[发明专利]改性纳米氧化物、其自乳化分散液的制备方法及使用方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织品后整理助剂的技术领域，具体地说，本发明涉及改性纳米氧化物。另外，本发明还涉及所述的改性纳米氧化物的自乳化分散液的制备方法及其使用方法。

背景技术

纳米二氧化钛、纳米氧化锌是一种高性能功能无机材料，具有强的光催化作用、抗菌和紫外线屏蔽性能，在纺织材料方面有广泛的应用。由于纳米二氧化钛、纳米氧化锌粒径小、比表面大、表面能高，纳米粒子很容易团聚，同时纳米二氧化钛、纳米氧化锌与纺织材料特别是天然纤维结合耐久性不够，从而限制了其推广应用。

为了提高纳米二氧化钛、纳米氧化锌的分散及与天然纤维结合程度，对其表面改性是一种行之有效的方法。按表面改性剂分为无机改性和有机改性。

常用的无机改性为采用氧化硅对二氧化钛进行表面改性后，再实施硅烷偶联剂改性，改性后的纳米粒子表面为疏水性，不适合在水中分散，在纺织领域受到很大限制。

有机改性是主要的改性方法。主要包括表面活性剂法、偶联剂法和聚合物包覆法。

中国专利文献(CN1389520)——“多功能纳米氧化锌悬浮液及其制备方法”，公开了以下技术方案：该多功能悬浮液由改性的纳米氧化锌作为固体相，配以不同的表面活性剂和聚合物作为分散稳定相，采用特殊的工艺方法使之悬浮在不同的有机溶剂、水等溶剂液相中制备而成。利用该制备方法制成的多功能悬浮液，其分散性稳定，均匀性一致，且功能性强，可广泛应用于涂料、陶瓷、纺织等行业或领域。

中国专利文献(CN1511889)——“表面改性的纳米氧化锌水分散体及其制备方法和用途”，公开了以下技术方案：所述的水分散体，以体系重量百分比计，包括：0.1～10％的纳米氧化锌；0.06～10％的水合SiO₂、0.12～20％的水合Al₂O₃或0.05～10％的水合Fe₂O₃；0.1～10％的硅烷偶联剂；0.2～9％的水溶性聚合物；其余为水。通过水合SiO₂、水合Al₂O₃或水合Fe₂O₃沉积到纳米氧化锌的表面，而后与硅烷偶联剂、水溶性聚合物和水均匀混合，制得本发明的水分散体。在本发明的水分散体中纳米氧化锌的分散均匀、稳定，有效地防止了纳米氧化锌颗粒之间的团聚。本发明的水分散体可用于制备抗紫外的纺织品。

上述的纳米氧化物的改性主要是在制备时进行，改善了纳米粒子的分散性，避免了团聚，但没有解决纳米粒子与天然纤维结合耐久欠缺的问题。

中国专利文献(CN1635033)——“改性纳米氧化物、制备方法及其用途”，公开了以下技术方案：采用化学方法，对纳米氧化物进行表面改性，制成具有反应性基团的改性纳米氧化物。该纳米氧化物通过合适的交联剂和天然纤维上的羟基、羧基、氨基等活性基团产生化学键结合，提高了纳米粒子与天然纤维结合程度。但这种方法资源消耗多，成本高，对环境有一定污染。

发明内容

本发明首先提供一种改性纳米氧化物，其目的是由其制得自乳化分散液用于纺织品功能整理，天然纤维纺织品经过其整理后具有抗紫外线、红外吸收和抗菌性能。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的改性纳米氧化物是具有如下结构式的产物：

其中：

A为纳米氧化物；所述纳米氧化物是纳米二氧化钛、纳米氧化锌、银掺杂纳米二氧化钛、银掺杂纳米氧化锌、纳米氧化硅中的一种，或者是其中的两种构成的复合物；

带有二个异氰酸根的R1为二异氰酸酯，包括TDI、MDI、HDI、NDI、IPDI；

Y为封端剂，包括乙醇、亚硫酸氢钠、已内酰胺、苯酚；

n为10～135。

或者，所述的复合物是纳米二氧化钛-氧化锌复合物，或者是银掺杂纳米二氧化钛-氧化锌复合物，或者是纳米二氧化钛-氧化硅复合物，或者是银掺杂纳米二氧化钛-氧化硅复合物。

为了实现与上述技术方案相同的目的，本发明还提供了上述的改性纳米氧化物的自乳化分散液制备方法，其技术方案是：

1)、预制体的制备：

在氮气保护下，将聚乙二醇在温度为105℃、真空度为100～150mmHg的条件下，脱水1～2h；降温至55～50℃，再缓慢加入二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，升温至80℃，反应2.5h，得到所述预聚体B；

聚乙二醇、二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡的摩尔比为2.05∶1∶0.0001；