專利名稱：一種氨水蒸氣法制備抗紫外織物的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于織物后處理技術領域，特別涉及一種氨水蒸氣法制備抗紫外織物的方法。
背景技術：
紫外線從多方面影響著人類健康，如人體會發(fā)生如曬斑、眼病、免疫系統(tǒng)變化、光變反應和皮膚病(包括皮膚癌)等。據統(tǒng)計，總臭氧量減少1% (即紫外線B增強2%)，基礎細胞癌變率將增加約4%，皮膚癌的發(fā)病率將增加5%-7%，白內障患者將增加0.2%-0.6%。目前，全世界患皮膚癌的人已占癌癥患者總人數的1/3。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署曾警告說，如果本世紀初臭氧層再減少10%，那么全世界每年患白內障的人有可能達到160-175萬人。那么又由于臭氧層破壞仍日益嚴重，因此對織物的抗紫外性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的有機紫外吸收劑和新型的無機納米紫外屏蔽劑，都提高了織物抗紫外性能。新型納米材料在小尺寸作用下可以強烈屏蔽紫外線，而可見光波長遠大于顆粒尺寸，將發(fā)生光的衍射透過納米粒子，使得納米材料在屏蔽紫外線的同時對可見光具有高的通透性。無機納米材料具有無毒，無味，對皮膚無刺激，不分解，不變質，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，其中Ti02、Zn0和CeO2均具有良好的抗紫外性能。但是Ti02、Zn0催化活性很高，會加速織物的老化和降解，容易使織物褪色，變色，降低其使用性能。CeO2具有豐富的4F電子層能級結構，使它可以通過電子躍遷吸收紫外線，然后以低能級的光和熱能的方式放出。而且CeO2的催化活性較低，因此將納米氧化鈰與織物進行復合來制備抗紫外織物有著很好的發(fā)展前景。納米材料作為紫外屏蔽劑用于織物，目前主要有三種方法。一是將納米超細粉末進行表面改性，添加到紡絲溶液中制備功能紡絲；二是利用后整理的方法將納米粉末的溶液涂覆在織物表面；三是通過配制適當的溶液，涂覆在織物表面，在織物表面直接原位生成納米顆粒。其中前兩種方 法缺點明顯。首先，由于納米材料制備條件較為苛刻，且后整理工藝比較復雜，整理時間長，不適宜大規(guī)模生產。其次，納米材料顆粒比較小，比表面積大，易發(fā)生團聚；納米顆粒很難和織物發(fā)生化學反應而產生牢固結合，若進行表面改性，也將影響其其它性能。第三種方法雖然在一定程度上解決了前兩者存在的問題，經過整理后的織物，其表面的納米氧化鈰顆粒仍不夠均勻，顆粒略大，其均勻性、抗紫外性能和生產過程的環(huán)保程度仍有待提高。因此，納米材料在織物及實際應用中仍面臨著許多問題。

發(fā)明內容
為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明提供了一種生產條件簡單，低成本的制備耐水洗抗紫外織物的方法。為此，本發(fā)明采用的技術步驟的方案如下:
一種氨水蒸氣法制備抗紫外織物的方法，該方法的步驟如下:
I)稱取Ce(NO3)3.6H20晶體，溶于水中，攪拌溶解均勻，室溫下配制成0.05-0.lmol/L的Ce (NO3) 3溶液；室溫下配制pH值為12-14的氨水溶液；2)將表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮加入到Ce (NO3) 3溶液中，攪拌均勻，將織物放入溶液中，并用超聲波處理20-60分鐘，取出織物；然后將織物放置于氨水上方，靜置30-180分鐘，使氨氣分子與鈰離子充分反應。然后將織物在80-150度烘干5-30分鐘，即可得到耐水洗抗紫外織物。進一步的，所述織物包括羊毛織物、棉織物、腈綸織物、絲織物、麻織物和水溶性聚酯類織物。進一步的，Ce (NO3) 3.6H20和表面活性劑的質量之比為1:0.5_1。進一步的，所述表面活性劑是聚乙烯吡咯烷酮。通過以上技術方案，本發(fā)明具有如下技術效果:
1.采用氨水蒸氣法制得了與納米材料產生牢固結合的抗紫外織物；
2.該制備工藝簡單，生產設備和工藝條件要求低；所需原料品種少，相對 傳統(tǒng)工藝生產成本非常低；
3.環(huán)保無廢液，原料可重復使用，非常適合大規(guī)模生產；
4.該方法可制得包覆非常均勻的抗紫外織物。該方法克服了納米材料制備條件苛刻，工藝復雜，后處理麻煩，產量較小，容易團聚等一系列缺點。而且最大的 優(yōu)點是包覆更為均勻牢固，工藝條件溫和可控，環(huán)保無廢液，相比傳統(tǒng)的制備方法有著巨大的進步和生產價值。


圖1是實施例2經過整理所得的棉織物的SEM 圖2是實施例1經過整理所得的織物在UVA、UVB、UVC段的紫外光透過曲線；
圖3是實施例2經過整理所得的織物在UVA、UVB、UVC段的紫外光透過曲線；
圖4是實施例7經過整理所得的織物在UVA、UVB、UVC段的紫外光透過曲線；
圖5是實施例1經過整理所得的織物在UVA、UVB、UVC段的紫外光透過曲線；
圖6是實施例1經過處理的棉織物的XRD譜圖。
具體實施例方式實施例1:
1)稱取Ce(NO3)3.6H20晶體，溶于水中，攪拌溶解均勻，室溫下配制成0.08mol/L的Ce (NO3) 3溶液；室溫下配制pH值為13的氨水溶液；
2)將表面活性劑加入到Ce(NO3)3溶液中，攪拌均勻，將羊毛織物放入溶液中，并用超聲波處理40分鐘，取出織物；然后將織物放置于氨水上方，靜置120分鐘，使氨氣分子與鈰離子充分反應。然后將織物在110度烘干20分鐘，即可得到耐水洗抗紫外織物。優(yōu)選的，所述表面活性劑是聚乙烯吡咯烷酮；
Ce (NO3)3.6H20和聚乙烯吡咯烷酮的質量之比為1:0.8。如圖2所示，圖中曲線a為未整理過的羊毛織物，b為整理過后的羊毛抗紫外織物。由圖可知，經過整理的織物紫外光透過率大大減小，抗紫外性能得到較大提高；如圖5所示，圖中曲線a為未整理過的羊毛織物，b為經過整理但未經洗滌的羊毛抗紫外織物，c為經過10次洗滌(加入常用洗衣粉)的羊毛抗紫外織物。由圖可知，比較b和c線，經過10次洗滌后，織物紫外光透過率幾乎沒有變化，說明通過此方法納米紫外屏蔽劑與織物產生了牢固的結合，得到了較好的耐水洗抗紫外織物；
如圖6所示，實施例1經過處理的棉織物的XRD譜圖，可知織物上形成了立方晶系的納米氧化鋪。實施例2:
1)稱取Ce(NO3)3.6H20晶體，溶于水中，攪拌溶解均勻，室溫下配制成0.lmol/L的Ce (NO3) 3溶液；室溫下配制pH值為14的氨水溶液；
2)將表面活性劑加入到Ce(NO3)3溶液中，攪拌均勻，將棉織物放入溶液中，并用超聲波處理20分鐘，取出織物；然后將織物放置于氨水上方，靜置100分鐘，使氨氣分子與鈰離子充分反應。然后將織物在80度烘干10分鐘，即可得到耐水洗抗紫外織物。優(yōu)選的，所述表面活性劑是聚乙烯吡咯烷酮；
Ce (NO3)3.6H20和聚乙烯吡咯烷酮的質量之比為1:1。圖1是實施例2經過整理所得的棉織物的SEM圖，由圖可知經過處理以后棉織物表面生成了大量粒徑為50-200nm的氧化鈰納米顆粒，且包覆均勻；
如圖3所示，圖中曲線a為未整理過的棉織物，b為整理過后的棉抗紫外織物。由圖可知，經過整理的織物紫外光透過率大大減小，抗紫外性能得到較大提高。實施例3:
1)稱取Ce(NO3)3.6H20晶體，溶于水中，攪拌溶解均勻，室溫下配制成0.05mol/L的Ce (NO3) 3溶液；室溫 下配制pH值為12的氨水溶液；
2)將表面活性劑加入到Ce(NO3)3溶液中，攪拌均勻，將羊毛織物放入溶液中，并用超聲波處理20分鐘，取出織物；然后將織物放置于氨水上方，靜置150分鐘，使氨氣分子與鈰離子充分反應。然后將織物在150度烘干30分鐘，即可得到耐水洗抗紫外織物。優(yōu)選的，所述表面活性劑是聚乙烯吡咯烷酮；
Ce (NO3)3.6H20和聚乙烯吡咯烷酮的質量之比為1:0.5。實施例4:
1)稱取Ce(NO3)3.6H20晶體，溶于水中，攪拌溶解均勻，室溫下配制成0.09mol/L的Ce (NO3) 3溶液；室溫下配制pH值為13.5的氨水溶液；
2)將表面活性劑加入到Ce(NO3)3溶液中，攪拌均勻，將麻織物放入溶液中，并用超聲波處理60分鐘，取出織物；然后將織物放置于氨水上方，靜置180分鐘，使氨氣分子與鈰離子充分反應。然后將織物在80度烘干5分鐘，即可得到耐水洗抗紫外織物。優(yōu)選的，所述表面活性劑是聚乙烯吡咯烷酮；
Ce (NO3)3.6H20和聚乙烯吡咯烷酮的質量之比為1:0.8。實施例5:
1)稱取Ce(NO3)3.6H20晶體，溶于水中，攪拌溶解均勻，室溫下配制成0.07mol/L的Ce (NO3) 3溶液；室溫下配制pH值為12.5的氨水溶液；
2)將表面活性劑加入到Ce(NO3)3溶液中，攪拌均勻，將羊毛織物放入溶液中，并用超聲波處理40分鐘，取出織物；然后將織物放置于氨水上方，靜置50分鐘，使氨氣分子與鈰離子充分反應。然后將織物在120度烘干15分鐘，即可得到耐水洗抗紫外織物。優(yōu)選的，所述表面活性劑是聚乙烯吡咯烷酮；Ce (NO3)3.6H20和聚乙烯吡咯烷酮的質量之比為1:0.7。實施例6:
1)稱取Ce(NO3)3.6H20晶體，溶于水中，攪拌溶解均勻，室溫下配制成0.08mol/L的Ce (NO3) 3溶液；室溫下配制pH值為13的氨水溶液；
2)將表面活性劑加入到Ce(NO3)3溶液中，攪拌均勻，將腈綸織物放入溶液中，并用超聲波處理40分鐘，取出織物；然后將織物放置于氨水上方，靜置120分鐘，使氨氣分子與鈰離子充分反應。然后將織物在100度烘干20分鐘，即可得到耐水洗抗紫外織物。優(yōu)選的，所述表面活性劑是聚乙烯吡咯烷酮；
Ce (NO3)3.6H20和聚乙烯吡咯烷酮的質量之比為1:0.8。實施例7:
1)稱取Ce(NO3)3.6H20晶體，溶于水中，攪拌溶解均勻，室溫下配制成0.06mol/L的Ce (NO3) 3溶液；室溫下配制pH值為13的氨水溶液；
2)將表面活性劑加入到Ce(NO3)3溶液中，攪拌均勻，將蠶絲織物放入溶液中，并用超聲波處理60分鐘，取出織物；然后將織物放置于氨水上方，靜置160分鐘，使氨氣分子與鈰離子充分反應。然后將織物在90度烘干20分鐘，即可得到耐水洗抗紫外織物。優(yōu)選的，所述表面活性劑是聚乙烯吡咯烷酮；
Ce (NO3)3.6H20和聚乙烯吡咯烷酮的質量之比為1:0.9。如圖4所示，圖中 曲線a為未整理過的蠶絲織物，b為整理過后的蠶絲抗紫外織物。由圖可知，經過整理的織物紫外光透過率大大減小，抗紫外性能得到較大提高。
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權利要求
1.一種氨水蒸氣法制備抗紫外織物的方法，其特征在于該方法的步驟如下: 1)稱取Ce(NO3)3.6H20晶體，溶于水中，攪拌溶解均勻，室溫下配制成0.05-0.lmol/L的Ce (NO3) 3溶液；室溫下配制pH值為12-14的氨水溶液； 2)將表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮加入到Ce(NO3) 3溶液中，攪拌均勻，將織物放入溶液中，并用超聲波處理20-60分鐘，取出織物；然后將織物放置于氨水上方，靜置30-180分鐘，使氨氣分子與鈰離子充分反應；然后將織物在80-150度烘干5-30分鐘，即可得到耐水洗抗紫外織物。
2.如權利要求1所述的氨水蒸氣法制備抗紫外織物的方法，其特征在于:所述織物包括羊毛織物、棉織物、腈綸織物、絲織物、麻織物和水溶性聚酯類織物。
3.如權利要求1所述的氨水蒸氣法制備抗紫外織物的方法，其特征在于:Ce (NO3)3.6H20和表面活性劑的質量之比為1:0.5_1。
4.如權利要求1所述的氨 水蒸氣法制備抗紫外織物的方法，其特征在于:所述表面活性劑是聚乙烯吡咯烷酮。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氨水蒸氣法制備抗紫外織物的方法，步驟如下1)稱取Ce(NO3)3·6H2O晶體，溶于水中，攪拌溶解均勻，室溫下配制成0.05-0.1mol/L的Ce(NO3)3溶液；室溫下配制pH值為12-14的氨水溶液；2)將表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮加入到Ce(NO3)3溶液中，攪拌均勻，將織物放入溶液中，并用超聲波處理20-60分鐘，取出織物；然后將織物放置于氨水上方，靜置30-180分鐘，使氨氣分子與鈰離子充分反應。然后將織物在80-150度烘干5-30分鐘，即可得到耐水洗抗紫外織物。此方法制得的抗紫外織物的UPF值和UVA透過率均達到國家標準，穩(wěn)定性好，耐水洗。
文檔編號D06M101/28GK103225202SQ20131016403
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月7日 優(yōu)先權日2013年5月7日
發(fā)明者張國慶, 敖桔, 郭伊麗, 魯漓江, 張朝霞, 張順花 申請人:浙江理工大學