[发明专利]一种在涤纶织物表面制备纳米二氧化钛薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于功能纺织材料技术领域，涉及一种涤纶织物的表面处理方法，具体涉及一种在涤纶织物表面制备纳米二氧化钛薄膜的方法。

背景技术

在众多的半导体功能无机材料中，纳米二氧化钛粉体因具有良好的光催化活性和电性能，在光催化、染料、工业催化、锂离子二次电池材料和光敏化电池等领域中应用前景广阔，成为当前纳米技术研究的重点和热点。纳米二氧化钛粉体材料比较突出的问题是容易团聚，导致光催化活性降低，对其它性能也有很大影响。因此合成单分散高质量的纳米二氧化钛粉体是近年来的研究重点。目前，制备纳米二氧化钛粉体主要有溶胶凝胶法、均匀沉淀法、微乳法和水热法等多种方法，其中水热技术表现出较为宽广的发展前景，这是由于反应发生在密闭的系统中，不会有其它杂质的引入，制备时温度较低，时间较短，制得的纳米二氧化钛粉体粒径小、纯度高、分散性好、颗粒均匀、晶粒发育完整、形状可控，而且能够得到理想的化学计量组成材料等优异特性。涤纶纤维强度高，弹性好，耐热、耐磨和耐光辐照，可用于衣料、床上用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物等纺织品，以及其他工业用纤维制品，如过滤材料、绝缘材料、轮胎帘子线和传送带等。采用水热技术在涤纶织物纤维表面负载纳米二氧化钛薄膜具有十分广阔的发展前景，不仅使改性后的涤纶织物具有抗菌性能，抗紫外线能力增强，而且耐洗涤性能优良，还能够用于印染废水光催化降解等方面。

目前有关使用硫酸钛和尿素对涤纶织物负载纳米二氧化钛薄膜的产品还没有。对涤纶织物进行表面改性方法主要有两种：一是制备含有纳米颗粒的功能性纤维，即在纺丝过程中将纳米颗粒分散在化纤原材料中，再纺丝成纤，其优点是性能持久，缺点是纳米颗粒与聚合物材料亲和性较差，纳米颗粒分散不均匀，团聚现象严重，大部分纳米颗粒包埋在纤维基体中，纤维表面的纳米颗粒很少，因此功能性大幅下降；二是采用后整理工艺将纳米颗粒整理到织物表面，通常使用粘合剂和助剂等原料，因此也同样面临着纳米颗粒团聚的问题，而且整理后的织物耐洗涤牢度不好，织物服用性能受到影响，手感明显变差。

发明内容

本发明的目的是提供一种在涤纶织物表面制备纳米二氧化钛薄膜的方法，解决了现有的改性方法处理得到的涤纶织物抗紫外线和抗菌性能、耐洗涤性能差以及织物手感风格下降的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种在涤纶织物表面制备纳米二氧化钛薄膜的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：将待处理的涤纶织物在60～90℃条件下，用处理液在频率28kHz、功率100w条件下，超声振荡清洗10～30min，然后烘干备用；

步骤2：按待处理的涤纶织物质量的0.5～1.5%称取硅烷偶联剂，将称取的硅烷偶联剂充分溶解在体积比为1：3的无水乙醇与去离子水溶液中，得到混合溶液，将步骤1得到的预处理好的涤纶织物浸入上述混合溶液中，在60℃的条件下搅拌处理1～3h，然后置于25W紫外线灯下照射10～30min，80℃预烘10min，110℃焙烘20min，用去离子沸水漂洗1～3次；

步骤3：按照质量比为1：1～5称取步骤2得到的处理后的涤纶织物及硫酸钛，按照尿素和硫酸钛的摩尔比为1：0.1～0.5，根据称取的硫酸钛用量称取尿素，分别用去离子水溶解硫酸钛和尿素，得到硫酸钛、尿素溶液，把尿素溶液加入到硫酸钛溶液中并剧烈搅拌得到混合溶液，将称取的涤纶织物浸渍在混合溶液中5～20min，然后将浸渍有涤纶织物的混合溶液放入高温高压反应釜中，并用去离子水填充至反应釜体积的60～80%，密封，将密封好的反应釜在140～180℃条件下水热反应1～2h，待反应结束后取出涤纶织物；

步骤4：将步骤3得到的反应后的涤纶织物，以1：30～50的浴比，在温度为100℃的条件下用洗涤液洗涤15～30min，然后用热、冷水反复洗涤，烘干，完成在涤纶织物表面制备纳米二氧化钛薄膜。

本发明的特点还在于，

其中的步骤1中的处理液是由体积比为1：1的去离子水与质量浓度为95%的无水乙醇混合而成的。

其中的步骤3中的尿素溶液中，去离子水与尿素的质量比为1：3～6，硫酸钛溶液中，去离子水与硫酸钛的质量比为1：3～10。

其中的步骤4中的洗涤液，按照质量-体积比，是由2g/L的固体皂片、2g/L的纯碱溶于水组成的。