[发明专利]纳米TiO2/ZnO掺杂复合水溶胶及其制备方法及对织物的整理方法

说明书

技术领域

木发明属于化学技术、纺织技术相互交叉技术领域，具体涉及一种纳米TiO₂/ZnO掺杂复合水溶胶及其制备方法及对织物的整理方法。

背景技术

纺织品由于自身结构的特性（多孔性和吸湿性）利于微生物附着，使其成为微生物生存、繁殖的良好寄生体。同时人们穿着或使用纺织品的过程中会沾染很多汗液、油脂、皮屑以及其它各种人体分泌物，也会被环境中的污物所污染，这些都是各种微生物良好的营养源。在高温高湿条件下，细菌和真菌在纤维上大量繁殖，最终会产生很多问题，尤其是病菌大量繁殖后，会通过皮肤、呼吸道、消化道以及血液对人体造成危害，引发各种病症。此外还会污染纤维，使其发霉、变色和发臭，丧失服用性能。因此，抗菌纺织品成为科研单位、厂家、商家主要的研究开发方向。

目前，关于抗菌整理方法的报道很多，按照加工方法的不同，主要分为：后整理法；在聚合阶段进行共混改性法。

后整理法的加工过程比较简单，加工成本较低，目前的抗菌产品生产中，以后整理法居多。

共混改性法生产过程复杂，对抗菌剂的要求高，且加工成本较高，因此其应用不如后整理法广泛。抗菌整理剂主要有：有机抗菌整理剂和无机抗菌整理剂两种。

无机抗菌材料是一种新型抗菌材料，纳米ZnO、纳米TiO₂等，对紫外线普遍具有较强的吸收和反射作用，具有优良的光催化活性。且其性质稳定，安全无毒，来源丰富。在有光射下能够被光子激活，实现电子（或空穴）流动，并在其表面上发生很强的氧化（或还原）分解作用，可破坏细胞的细胞膜，从而使细胞组分流失造成细菌死亡。还可凝固病毒的蛋白质，抑制病毒活性达到杀灭病毒的目的，具有自洁、去污、杀菌、除臭及去除NO_x有害气体等功能。

国内外大多数研究都是将纳米TiO₂颗粒进行分散，然后作为整理剂对织物进行整理，这些方法具有很多缺点。第一，制备TiO₂超细粉体需要长时间的高温煅烧(>300℃)，能耗大，成本高；第二，纳米材料特别是无机物如TiO₂与有机纺织原料亲和性差，分散不均匀，易团聚甚至析出。故需对纳米材料粉体做表面改性，但超细粉体颗粒粒径小，比表面积大，表面能高，极易团聚，即便经过表面修饰也不能彻底解决团聚问题；第三，TiO₂超细粉体加入到纺丝液制备功能纤维时，大多被包裹在纤维内部，而很少暴露在纤维表面，其抗静电、抗菌除臭、自清洁等功能不能得到充分发挥。即使通过后整理将TiO₂涂覆在织物上，树脂粘合剂也会对其形成包裹。第四，在使用过程中，光催化剂较强的氧化还原性也会促使有机物的纤维材料本身或粘合剂的过早老化。同时，混入纤维内部的光催化剂由于不能充分接受太阳光的照射，也就不能很好的发挥光催化作用。

在不断的探索中发现采用溶胶-凝胶方法对纺织品进行功能整理时，可避免上述整理方法的诸多不足。采用溶胶-凝胶方法对织物进行功能整理时，在溶胶阶段就将其整理到织物上形成凝胶膜，省去了把凝胶通过高温烧结成氧化物粉末的步骤，避免了纳米级氧化物粉末自身氧化和团聚的问题，成为纳米材料对织物功能整理的新途径。

其次，在选用纳米光催化材料的时候，很少采用复合、掺杂联合的方法改善TiO₂的光催化性能。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种纳米TiO₂/ZnO掺杂复合水溶胶及其制备方法及对织物的整理方法。通过溶胶-凝胶法在溶胶阶段将TiO₂、ZnO、La³⁺或Ag⁺在分子水平或纳米尺寸复合，在同一透明基质上制备出含有多种组分的掺杂水溶胶，并将所制备的掺杂水溶胶用于纺织品的功能整理，经过焙烘除去有机溶剂，在织物表面形成一层多孔结构的氧化物凝胶膜，与纤维表面直接形成较好的不规则密合，赋予织物多功能性，如自清洁、抗菌、抗紫外、抗静电等。

本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：

一种纳米TiO₂/ZnO掺杂复合水溶胶，其特征在于，包括ZnO水溶胶，TiO₂水溶胶和质量百分比为0.1%～1%的Ag⁺或La³⁺，其中TiO₂水溶胶与ZnO水溶胶物质的量比为1∶0～5。

作为优选，TiO₂水溶胶与ZnO水溶胶物质的量比为1∶0.5。