[发明专利]一种纳米紫外屏蔽剂和用于制备高性能抗紫外织物的方法

说明书

技术领域

本发明属于织物后处理技术领域，特别涉及一种纳米紫外屏蔽剂及其制备方法 和应用。

背景技术

今年来由于臭氧层破坏日益严重，到达地方的紫外线强度增加，造成皮肤癌， 白内障等疾病的患病率增加，科学家分析若臭氧层浓度减少10％，皮肤癌发生率 升高26％，全世界亦将有160-175万名新白内障患者，因此对织物的抗紫外性提 出了更高的要求。传统的有机紫外吸收剂和新型的无机纳米紫外屏蔽剂，提高织 物抗紫外性的核心部分，新型纳米材料在小尺寸效应作用下可以强烈屏蔽紫外 线，而可见光波长远大于颗粒尺寸，将发生光的衍射透过粒子，使得纳米材料在 屏蔽紫外线的同时对可见光具有高的通透性。相比传统的有机紫外吸收剂，无机 纳米材料具有无毒，无味，对皮肤无刺激性，不分解，不变质，热稳定好等优点， 在纳米材料中，TiO₂、ZnO和CeO₂均有良好的抗紫外性能。但是TiO₂、ZnO催 化活性很高，加速了织物的老化和讲解速度，容易使织物退色，变色，降低使用 性能。CeO₂具有丰富的4F电子层能级结构，使得它可以通过电子跃迁吸收紫 外线能量，然后以低能级的光(可见光和红外线)和热能的方式放出。并且CeO₂催化活性较低，将纳米氧化铈与织物进行复合来制备抗紫外织物有着光明的前 景。

利用纳米微粒作为添加剂来改性服装面料基材，获得一系列具有不同功能 的优良复合纤维，是目前开发化纤新产品的主要方法，目前研究抗紫外织物的主 要方法有：涂层法，乳液整理法，树脂整理法等，这些方法无法使供抗紫外材料 和织物产生化学结合，使得抗紫外材料和织物的结合并不牢固，随着洗涤次数的 增加，会降低抗紫外性能，并且织物的手感，白度等均较差。

为此，寻找一种能使抗紫外物质和织物产生化学结合的方法是非常急需的。 油酸是一种长脸脂肪酸，分子链上还有羧基(-COOH)，经过FITR测试可知， 我们所制备得到的氧化铈颗粒表面吸附着少量油酸，并且吸附较好，洗去较为困 难。在一定的反应条件下，使颗粒表面吸附的基团与棉织物所富含的基团发生化 学反应，产生化学结合，这样能够有效的解决织物和抗紫外材料的复合问题，极 大的提高了织物对抗紫外材料的吸附牢度，并且对织物手感，白度等影响较小。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够与织物产生化学结合的纳米紫外屏蔽 剂。

本发明的目的之二在于提供上述纳米紫外屏蔽剂的制备方法。

本发明的目的之三在于提供上述纳米紫外屏蔽剂用于制备抗紫外织物的方 法。

本发明采用的技术步骤的方案如下

一材料配比

浓度为99.9％的硝酸亚铈Ce(NO₃)·6H₂O

浓度为99.9％的叔丁胺C₄H₁₁N

浓度为90％的油酸C₁₈H₃₄O₂

浓度为99.9％的甲苯C₇H₈

表面经过处理的白布

以上试剂均没有经过纯化处理

二制备过程

1)Ce(NO₃)·6H₂O溶于去离子水中，形成浓度为16.7×10^-3-0.2mol/L透明溶 液；

2)将Ce(NO₃)·6H₂O溶液，甲苯，油酸和叔丁胺一次加入聚四氟乙烯内胆中， 将内胆放入压力容弹中并且将压力容弹放入电炉中，160-220℃下加热2-72小时。 反应结束后，取上层油层，加入乙醇，离心分离，得到的固体在60-80℃下烘干 24-72小时，即制得上述的纳米紫外屏蔽剂。

上述制备方法中，Ce(NO₃)·6H₂O，甲苯，油酸和叔丁胺的体积之比为：100∶ 70-130∶5-20∶1-5。

上述的制备方法中，离心分离的步骤为：于8000-10000转/分钟速率下离 心10-30分钟，离心分离次数在3次以上。