得负载有叶绿素的分子筛；将获得的负载有叶绿素的分子筛、硅烷改性的纳米二氧化钛、水杨酸苯酯、氯化钠、聚丙烯酸钠、成膜助剂、分散剂、硬质酸钠、水基聚氨酯混合，制得面料喷涂剂。
优选地，按照重量份数计包括：10-15份硅烷改性的纳米二氧化钛、10—15份水杨酸苯酯、5-10份氯化钠、5-10份聚丙烯酸钠、5-10份成膜助剂、20-25份分散剂，3-5份硬质酸钠、3-5份水基聚氨酯混合。
优选地，成膜助剂为二乙二醇单甲醚或乙二醇单甲醚。
优选地，分散剂为乙醇。
优选地，纳米二氧化钛粒径为8-10nm；碱溶液为氢氧化钠，氢氧化钠溶液的浓度为0.1～0.4mol/L的。
优选地，叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛的质量比为0.1-1:5。
本发明还提供了一种基于如上述中任一项所述的抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法制得的面料喷涂剂。
本发明还包括一种基于如上述所述的抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法制得的面料喷涂剂。
本发明还提供了一种面料，包括面料，面料上喷涂有如上述所述的具有抗菌防紫外线面料喷涂剂。
优选地，面料为棉布、麻布或混纺中的至少一种。
本发明还提供了一种基于如上述所述的面料的制备方法，包括如下步骤：
通过喷涂机将具有抗菌防紫外线面料喷涂剂喷涂于布料上，喷涂厚度为0.1mm-0.2mm。
将喷涂好的面料放入烘箱中烘干，烘干温度为80-120℃，烘干时间为20-30min；
将烘干后的面料放入到定型机中定型，定型温度为145-155℃，定型时间为35-65s，得到具有抗菌防紫外线的面料。
本发明提供的一种抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法及面料制备方法与现有技术相比具有以下进步：
1、本发明通过抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法制得的面料喷涂剂，由于纳米二氧化钛的添加，使得喷涂剂具有抗菌，防污、除臭、自洁功能，同时具有抗紫外线功能，防止紫外线侵害，同时，在日光或灯光紫外线作用下，产生很强的光氧化能力，可催化、光解附着于物体表面的各种甲醛等有机物或者无机物，通过对纳米二氧化钛的预处理，和与叶绿素铜钠盐的混合，使得叶绿素附着于纳米二氧化钛的刻蚀孔内，提高纳米二氧化钛的吸光能力，使得制备得到的涂料更易光分解，去除各种甲醛等有机物或者无机物。
2、本发明通过抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法制得的面料喷涂剂，在抗菌防紫外线面料喷涂剂中混入分子筛，分子筛吸附了大量的叶绿素，也可以提高对光的吸收率，同时，还可以吸附各种甲醛等有机物或者无机物，达到去除甲醛等有机物或者无机物的目的，还可以净化空气，可以用于布料面的喷涂，也可以用于布艺沙发表面等的喷涂。
3、本发明通过抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法制得的面料喷涂剂，直接喷涂于布料上，相比在化纤的熔融状态下加入纳米二氧化钛颗粒混合，可以使得加入的纳米二氧化钛全部参与光催化作用，起到杀菌，抗紫外线和催化负载的物体表面的各种甲醛等有机物或者无机物。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中所述抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法步骤框图；
图2为本发明中所述面料制备方法的步骤框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例中的一种抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法，包括如下制备步骤：
S101)将纳米二氧化钛浸泡于碱溶液中，搅拌，24-48h后，过滤，清洗，干燥后获得预处理的纳米二氧化钛；
S102)将叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛加入水中，在50-60℃下搅拌24-48h后，过滤、干燥，获得负载有叶绿素的纳米二氧化钛；
S103)将负载有叶绿素的纳米二氧化钛加入到硅烷偶联剂溶液中，获得硅烷改性的纳米二氧化钛；
S104)将硅烷改性的纳米二氧化钛、水杨酸苯酯、氯化钠、聚丙烯酸钠、成膜助剂、分散剂、硬质酸钠、水基聚氨酯混合，制得面料喷涂剂。
在一些实施例中，还包括将叶绿素铜钠盐和分子筛加入水中，在50-60℃下搅拌24-48h后，过滤、干燥，获得负载有叶绿素的分子筛；将获得的负载有叶绿素的分子筛、硅烷改性的纳米二氧化钛、水杨酸苯酯、氯化钠、聚丙烯酸钠、成膜助剂、分散剂、硬质酸钠、水基聚氨酯混合，制得面料喷涂剂。
具体地，按照重量份数计包括：10-15份硅烷改性的纳米二氧化钛、10—15份水杨酸苯酯、5-10份氯化钠、5-10份聚丙烯酸钠、5-10份成膜助剂、20-25份分散剂，3-5份硬质酸钠、3-5份水基聚氨酯混合。
具体地，成膜助剂为二乙二醇单甲醚或乙二醇单甲醚。
具体地，分散剂为乙醇。
具体地，纳米二氧化钛粒径为8-10nm；碱溶液为氢氧化钠，氢氧化钠溶液的浓度为0.1～0.4mol/L的。
具体地，叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛的质量比为0.1-1:5。
本发明还提供了一种面料，包括面料，面料上喷涂有如上述中任一项所述的具有抗菌防紫外线面料喷涂剂。
具体地，面料为棉布、麻布或混纺中的至少一种。
本发明还提供了一种基于所述的面料的制备方法，包括如下步骤：
S201)喷涂机将具有抗菌防紫外线面料喷涂剂喷涂于布料上，喷涂厚度为0.1mm-0.2mm。
S202)将喷涂好的面料放入烘箱中烘干，烘干温度为80-120℃，烘干时间为20-30min；
S203)将烘干后的面料放入到定型机中定型，定型温度为145-155℃，定型时间为35-65s，得到具有抗菌防紫外线的面料。
本发明提供了制备得到的抗菌防紫外线面料喷涂剂，由于纳米二氧化钛的添加，使得喷涂剂具有抗菌，防污、除臭、自洁功能，同时具有抗紫外线功能，防止紫外线侵害，同时，在日光或灯光紫外线作用下，产生很强的光氧化能力，可催化、光解附着于物体表面的各种甲醛等有机物或者无机物，通过对纳米二氧化钛的预处理，和与叶绿素铜钠盐的混合，使得叶绿素附着于纳米二氧化钛的刻蚀孔内，提高纳米二氧化钛的吸光能力，使得制备得到的涂料更易光分解，去除各种甲醛等有机物或者无机物。
在抗菌防紫外线面料喷涂剂中混入分子筛，分子筛吸附了大量的叶绿素，也可以提高对光的吸收率，同时，还可以吸附各种甲醛等有机物或者无机物，达到去除甲醛等有机物或者无机物的目的，还可以净化空气，可以用于布料面的喷涂，也可以用于布艺沙发表面等的喷涂。
喷涂剂的制备，直接喷涂于布料上，相比在化纤的熔融状态下加入纳米二氧化钛颗粒混合，可以使得加入的纳米二氧化钛全部参与光催化作用，起到杀菌，抗紫外线和催化负载的物体表面的各种甲醛等有机物或者无机物。
实施例一
面料喷涂剂的制备步骤：
将纳米二氧化钛浸泡于0.1mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌，24h后，过滤，清洗，干燥后获得预处理的纳米二氧化钛；其中，纳米二氧化钛粒径为8-10nm；
将叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛加入水中，叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛的质量比为0.1:5；在50-60℃下搅拌24-48h后，过滤、干燥，获得负载有叶绿素的纳米二氧化钛；
将负载有叶绿素的纳米二氧化钛加入到质量浓度为2%硅烷偶联剂溶液中，获得硅烷改性的纳米二氧化钛；
按照重量份数计，将10份硅烷改性的纳米二氧化钛、10份水杨酸苯酯、5份氯化钠、5份聚丙烯酸钠、5份二乙二醇单甲醚、20份乙醇，3份硬质酸钠、3份水基聚氨酯混合，制得面料喷涂剂。
面料一的制备，在面料上喷涂有如上述中任一项所述的具有抗菌防紫外线面料喷涂剂。
本发明还提供了一种基于所述的面料的制备方法，包括如下步骤：
喷涂机将具有抗菌防紫外线面料喷涂剂喷涂于布料上，喷涂厚度为0.1mm-0.2mm。
将喷涂好的面料放入烘箱中烘干，烘干温度为80℃，烘干时间为20min；
将烘干后的面料放入到定型机中定型，定型温度为145℃，定型时间为35s，得到具有抗菌防紫外线的面料。
本实施例的面料为涤纶。
对照样品为未喷涂面料喷涂剂的涤纶。
实施例二
面料喷涂剂的制备步骤：
将纳米二氧化钛浸泡于0.4mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌，48h后，过滤，清洗，干燥后获得预处理的纳米二氧化钛；其中，纳米二氧化钛粒径为8-10nm；
将叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛加入水中，叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛的质量比为1:5；在60℃下搅拌48h后，过滤、干燥，获得负载有叶绿素的纳米二氧化钛；
3)将负载有叶绿素的纳米二氧化钛加入到质量浓度为5%硅烷偶联剂溶液中，获得硅烷改性的纳米二氧化钛；
按照重量份数计，将15份硅烷改性的纳米二氧化钛、15份水杨酸苯酯、10份氯化钠、10份聚丙烯酸钠、10份乙二醇单甲醚、25份乙醇，3-5份硬质酸钠、3-5份水基聚氨酯混合，制得面料喷涂剂。
面料二的制备，在面料上喷涂有如上述中任一项所述的具有抗菌防紫外线面料喷涂剂。
本发明还提供了一种基于所述的面料的制备方法，包括如下步骤：
通过喷涂机将具有抗菌防紫外线面料喷涂剂喷涂于布料上，喷涂厚度为0.2mm。
将喷涂好的面料放入烘箱中烘干，烘干温度120℃，烘干时间为30min；
将烘干后的面料放入到定型机中定型，定型温度为155℃，定型时间为65s，得到具有抗菌防紫外线的面料。
实施例三
面料喷涂剂的制备步骤：
将纳米二氧化钛浸泡于0.4mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌，48h后，过滤，清洗，干燥后获得预处理的纳米二氧化钛；其中，纳米二氧化钛粒径为8-10nm；
将叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛加入水中，叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛的质量比为0.1:1；在60℃下搅拌48h后，过滤、干燥，获得负载有叶绿素的纳米二氧化钛；
将负载有叶绿素的纳米二氧化钛加入到质量浓度3%硅烷偶联剂溶液中，获得硅烷改性的纳米二氧化钛；
按照重量份数计，将13份硅烷改性的纳米二氧化钛、13份水杨酸苯酯、8份氯化钠、8份聚丙烯酸钠、8份二乙二醇单甲醚、25份乙醇、3-5份硬质酸钠、3-5份水基聚氨酯混合，制得面料喷涂剂。
面料三的制备，在面料上喷涂有如上述中任一项所述的具有抗菌防紫外线面料喷涂剂。
本发明还提供了一种基于所述的面料的制备方法，包括如下步骤：
通过喷涂机将具有抗菌防紫外线面料喷涂剂喷涂于布料上，喷涂厚度为0.2mm。
将喷涂好的面料放入烘箱中烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为30min；
将烘干后的面料放入到定型机中定型，定型温度为155℃，定型时间为65s，得到具有抗菌防紫外线的面料。
实施例四
将纳米二氧化钛浸泡于0.4mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌，48h后，过滤，清洗，干燥后获得预处理的纳米二氧化钛；其中，纳米二氧化钛粒径为8-10nm；
将叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛加入水中，叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛的质量比为1:5；在60℃下搅拌24h后，过滤、干燥，获得负载有叶绿素的纳米二氧化钛；
将叶绿素铜钠盐和分子筛加入水中，叶绿素铜钠盐和分子筛的质量比为1:5，在60℃下搅拌48h后，过滤、干燥，获得负载有叶绿素的分子筛；
将负载有叶绿素的纳米二氧化钛加入到质量浓度为5%硅烷偶联剂溶液中，获得硅烷改性的纳米二氧化钛；
按照重量份数计，将10份分子筛，15份硅烷改性的纳米二氧化钛、15份水杨酸苯酯、10份氯化钠、-10份聚丙烯酸钠、10份乙二醇单甲醚、25份乙醇、3份硬质酸钠、3份水基聚氨酯混合，制得面料喷涂剂。
面料四的制备，在面料上喷涂有如上述中任一项所述的具有抗菌防紫外线面料喷涂剂。
本发明还提供了一种基于所述的面料的制备方法，包括如下步骤：
通过喷涂机将具有抗菌防紫外线面料喷涂剂喷涂于布料上，喷涂厚度为0.1mm。
将喷涂好的面料放入烘箱中烘干，烘干温度为80-120℃，烘干时间为20min；
将烘干后的面料放入到定型机中定型，定型温度为145℃，定型时间为35s，得到具有抗菌防紫外线的面料。
表一 面料的抗菌和抗紫外线性能
Figure 393348DEST_PATH_IMAGE001
实施例1-4具有较高的UPF值和低的透射率，表面无细菌，由此面料喷涂剂喷涂于面料上，使得面料具有抗菌和抗紫外线作用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法，其特征在于：包括如下制备步骤：
将纳米二氧化钛浸泡于碱溶液中，搅拌，24-48h后，过滤，清洗，干燥后获得预处理的纳米二氧化钛；
将叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛加入水中，在50-60℃下搅拌24-48h后，过滤、干燥，获得负载有叶绿素的纳米二氧化钛；
将负载有叶绿素的纳米二氧化钛加入到硅烷偶联剂溶液中，获得硅烷改性的纳米二氧化钛；
将硅烷改性的纳米二氧化钛、水杨酸苯酯、氯化钠、聚丙烯酸钠、成膜助剂、分散剂、硬质酸钠、水基聚氨酯混合，制得面料喷涂剂。
2.根据权利要求1所述的抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法，其特征在于：还包括将叶绿素铜钠盐和分子筛加入水中，在50-60℃下搅拌24-48h后，过滤、干燥，获得负载有叶绿素的分子筛；将获得的负载有叶绿素的分子筛、硅烷改性的纳米二氧化钛、水杨酸苯酯、氯化钠、聚丙烯酸钠、成膜助剂、分散剂、硬质酸钠、水基聚氨酯混合，制得面料喷涂剂。
3.根据权利要求2所述的抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法，其特征在于：按照重量份数计包括：10-15份硅烷改性的纳米二氧化钛、10—15份水杨酸苯酯、5-10份氯化钠、5-10份聚丙烯酸钠、5-10份成膜助剂、20-25份分散剂，3-5份硬质酸钠、3-5份水基聚氨酯混合。
4.根据权利要求3所述的抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法，其特征在于：成膜助剂为二乙二醇单甲醚或乙二醇单甲醚。
5.根据权利要求4所述的抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法，其特征在于：分散剂为乙醇。
6.根据权利要求5所述的抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法，其特征在于：纳米二氧化钛粒径为8-10nm；碱溶液为氢氧化钠，氢氧化钠溶液的浓度为0.1～0.4mol/L的。
7.根据权利要求6所述的抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法，其特征在于：叶绿素铜钠盐和预处理的纳米二氧化钛的质量比为0.1-1:5。
8.一种基于如权利要求1-7中任一项所述的抗菌防紫外线面料喷涂剂的制备方法制得的面料喷涂剂。
9.一种面料，其特征在于：包括面料，面料上喷涂有如8所述的面料喷涂剂。
10.一种基于如权利要求9所述的面料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
通过喷涂机将具有抗菌防紫外线面料喷涂剂喷涂于布料上，喷涂厚度为0.1mm-0.2mm。
将喷涂好的面料放入烘箱中烘干，烘干温度为80-120℃，烘干时间为20-30min；
将烘干后的面料放入到定型机中定型，定型温度为145-155℃，定型时间为35-65s，得到具有抗菌防紫外线的面料。
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