專利名稱：一種在紡織品中原位生成無機納米粒子的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種在紡織品中原位生成無機納米粒子的方法。
背景技術(shù)：
在紫外線的照射下，人容易患上黑色素瘤和皮膚癌等疾病，高分子聚合物材料會加劇老化。近來年，由于臭氧層的破壞，使得達到地面的紫外線輻射增加，因此，對紫外線的防護顯得非常重要。研究和開發(fā)高性能防紫外線功能性織物不僅解決紫外線對人類影響的需要，而且也符合紡織工業(yè)提高產(chǎn)品附加值的需要。近幾年，許多國家都在進行防紫外線功能性織物的研究和開發(fā)以減少對人體的危害。保護人體避免過量的紫外線輻射已經(jīng)成為當今許多行業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的重要目標之一。
傳統(tǒng)的紫外線吸收劑主要有有機紫外線吸收劑(如二苯甲酮系、水楊酸酯系、苯丙三唑類等)和無機紫外吸收劑兩類，有機紫外線吸收劑只對特定波長的紫外線具有一定的吸收效果，而且本身容易光氧化分解，失去紫外線吸收能力。一些無機納米材料(如納米TiO2、ZnO、SiO2等)對紫外線具有很強吸收和散射性能，并且具有有機紫外線吸收劑所不具備的高的穩(wěn)定性能，是一種非常具有發(fā)展前景的新型紫外線吸收劑。但是，由于納米微粒由于具有很大的比表面能和表面活性，很容易發(fā)生相互自聚集，形成聚集體(二次粒子)和附聚體(三次粒子)，因此必須控制這些微粒再聚集的方式和狀態(tài)。目前關(guān)于無機納米粒子的分散問題的研究報道很多，通常是采用納米粒子表面改性、球磨和超聲等方法使其分散，配成溶膠或直接分散在基體中，采用這些將已經(jīng)團聚的粉體再分散的方法來分散的分散效果還不是很理想，從而嚴重影響其紫外線的屏蔽能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在紡織品中原位生成無機納米TiO2或SiO2粒子的方法，提高納米粒子在織物中的分散性能與附著力，用以提高紡織品的防紫外線及抗菌等性能。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下方案1紡織品中原位生成無機納米二氧化鈦粒子的方法，常溫，在攪拌的情況下，將四氯化鈦加到溶有三乙醇胺的乙醇溶液中，形成糊狀絡合物。將絡合物在25℃～30℃保溫，加去離子水溶解配成透明溶液。將配好的透明溶液在攪拌或超聲分散的情況下與1～5％的氨基醇AMP95(2-氨基-甲基-1-丙醇)的水溶液水溶液、紡織品混合，讓紡織品充分浸漬在溶液中，調(diào)整PH值，通過超聲或水熱的方法，在紡織品織物纖維中原位得到納米二氧化鈦。
四氯化鈦與三乙醇胺的物質(zhì)的量比為1∶2，乙醇作為溶劑，其體積為三乙醇胺的3倍。
將混合體系加入到水熱反應釜中采用水熱法，反應溫度為145℃～200℃在纖維中原位制備金紅石晶型的納米二氧化鈦。
由于四價鈦離子Ti4+其較強的正電荷，在常溫下便快速發(fā)生水解，形成氫氧化鈦，煅燒后成二氧化鈦。而當Ti4+離子和三乙醇胺形成穩(wěn)定絡合物時，Ti4+的正電荷被中和，緩解了水解速度。
水解可能按以下兩種方式進行 一種水解可能方式是四個Ti-O鍵完全水解形成氫氧化鈦。另一種可能方式是部分Ti-O鍵水解，然后在分子內(nèi)消除三乙醇胺直接形成TiO2。
方案2紡織品中原位生成無機納米二氧化硅粒子的方法，所用原料的體積比氨水∶正硅酸乙酯∶乙醇＝8∶8∶100，分別將乙醇和氨水按8∶50混合，乙醇和正硅酸乙酯按8∶50混合，然后在攪拌或超聲分散的情況下，將配好的氨水乙醇溶液加入到正硅酸乙酯的乙醇溶液中，得到透明溶液，將紡織品充分浸漬在溶液中，在28℃～30℃的溫度下，隨著反應的進行透明溶液變成溶膠狀，制得單分散的納米二氧化硅溶膠，同時可在紡織品織物纖維中原位得到納米二氧化硅。該反應過程主要包括正硅酸乙酯的水解，水解產(chǎn)物的縮聚成核及核心的長大，其基本化學反應可概要的表示如下首先是正硅酸乙酯在氨催化下水解生成活潑的硅酸和醇
硅酸聚合并形成固相SiO2，即成核
總的反應式
具體工藝流程配置先驅(qū)液→織物浸泡在先驅(qū)液中→加熱、超聲、水熱等處理原位生成納米粒子→浸軋→烘干。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益的效果是(1)具有較好的防護效果，基本能全部吸收有害的紫外線；(2)處理工藝簡便，基本上可以在原有的各種紡織印染設備上加工；(3)無毒，對皮膚無刺激；(4)原料制造方便，能批量或大量供應，價格不貴，使產(chǎn)品有競爭力；(5)由于粒徑小、分散性好，納米粒子在織物上的附著力較粉體材料強；(6)納米TiO2還能提高紡織品的抗菌性能。
具體實施例方式
實施例1紡織品中原位法生成無機納米粒子TiO2，常溫，在攪拌的情況下，將4.4ml四氯化鈦緩慢滴加到溶有40ml三乙醇胺的乙醇溶液中，形成糊狀絡合物。將絡合物在30℃左右保溫一段時間后，加去離子水溶解配成飽和的溶液。將配好的溶液在攪拌或超聲分散的情況下與1～5％氨基醇的水溶液及紡織品混合，讓紡織品充分浸漬在溶液中，調(diào)整PH1～9值，在一定溫度下，通過超聲的方法，得到銳鈦礦納米二氧化鈦的溶膠，同時可在紡織品中原位得到納米銳鈦礦二氧化鈦。
實施例2紡織品中原位法生成無機納米TiO2粒子，常溫，在攪拌的情況下，將4.4ml四氯化鈦緩慢滴加到溶有40ml三乙醇胺的乙醇溶液中，形成糊狀絡合物。將絡合物在30℃左右保溫一段時間后，加去離子水溶解配成飽和的溶液。將配好的溶液在攪拌或超聲分散的情況下與1～5％氨基醇的水溶液及紡織品混合，讓紡織品充分浸漬在溶液中，調(diào)整PH值1～9，將混合體系加入到水熱反應釜中采用水熱法，反應溫度為145℃～200℃在紡織品中原位制備金紅石晶型的納米二氧化鈦。
實施例3紡織品中原位法生成無機納米SiO2粒子，先將8ml氨水與50ml乙醇混合，8ml正硅酸乙酯與50ml乙醇混合。然后在攪拌或超聲分散的情況下，將配好的氨水的乙醇溶液加入到正硅酸乙酯的乙醇溶液中，得到透明溶液，將紡織品充分浸漬在透明溶液中，在30℃溫度下，隨著反應的進行透明溶液變成溶膠狀，制得單分散的納米二氧化硅溶膠，同時可在紡織品織物纖維中原位得到納米二氧化硅。
權(quán)利要求
1.一種在紡織品中原位生成無機納米粒子的方法，其特征在于常溫，在攪拌的情況下，將四氯化鈦加到溶有三乙醇胺的乙醇溶液中，形成糊狀絡合物，將絡合物在25℃～30℃保溫，加去離子水溶解配成透明溶液，將配好的透明溶液在攪拌或超聲分散的情況下與質(zhì)量百分比為1～5％的氨基醇水溶液、紡織品混合，讓紡織品充分浸漬在溶液中，調(diào)整PH值，通過超聲或水熱的方法，在紡織品織物纖維中原位得到納米二氧化鈦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在紡織品中原位生成無機納米粒子的方法，其特征在于四氯化鈦與三乙醇胺的物質(zhì)的量比為1∶2，乙醇作為溶劑，其體積為三乙醇胺的3倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在紡織品中原位生成無機納米粒子的方法，其特征在于將混合體系加入到水熱反應釜中采用水熱法，反應溫度為145℃～200℃在纖維中原位制備金紅石晶型的納米二氧化鈦。
4.一種在紡織品中原位生成無機納米粒子的方法，其特征在于所用原料的體積比氨水∶正硅酸乙酯∶乙醇＝8∶8∶100，分別將乙醇和氨水按8∶50混合，乙醇和正硅酸乙酯按8∶50混合，然后在攪拌或超聲分散的情況下，將配好的氨水乙醇溶液加入到正硅酸乙酯的乙醇溶液中，得到透明溶液，將紡織品充分浸漬在溶液中，在28℃～30℃的溫度下，隨著反應的進行透明溶液變成溶膠狀，制得單分散的納米二氧化硅溶膠，同時可在紡織品織物纖維中原位得到納米二氧化硅。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在紡織品中原位生成無機納米粒子的方法。先制備能生成無機納米粒子的TiO
文檔編號D06M11/83GK1807750SQ200610049069
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月13日
發(fā)明者陳建軍, 王耐艷, 胡榮偉, 姚奎鴻 申請人:浙江理工大學