CN103451934B - 功能强化的自清洁材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功能强化的自清洁材料及其制造方法，通过基布预处理、感光变色处理、膜保护处理、自清洁处理、定型得成品。本发明织物经光感应变色处理后，当有太阳光照射，便会变成相应颜色的深色调，或由白色变成深红或深蓝。从而在协效自清洁功能的同时也能降低紫外线对人体的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能强化的自清洁材料及制造方法。
背景技术
当今社会，经济飞速发展，而主导经济发展的工业给人们赖以生存的环境带来较大的破坏，如废水、废气排放带来的水资源的污染和大气臭氧层的破洞。水是自然界生物的生存之本，离开水就不可能存活。而臭氧层的破坏也导致有害射线能更多地传至地表，其中最常见的就是紫外线。
面对淡水资源紧缺的现实，如何更好地利用和保护水资源以及如何将有害的紫外线利用起来，让其为人们服务成为研究的热点。具统计中国每年用于家庭衣物洗涤的水量大概为30亿立方米，而这个量占据了家庭用水总量的1/3。如果生活用纺织品具备自清洁功能，那在洗涤时只要经过简单的漂洗就能使织物光亮如新，用水量不超过织物普通洗涤的40%。以此粗略估算，每年可节水18亿立方米。
目前使织物具有自清洁功能的处理方法主要有两种：一种是利用防水防油剂对织物进行整理；另一种是利用光催化材料进行整理。前者存在一定的环保问题，处理工艺也比较成熟，而后者存在催化效率低等一系列问题。CN101709545A一种纺织面料的整理方法,其特征在于包括如下步骤：①取生坯布在150～180℃条件下热定型,去除油污；②水洗至生坯布pH保持6～7,在90～110℃条件下烘干；③将烘干后的生坯布经过整理液浸液,整理液中含有易去污整理剂和防污整理剂；④取浸液后的面料轧液,保持带液率在58％以上,然后在160～180℃条件下烘焙；⑤将步骤④中烘干后的面料在180～220kg压力下完成轧光,得到成品整理后的面料。与现有技术相比,本发明所得的制品具有去污、防污性俱佳优点。
CN102851943A公开了一种自清洁纺织品的整理方法,包括如下步骤：将纺织品在含有自清洁整理剂的浸渍液中浸轧处理,压力2.5～3kg/cm2,带液率60～70％,烘干后将织物在115～150℃之间恒温0.5～2小时；所述自清洁整理剂由如下重量份的组分组成：纳米二氧化钛75～90份；阳离子表面活性剂5～10份；聚丙烯酸钠分散剂0.2～1份；水100～500份。本发明自清洁纺织品耐久性强,具有优良的自清洁功能。光催化材料用于织造和非织造材料的成功事例并不多见，主要是牢度问题、老化问题、光催化效率低三大问题，特别是光催化效率不高的问题，如何解决这些问题成为研究的热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有光感应变色功能的功能强化的自清洁材料及其制造方法。
本发明的技术解决方案是：
一种功能强化的自清洁材料的制造方法，其特征是：包括下列步骤：（1）基布预处理：将基布经预处理液浸压或喷淋，带液率为50%-100%，然后80-120℃烘干；
所述预处理液由下列重量百分比的成分组成：
β-环糊精 5-20%
聚乙烯醇 1-10%
分散剂 1-5%
水 65%-93%；
（2）感光变色处理：将经步骤（1）处理的基布，用感光变色处理液进行浸渍处理30-60min，然后90-110℃烘干；
所述感光变色处理液由下列重量百分比的成分组成：
光敏变色剂 5-30%
表面活性剂 2-5%
水 65-93%
（3）膜保护处理：将经步骤（2）处理的基布放入保护液中， 1-3℃/min升温至130℃，保温30-60min，降至室温，然后90-110℃烘干；
所述保护液由下列重量百分比的成分组成：
硅酸乙酯 3-20%
乙酸盐 1-5%
催化剂 0.1-1%
水 74-95.9%；
其中乙酸盐为乙酸钠；
（4）自清洁处理：将经步骤（3）处理的基布放入自清洁处理液中，常温浸渍20-40分钟，并在80-110℃烘后140-180℃焙烘2-6分钟；
所述自清洁处理液由下列重量百分比的成分组成：
钛酸四丁酯 5-25%
硝酸锌 1-5%
硝酸铜 1-5%
乙二醇 2-10%
催化剂 0.2-0.8%
分散剂 2-5%
渗透剂JFC 1%
水 49.2-87.8%；
（5）定型得产品。
步骤（1）中的其中分散剂为分散剂5040、分散剂mf、分散剂5027、分散剂PK-100中的一种。
步骤（2）中光敏变色剂为2-（2，4）-二硝基苯基吡啶，β-四氯萘酮、二咪唑、肼、4-氨基苯胺聚六硝基吡喃、MeF2、 碱土硅酸盐类中的一种或几种；表面活性剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、月桂醇醚磷酸酯钾、脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=3）硫酸铵 、月桂基两性醋酸钠、月桂酰胺丙基氧化胺中的一种。
步骤（3）中催化剂为盐酸、硝酸、硫酸中的一种。
步骤（4）中催化剂为盐酸、硝酸、硫酸中的一种；分散剂为分散剂5040、分散剂mf、分散剂5027、分散剂PK-100中的一种。
所述基布为纤维素纤维织物、合成纤维织物、混纺织物或无纺布。
本发明织物经光感应变色处理后，当有太阳光照射，便会变成相应颜色的深色调，或由白色变成深红或深蓝。从而在协效自清洁功能的同时也能降低紫外线对人体的伤害。本发明很好地解决了牢度和老化问题，特别是光催化效率低的问题。众所周知，阳光中紫外线的含量大概为5%，当紫外线照射到有自清洁功能的织物上时，还会发生反射（特别是浅色和白色织物），从而影响光催化效果。通过光敏变色材料的引进，将织物的颜色变成了能更多地吸收紫外线的色光，从而提高了光催化（自清洁）材料的效率，起到更好的清洁效果。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1：
用于医院、宾馆等场所的床上用品材料时，虽然深色能提高紫外线的吸收，从而提高自清洁效率，但这些场所的床上用品以白色面料居多，因此自清洁功能也受到一定的限制。光感应变色材料的引入后，当没有阳光照射时，织物均显示白色，只有当太阳光照射才会变成深色，从而吸收更多的紫外线，增进光催化（自清洁）效果。很好地解决了这一矛盾。
基布为纤维素纤维织物、合成纤维织物或混纺织物；织物平方米克重在100-200g/m2
工艺步骤：基布-----预处理----感光变色处理--------膜保护处理-------自清洁处理------定型得成品。
（1）基布预处理：将基布经预处理液浸压或喷淋，带液率为80%，然后100℃烘干；
所述预处理液由下列重量百分比的成分组成：
β-环糊精 10%
聚乙烯醇 7%
分散剂 3%
水 80%
其中分散剂为分散剂5040、分散剂mf、分散剂5027、分散剂PK-100中的一种。
（2）感光变色处理：将经步骤（1）处理的基布，用感光变色处理液进行浸渍处理50min，然后100℃烘干；
所述感光变色处理液由下列重量百分比的成分组成
光敏变色剂 20%
表面活性剂 2.5%
水 77.5%
其中光敏变色剂为2-（2，4）-二硝基苯基吡啶，β-四氯萘酮、二咪唑、肼、4-氨基苯胺聚六硝基吡喃、MeF2、 碱土硅酸盐类所制试剂中的一种或几种。
表面活性剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、月桂醇醚磷酸酯钾、脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=3）硫酸铵 、月桂基两性醋酸钠、月桂酰胺丙基氧化胺中的一种；
（3）膜保护处理：将经步骤（2）处理的基布放入保护液中， 1.5℃/min升温至130℃，保温40min，降至室温，然后100℃烘干；
所述保护液由下列重量百分比的成分组成：
硅酸乙酯 12%
乙酸盐 1.5%
催化剂 0.2%
水 86.3%
其中乙酸盐为乙酸钠、催化剂为盐酸、硝酸、硫酸中的一种。
（4）自清洁处理：将经步骤（3）处理的基布放入自清洁处理液中，常温浸渍40分钟，并在90℃烘后170℃焙烘2分钟；
所述自清洁处理液由下列重量百分比的成分组成：
钛酸四丁酯 10%
硝酸锌 1.5%
硝酸铜 1%
乙二醇 5%
催化剂 0.2%
分散剂 2%
渗透剂JFC 1%
水 79.3%
其中催化剂为盐酸、硝酸、硫酸中的一种；分散剂为分散剂5040、分散剂mf、分散剂5027、分散剂PK-100中的一种。
（5）定型得成品。
实施例2
应用与医用防护材料领域，基布为克重20-80g/m2的全棉水刺无纺布；
（1）基布预处理：将基布经预处理液浸压或喷淋，带液率为50%，然后100℃烘干；
所述预处理液由下列重量百分比的成分组成：
β-环糊精 8%
聚乙烯醇 5%
分散剂 1.5%
水 85.5%
其中分散剂为分散剂5040、分散剂mf、分散剂5027、分散剂PK-100中的一种。
（2）感光变色处理：将经步骤（1）处理的基布，用感光变色处理液进行浸渍处理30min，然后100℃烘干；
所述感光变色处理液由下列重量百分比的成分组成：
光敏变色剂 18%
表面活性剂 2%
水 80%
其中光敏变色剂为2-（2，4）-二硝基苯基吡啶，β-四氯萘酮、二咪唑、肼、4-氨基苯胺聚六硝基吡喃、MeF2、 碱土硅酸盐类所制试剂中的一种或几种。
表面活性剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、月桂醇醚磷酸酯钾、脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=3）硫酸铵 、月桂基两性醋酸钠、月桂酰胺丙基氧化胺中的一种
（3）膜保护处理：将经步骤（2）处理的基布放入保护液中， 3℃/min升温至130℃，保温30min，降至室温，然后100℃烘干；
所述保护液由下列重量百分比的成分组成：
硅酸乙酯 8%
乙酸盐 1%
催化剂 0.1%
水 90.9%
其中乙酸盐为乙酸钠、催化剂为盐酸、硝酸、硫酸中的一种。
（4）自清洁处理：将经步骤（3）处理的基布放入自清洁处理液中，常温浸渍20分钟，并在100℃烘后150℃焙烘3分钟；
所述自清洁处理液由下列重量百分比的成分组成：
钛酸四丁酯 7%
硝酸锌 1%
硝酸铜 1%
乙二醇 4%
催化剂 0.2%
分散剂 2%
渗透剂JFC 1%
水 83.8%
其中催化剂为盐酸、硝酸、硫酸中的一种；分散剂为分散剂5040、分散剂mf、分散剂5027、分散剂PK-100中的一种。
（5）定型得成品。
Claims (6)
1.一种功能强化的自清洁材料，其特征是：由下列方法制成：
（1）基布预处理：将基布经预处理液浸压或喷淋，带液率为50%-100%，然后80-120℃烘干；
所述预处理液由下列重量百分比的成分组成：
β-环糊精 5-20%
聚乙烯醇 1-10%
分散剂 1-5%
水 65%-93%；
（2）感光变色处理：将经步骤（1）处理的基布，用感光变色处理液进行浸渍处理30-60min，然后90-110℃烘干；
所述感光变色处理液由下列重量百分比的成分组成：
光敏变色剂 5-30%
表面活性剂 2-5%
水 65-93%
（3）膜保护处理：将经步骤（2）处理的基布放入保护液中， 1-3℃/min升温至130℃，保温30-60min，降至室温，然后90-110℃烘干；
所述保护液由下列重量百分比的成分组成：
硅酸乙酯 3-20%
乙酸盐 1-5%
催化剂 0.1-1%
水 74-95.9%；
其中乙酸盐为乙酸钠；
所述催化剂为盐酸、硝酸、硫酸中的一种；
（4）自清洁处理：将经步骤（3）处理的基布放入自清洁处理液中，常温浸渍20-40分钟，并在80-110℃烘后140-180℃焙烘2-6分钟；
所述自清洁处理液由下列重量百分比的成分组成：
钛酸四丁酯 5-25%
硝酸锌 1-5%
硝酸铜 1-5%
乙二醇 2-10%
催化剂 0.2-0.8%
分散剂 2-5%
渗透剂JFC 1%
水 49.2-87.8%；
（5）定型得产品。
2.一种功能强化的自清洁材料的制造方法，其特征是：包括下列步骤：（1）基布预处理：将基布经预处理液浸压或喷淋，带液率为50%-100%，然后80-120℃烘干；
所述预处理液由下列重量百分比的成分组成：
β-环糊精 5-20%
聚乙烯醇 1-10%
分散剂 1-5%
水 65%-93%；
（2）感光变色处理：将经步骤（1）处理的基布，用感光变色处理液进行浸渍处理30-60min，然后90-110℃烘干；
所述感光变色处理液由下列重量百分比的成分组成：
光敏变色剂 5-30%
表面活性剂 2-5%
水 65-93%
（3）膜保护处理：将经步骤（2）处理的基布放入保护液中， 1-3℃/min升温至130℃，保温30-60min，降至室温，然后90-110℃烘干；
所述保护液由下列重量百分比的成分组成：
硅酸乙酯 3-20%
乙酸盐 1-5%
催化剂 0.1-1%
水 74-95.9%；
其中乙酸盐为乙酸钠；
所述催化剂为盐酸、硝酸、硫酸中的一种；
（4）自清洁处理：将经步骤（3）处理的基布放入自清洁处理液中，常温浸渍20-40分钟，并在80-110℃烘后140-180℃焙烘2-6分钟；
所述自清洁处理液由下列重量百分比的成分组成：
钛酸四丁酯 5-25%
硝酸锌 1-5%
硝酸铜 1-5%
乙二醇 2-10%
催化剂 0.2-0.8%
分散剂 2-5%
渗透剂JFC 1%
水 49.2-87.8%；
（5）定型得产品。
3. 根据权利要求2所述的功能强化的自清洁材料的制造方法，其特征是：步骤（1）中的其中分散剂为分散剂5040、分散剂mf、分散剂5027、分散剂PK-100中的一种。
4. 根据权利要求2或3所述的功能强化的自清洁材料的制造方法，其特征是：步骤（2）中光敏变色剂为2-（2，4）-二硝基苯基吡啶，β-四氯萘酮、二咪唑、肼、4-氨基苯胺聚六硝基吡喃、碱土硅酸盐类中的一种或几种；表面活性剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、月桂醇醚磷酸酯钾、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵EO=3 、月桂基两性醋酸钠、月桂酰胺丙基氧化胺中的一种。
5. 根据权利要求2或3所述的功能强化的自清洁材料的制造方法，其特征是：步骤（4）中催化剂为盐酸、硝酸、硫酸中的一种；分散剂为分散剂5040、分散剂mf、分散剂5027、分散剂PK-100中的一种。
6. 根据权利要求2或3所述的功能强化的自清洁材料的制造方法，其特征是：所述基布为纤维素纤维织物、合成纤维织物、混纺织物或无纺布。
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