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【技术实现步骤摘要】
本申请功能性织物领域,尤其是涉及一种光催化除甲醛织物及其制备方法。
技术介绍
1、房屋装修产生的甲醛对人体健康有严重的危害,长期居住在甲醛含量超标的环境中容易诱发头痛、呼吸道疾病甚至癌症等恶性疾病。当前最常用的除甲醛方式依然是通风、活性炭吸附等物理方法,这类方法效率低下,难以满足公众的高效除甲醛需求。
2、光催化剂是一类具有光催化功能的半导体材料,其以纳米二氧化钛为代表。在光照条件下,当光子能量高于半导体吸收阈值时,半导体的价带电子发生带间跃迁,从而产生光生电子和空穴。此时吸附在光催化剂表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子,而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将甲醛氧化分解成co2和h2o。其对甲醛的处理效率高且作用彻底,处理过程无毒无害,因而受到广泛应用。
3、将光催化剂通过涂层形式整理至窗帘织物表面,能够利用光照对室内的甲醛进行有效降解,提高除甲醛效率。但涂层中的光催化剂在使用过程中容易脱落,影响其涂层的耐久性。
技术实现思路
1、第一方面,本申请提供一种光催化除甲醛织物,其包括织物和负载于织物上的光催化涂层;以质量份计,所述光催化涂层的原料包括:
2、水性聚氨酯乳液10~15份;
3、附着力促进剂5~10份;
4、改性光催化剂10~20份;
5、所述改性光催化剂由包括银掺杂二氧化钛和氨基-聚乙二醇-巯基的原料反应制得,所述银掺杂二氧化钛和氨基-
6、本申请采用的银掺杂二氧化钛具有复合半导体结构,掺杂银离子能够改善二氧化钛的带隙和光吸收范围,提高光催化效率。同时,银离子能够与纳米二氧化钛协同作用,有效提高织物的抗菌抑菌能力。氨基-聚乙二醇-巯基为氨基与巯基封端的聚乙二醇分子,其巯基端与银掺杂二氧化钛中银离子配位络合,其氨基端能够与水性聚氨酯乳液具有良好相容性,促进银掺杂二氧化钛颗粒分散。并且水性聚氨酯乳液中的活性基团能够与氨基端形成氢键,提高光催化剂的附着力,降低脱落概率。
7、优选的,所述水性聚氨酯乳液采用自交联型水性聚氨酯。
8、优选的,所述附着力促进剂为端羧基超支化聚酯。
9、通常为提高附着力,需要增加粘合剂的用量,但粘合剂用量增加势必会影响光催化剂的降解性能,同时涂层厚度的增加也使得织物柔软性下降,影响织物的加工使用,且容易出现涂层开裂现象。为解决该问题,本申请采用端羧基超支化聚酯,能够显著提高银掺杂二氧化钛的附着力的同时,提高整理后织物的韧性。
10、具体的,端羧基超支化聚酯具有球形结构,其表面含有丰富的端羧基,能够与水性聚氨酯中的氨基以及银掺杂二氧化钛表面引入的氨基发生酰胺化反应,从而在两者间形成牢固的化学连接,显著提高银掺杂二氧化钛的附着力。更为重要的是,端羧基超支化聚酯分子链之间不易缠结,球形结构内部具有空腔结构,在与水性聚氨酯乳液、银掺杂二氧化钛反应交联后,在交联点附近存在自由体积,能够提高涂层柔韧性,进而提高织物柔软度,降低涂层开裂剥落的概率。
11、优选的,所述光催化涂层的原料还包括2~4份的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺。
12、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺可活化端羧基超支化聚酯的羧基,促进化学交联反应的发生,有利于提高银掺杂二氧化钛的附着力。
13、优选的,所述银掺杂二氧化钛的d50粒径为1~100nm。
14、优选的,所述氨基-聚乙二醇-巯基中聚乙二醇的分子量为800~2000。
15、优选的,所述银掺杂二氧化钛通过溶胶凝胶法制得,以质量份计,其原料包括:钛酸丁酯10份
16、硝酸银溶液1~3份
17、乙醇30~40份
18、水2~4
19、无水乙酸5~10。
20、优选的,所述银掺银掺杂二氧化钛的原料还包括改性剂,所述改性剂包括2~3份的环氧硅烷偶联剂和0.5~1份氨基磺酸钠。
21、优选的,所述银掺杂二氧化钛的制备方法包括如下步骤:
22、原料配制:取适量乙醇于配制罐中,搅拌条件下向滴加钛酸丁酯,滴加完成后加入硝酸银溶液,混合均匀得到前驱体溶液;将无水乙酸、水和剩余的乙醇混合均匀,制得凝固液;
23、水解缩合:将凝固液滴加至前驱体溶液中,搅拌反应,得到凝胶;
24、煅烧:将凝胶晾干后研磨成粉末,取粉末置于400~500℃下煅烧2~4h,得到中间体粉末;制得银掺杂二氧化钛粗产物;
25、表面改性:将银掺杂二氧化钛粗产物分散于乙醇中,加入环氧硅烷偶联剂,搅拌反应后加入氨基磺酸钠,继续反应,制得银掺杂二氧化钛。
26、本申请采用环氧硅烷偶联剂和氨基磺酸钠对银掺杂二氧化钛进行表面改性,有利于促进掺杂二氧化钛纳米粒子的分散,充分抑制银掺杂二氧化钛离子间的团聚,得到光催化剂分布均匀的涂层,有利于提高甲醇去除率,降低脱落率。具体的,环氧硅烷偶联剂与银掺杂二氧化钛反应,将环氧基引入纳米粒子表面,再与氨基磺酸钠反应,从而在其表面引入显负电性的磺酸基团。环氧硅烷链的位阻作用与磺酸基团的静电作用配合,能够有效抑制银掺杂二氧化钛粒子间的团聚。
27、优选的,所述光催化涂层的原料还包括5~10份壳聚糖,所述壳聚糖的脱乙酰度不低于85%。
28、上述脱乙酰度不低于85%的壳聚糖具有良好的水溶性,能够与水性聚氨酯乳液相容,起到良好等成膜作用,成膜后能够提高涂层的抗菌抑菌效果。同时,壳聚糖在体系中显正电性,能够提高前述带负电性的银掺杂二氧化钛的附着力,降低脱落概率。
29、第二方面,本申请提供一种光催化除甲醛织物的制备方法,包括如下步骤:
30、浸轧整理:将光催化涂层的原料加入水中,配制成整理剂,将织物浸渍于整理剂中进行二浸二轧处理;
31、烘干定型:将轧干后的织物进行烘干定型,得到光催化除甲醛织物。
32、优选的,整理剂中,所述光催化涂层的原料与水的用量比为1:2~5。
33、优选的,织物浸渍时的浴比为3~5:1,浸渍时间为0.5~1.5h。
34、需要说明的是,二浸二轧工艺是指浸渍-轧压工序先后进行两次,以提高织物表面光催化剂的负载率。
35、综上所述,本申请具有如下有益效果:
36、1、本申请以水性聚氨酯乳液为粘合剂,以接枝氨基-聚乙二醇-巯基的银掺杂二氧化钛为光催化剂,以端羧基超支化聚酯为附着力促进剂,能够显著提高银掺杂二氧化钛在涂层上的附着力,并保障涂层的韧性和织物的柔软度,有利于降低银掺杂二氧化钛剥脱的概率,提高光催化除甲醛功效的耐久性。
37、2、采用环氧硅烷偶联剂和氨基磺酸钠对银掺杂二氧化钛进行表面改性,能够在银掺杂二氧化钛粒子上引入硅烷链和磺酸基团,从而产生空间位阻作用和静电作用,有效抑制粒子间的团聚,促进光催化剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光催化除甲醛织物,其特征在于,包括织物和负载于织物上的光催化涂层;以质量份计,所述光催化涂层的原料包括:
2.根据权利要求1所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述附着力促进剂为端羧基超支化聚酯。
3.根据权利要求2所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述光催化涂层的原料还包括2~4份的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺。
4.根据权利要求1所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述银掺杂二氧化钛的D50粒径为1~100nm。
5.根据权利要求1所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述氨基-聚乙二醇-巯基中聚乙二醇的分子量为800~2000。
6.根据权利要求1所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述银掺杂二氧化钛通过溶胶凝胶法制得,以质量份计,其原料包括:
7.根据权利要求6所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述银掺银掺杂二氧化钛的原料还包括改性剂,所述改性剂包括2~3份的环氧硅烷偶联剂和0.5~1份氨基磺酸钠。
8.根据权利要求7所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述银掺杂二
9.根据权利要求7所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述光催化涂层的原料还包括5~10份壳聚糖,所述壳聚糖的脱乙酰度不低于85%。
10.根据权利要求1~9任一项所述的光催化除甲醛织物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
...【技术特征摘要】
1.一种光催化除甲醛织物,其特征在于,包括织物和负载于织物上的光催化涂层;以质量份计,所述光催化涂层的原料包括:
2.根据权利要求1所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述附着力促进剂为端羧基超支化聚酯。
3.根据权利要求2所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述光催化涂层的原料还包括2~4份的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺。
4.根据权利要求1所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述银掺杂二氧化钛的d50粒径为1~100nm。
5.根据权利要求1所述的光催化除甲醛织物,其特征在于,所述氨基-聚乙二醇-巯基中聚乙二醇的分子量为800~2000。
6.根据权利要...
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