一种防紫外棉织物面料的制备方法技术

本发明专利技术涉及面料技术领域，公开了一种防紫外棉织物面料的制备方法。包括以下步骤：1）将棉织物置于氢氧化钠溶液中加热处理；2）将棉织物置于海藻酸钠溶液中，加入二环己基碳二亚胺，保温反应，反应结束后取出棉织物，将棉织物置于聚乙烯亚胺水溶液中浸渍处理，取出后置于去离子水中漂洗；3）将改性氧化石墨烯加入去离子水中进行超声分散，得改性氧化石墨烯悬浮液，将步骤1）中烘干的棉织物置于改性氧化石墨烯悬浮液中浸渍。本发明专利技术通过组装的方式将具有抗紫外的褶皱氧化石墨烯微球附于棉织物的表面，氧化石墨烯之间不容易发生团聚和从棉织物表面脱落，从而提高织物面料的紫外防护性能和持久性能。

A preparation method of UV resistant cotton fabric

【技术实现步骤摘要】
一种防紫外棉织物面料的制备方法
本专利技术涉及面料
，尤其是涉及一种防紫外棉织物面料的制备方法。
技术介绍
阳光中较强的长波紫外线可以轻松穿过皮肤表层，破坏胶原蛋白、弹性纤维组织等皮肤内微细结构，使得皮肤变得衰老和松弛。人们为此采取了很多措施，比如涂抹防紫外线的化妆品、使用遮阳帽和遮阳伞等，但是这些措施的防护能力、有效时间和范围都是有限的。因此，越来越多的人倾向于利用保护范围更加全面、效果更好的防紫外服饰来保护身体免受紫外线的过度伤害。一般认为紫外线防护系数(UPF值)大于50并且UVA(320-420nmUV)的透过率小于5％的防紫外线产品才算合格。棉织物手感柔软，有良好的吸湿性、透气性，对人体无伤害又环保，因而是人们青睐的纺织面料。中国专利公开号CN106480581公开了一种防水防紫外的高强度轻薄面料及其制备方法，将陶瓷纤维和三角形异性涤纶纤维混纺形成经线，将纳米二氧化硅溶胶与纳米二氧化钛溶胶加入溶剂中，充分搅拌，再加入氧化石墨溶液，再滴加聚苯乙烯高聚物，均匀搅拌得到涂层整理液，将涂层整理液涂覆到基布表面，烘干后得到防紫外的面料，此技术方案中氧化石墨烯混合与溶胶混合后涂覆到基布表面，但是氧化石墨烯容易从基布表面脱落，防紫外持久性能差，另外氧化石墨烯由于为片状，氧化石墨烯之间容易发生团聚，造成氧化石墨烯在纤维表面分散不均。中国专利公开号CN103409843公开了一种具有抗紫外功能的棉锦纶纤维的制备方法，将二氧化钛、二氧化硅和氧化锌混合后采用偶联剂进行表面改性得到紫外线屏蔽剂，然后将紫外线屏蔽剂与聚酰胺切片熔融共混纺丝，得到具有防紫外的棉锦纶纤维，但是紫外线屏蔽剂大多分散在锦纶纤维的内部，锦纶纤维表面的紫外线屏蔽剂较少，制备得到的锦纶纤维对紫外线的防护性能有限。中国专利公开号CN108978184公开了一种舒适皮肤衣面料的制备方法，将涤纶纤维浸泡在含有纳米二氧氧化钛的分散液中，然后与莫代尔纤维和二氧化钛纤维混纺成面料，得到具有防紫外线效果的面料，但是二氧化钛具有较强的光催化特性，其与面料接触后在光照射下会导致面料纤维的损伤。
技术实现思路
本专利技术是为了克服以上技术问题，提供一种防紫外棉织物面料的制备方法。本专利技术通过组装的方式将具有抗紫外的褶皱氧化石墨烯微球附于棉织物的表面，氧化石墨烯之间不容易发生团聚和从棉织物表面脱落，从而提高织物面料的紫外防护性能和持久性能。的为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种防紫外棉织物面料的制备方法，包括以下步骤：1)将棉织物置于氢氧化钠溶液中，水浴加热至70-80℃，保温处理30-40min，取出棉织物后在室温条件下晾干；2)将步骤1)中晾干的棉织物置于海藻酸钠溶液中，然后加入二环己基碳二亚胺，水浴加热至60-75℃，保温反应5-10h，反应结束后取出棉织物，将棉织物置于聚乙烯亚胺水溶液中，水浴加热至60-70℃，浸渍处理20-50min，取出后置于去离子水中漂洗，置于烘箱中烘干，备用；3)将改性氧化石墨烯加入去离子水中进行超声分散10-20min，得改性氧化石墨烯悬浮液，将步骤1)中烘干的棉织物置于改性氧化石墨烯悬浮液中浸渍1-3h，取出后将棉织物置于烘箱中进行干燥，即得。作为优选，所述步骤1)中氢氧化钠溶液的质量浓度为0.5-1％。作为优选，所述步骤2)中海藻酸钠溶液的浓度为1-10wt％。作为优选，所述步骤2)中聚乙烯亚胺溶液的浓度为1-5wt％。作为优选，所述改性氧化石墨烯的制备方法包括以下步骤：将石墨粉加入到硫酸中搅拌均匀，然后依次加入高铁酸钾和过氧化氢溶液进行插层氧化，分离后进行水洗、干燥，得氧化石墨烯，将氧化石墨烯在氮气的氛围中快速升温，高温焙烧得褶皱氧化石墨烯微球，将褶皱氧化石墨烯微球加入去离子水中搅拌形成悬浮液，向悬浮液中加入硫酸钛和尿素，调节pH至2-3，水浴加热至75-85℃，搅拌反应3-5h，分离后水洗，烘干，置于马弗炉中在氮气氛围中进行焙烧，室温下冷却，得改性氧化石墨烯。作为优选，所述褶皱石墨烯微球与硫酸钛的质量比为1:0.3-0.6。作为优选，所述硫酸钛与尿素的质量比为1:3-5。作为优选，所述高温焙烧温度为150-200℃。氧化石墨烯表面具有丰富的含氧官能团(羧基、羟基、环氧基等)，聚乙烯亚胺分子上具有较多的氨基，这些官能团的存在能够吸收紫外线的能量，将吸收的紫外线能量转换为热能耗散，本专利技术通过将氧化石墨烯和聚乙烯亚胺负载到棉织物纤维表面，从而使棉织物面料具有紫外防护性能。具体方法为先将棉织物浸入氢氧化钠溶液中进行加热处理，使棉织物中纤维与纤维之间松散和表面暴露更多的羧基等活性基团，松散的棉织物便于改性物质进入棉织物面料的内部，利于改性物质对棉织物纤维进行充分改性；然后将棉织物置于海藻酸钠溶液中进行浸泡处理，在缩合剂二环己基碳二亚胺缩合剂的作用下，棉织物纤维表面的羧基与海藻酸钠上得羟基发生缩合反应，从而将海藻酸钠接枝在棉纤维织物表面，由于海藻酸钠为阴离子化合物，聚乙烯亚胺溶于水后质子化变为阳离子化合物，通过层层自组装的分子间静电作用，将聚乙烯亚胺组装到海藻酸钠表面，并且海藻酸钠分子中羟基与聚乙烯亚胺分子上得氨基形成氢键作用，从而将聚乙烯亚胺牢固结合在海藻酸钠上，而氧化石墨烯表面负载有羧基等电离显负电的基团，通过与聚乙烯亚胺阳离子化合物之间的静电作用，将氧化石墨组装在聚乙烯亚胺表面，两者间的静电作用力和物理粘附作用力使氧化石墨烯能够与织物纤维稳定结合，氧化石墨烯不容易从织物面料纤维表面脱落。另外，由于本专利技术中氧化石墨烯分散在面料纤维表面而非纤维内部，从而相对具有更优的紫外防护性能，不会对纤维机械强度造成不良影响。由于氧化石墨烯为片层结构，片状的氧化石墨烯之间极易发生团聚，造成氧化石墨烯极难在织物面料纤维表面分散均匀，造成棉织物面料的整体紫外防护性能下降。本专利技术为解决片状氧化石墨容易发生团聚的问题，对片状氧化石墨烯进行改性处理，在改性氧化石墨烯的制备过程中依次使用高铁酸钾和双氧水对石墨烯进行氧化处理，然后在高温焙烧的条件下片状氧化石墨发生褶皱收缩变形，得到褶皱的氧化石墨烯微球，褶皱的氧化石墨烯微球相对于片状的氧化石墨烯的不同之处在于：褶皱的石墨烯微球之间的接触方式为点与点式接触，而片状的氧化石墨烯之间的接触方式为面与面接触，点与点式的接触方式相对于面与面的接触方式能够大大降低氧化石墨烯之间的团聚。所以，本专利技术褶皱的氧化石墨烯微球相对于片状的氧化石墨烯具有更好的分散性能，在织物面料纤维表面分散更加均匀，从而提高棉织物面料整体的紫外防护性能。但是，在实际实验过程中遇到的问题是制备得到的褶皱氧化石墨烯微球由于收缩为三维球状结构，在将褶皱氧化石墨烯微球进行超声分散步骤过程中褶皱氧化石墨烯微球容易发生破碎，造成氧化石墨烯微球的结构改性，进而造成分散性能降低，为解决此问题本专利技术利用硫酸钛水解生成纳米二氧化钛，纳米二氧化钛沉积填充在褶皱石墨烯微球的“褶沟”中，在高温条件下纳米二氧化钠之间相互结合，使内部空虚的石墨烯微球变为实体的石墨烯微球，从而使石墨烯微球本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防紫外棉织物面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1）将棉织物置于氢氧化钠溶液中，水浴加热至70-80℃，保温处理30-40min，取出棉织物后在室温条件下晾干；/n2）将步骤1）中晾干的棉织物置于海藻酸钠溶液中，然后加入二环己基碳二亚胺，水浴加热至60-75℃，保温反应5-10h，反应结束后取出棉织物，将棉织物置于聚乙烯亚胺水溶液中，水浴加热至60-70℃，浸渍处理20-50min，取出后置于去离子水中漂洗，置于烘箱中烘干，备用；/n3）将改性氧化石墨烯加入去离子水中进行超声分散10-20min，得改性氧化石墨烯悬浮液，将步骤1）中烘干的棉织物置于改性氧化石墨烯悬浮液中浸渍1-3h，取出后将棉织物置于烘箱中进行干燥，即得。/n

【技术特征摘要】
1.一种防紫外棉织物面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将棉织物置于氢氧化钠溶液中，水浴加热至70-80℃，保温处理30-40min，取出棉织物后在室温条件下晾干；
2）将步骤1）中晾干的棉织物置于海藻酸钠溶液中，然后加入二环己基碳二亚胺，水浴加热至60-75℃，保温反应5-10h，反应结束后取出棉织物，将棉织物置于聚乙烯亚胺水溶液中，水浴加热至60-70℃，浸渍处理20-50min，取出后置于去离子水中漂洗，置于烘箱中烘干，备用；
3）将改性氧化石墨烯加入去离子水中进行超声分散10-20min，得改性氧化石墨烯悬浮液，将步骤1）中烘干的棉织物置于改性氧化石墨烯悬浮液中浸渍1-3h，取出后将棉织物置于烘箱中进行干燥，即得。


2.根据权利要求1所述的一种防紫外棉织物面料的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中氢氧化钠溶液的质量浓度为0.5-1%。


3.根据权利要求2所述的一种防紫外棉织物面料的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中海藻酸钠溶液的浓度为1-10wt%。


4.根据权利要求1所述的一种防紫外棉织物面料...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙倩柔，
申请(专利权)人：孙倩柔，
类型：发明
国别省市：河南;41