[实用新型]具有抗菌、消臭性能的高性能纤维制品

说明书

技术领域

本实用新型属于将二氧化钛光催化剂表面用没有光催化活性的陶瓷材料包覆的二氧化钛光催化剂负载在纤维制品上的加工领域，具体地说是涉及包覆型二氧化钛催化剂通过液浸烧结的方式负载在纤维制品中及表面上具有抗菌、消臭性能的高性能纤维制品。

背景技术

近年来，随着服装消费科学和卫生学的不断研究的发展，人们逐渐认识到了衣服的第三种污染源，即在生产制造过程中所使用的纺织材料和化学加工剂对服装的污染。据“国际有机农业运动联盟”统计，每生产3千克用于制造T恤和牛仔裤的原材料，大约需要消耗1千克的化学肥料和农药。而占全球农业生产用地3%的棉花种植，却使用了超过25%的农药，因此可想而知人体在过多地接触用此类原料生产的服饰，有可能在皮肤等方面造成不同程度的伤害。

二氧化钛光催化剂几乎可以分解所有的有机物，可用于环境领域的抗菌防霉，水处理，大气净化，除臭，自洁净等各个方面。但将二氧化钛光催化剂混合到纤维及塑料中，光催化作用会使纤维或塑料产生分解，因此不能直接用于纤维和塑料。

二氧化钛作为白色颜料，已经广泛使用在牙膏、化妆品、涂料等行业。通常在常温常压条件下，其化学、物理性质非常稳定，不溶于碱、酸、水及一般有机溶剂，甚至不与氟化氢、氮、硫化氢等化学反应性极强的气体发生反应。作为光催化剂喷植成膜后具有耐久性、抗磨耗性、安全、经济和实用等优点。

二氧化钛有金红石（rutile,R type）、锐钛矿（anatase,A type）及板钛矿（brookite）三种结晶结构。其中，金红石是最稳定的结晶体，锐钛矿及板钛矿在高温下会转换成金红石结构，而且这种反应是不可逆的。

当二氧化钛受到能量大于二氧化钛能带的光照射时，会产生电子和电洞，它们与水和氧发生反应会产生活性氢氧自由基（OH）及过氧基等活性氧（O₂）成分。这些活性氧成分具有很强的反应性，特别是活性氢氧自由基，它具有120kal/mol的能量，而构成有机化合物的碳—碳（C—C）、碳—氮（C—N）、碳—氢（C—H）、氧—氢（O—H）、氮—氢（N—H）的共价键，结合键能100kal/mol左右；如果活性氢氧自由基及过氧基等作用于碳—碳、碳—氮、碳—氢、氧—氢、氮—氢的结合键之上。这些结合会被轻易破坏，并使有机化物分解。所以利用光催化技术几乎可以使所有有害的有机化合物最终分解为二氧化碳和水等无毒性物质。

我们通常采用的光催化剂为锐钛矿的二氧化钛，在紫外线照射和可视光的条件下，能使其发生光催化反应。二氧化钛具有分解全部有机化合物的神奇力量。

二氧化钛受光线照射后，会产生活性氢氧自由基等活性氧。这种活性氧和氯气、次氯酸、双氧水、臭氧等氧化剂具相比有更强的氧化能力，因此利用光催化作用不仅可以进行杀菌和消毒，同时它还可以溶解水中及空气中含有的各种有害有机化合物，并进行分解，使其变得无害。因此光催化技术可以用于水源处理、除臭、汽车废气处理、空气净化、土壤处理、抗菌、防霉、去污、防滑、解决住宅综合症候群，以及防止医院的内部传染等各种环境处理。

光触媒是一类以二氧化钛为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称。光触媒即是光催化剂。所谓催化剂就是用于降低化学反应所需的能量，促使化学反应加快速度，但其本身却不因化学反应而产生变化的物质。

光触媒功能

1、净化空气：因TiO2所产生的氢氧自由基会先行破坏有机气体分子的能量键，使有机气体成为单一的气体分子，加快有机物质、气体的分解，将空气中的甲醛、苯等各种有机物、氮氧化物、硫氧化物以及氨等氧化，还原成为无害物质。它可将人体臭、动物臭、烟味去除，净化空气。光触媒氧化钛在接触光时，能发挥消臭、抗菌、防污等优良性能，尤其是在解决大气环境恶化、新型建筑材料及家具中的化学物质对室内环境的影响、汽车尾气产生的大气污染等问题时，受到了人们的欢迎。

2、除臭：烟臭，垃圾臭，动物体臭，污泥臭，生活臭等除臭作用。

二氧化钛TiO2比臭氧（O3）负离子，有更强的氧化能力；比活性碳、HEAP有更强的吸附力，亦具有活性碳、HEAP所没有的分解功效（分解细菌）。TiO2脱臭能力根据欧美国家权威实验室测试，每一平方公分的TiO2与每一平方公分的高效能纤维活性碳比较，TiO2的脱臭能力为高效能纤维活性碳的150倍，相当于500个活碳冰箱除臭剂。

3、防污：防止香烟焦油，一般油污的附着及厕所马桶发黄；防止金属生锈，防止被涂物体的褪色。

4、杀菌

◆以TiO2的超氧化能力破坏细胞的细胞膜使细胞质流失导致细菌死亡；