一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽纺织复合面料的制备方法

摘要

本发明提供一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽纺织复合面料的制备方法，其特点是：将纳米石墨烯微片溶液和纳米二氧化钛溶液震荡分散后加入到一定量的粘合剂溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：石墨烯溶液30%-60%，纳米二氧化钛溶液10%-30%，粘合剂溶液30%-60%；所用的涂层方法为转移涂层法；将石墨烯涂层织物高温紫外固化，烘干温度为75-95℃，固化时间为5-30分钟，冷却后，将石墨烯涂层织物与转移涂层纸进行剥离，最后，制得具有紫外屏蔽功能特性的复合面料。工艺简单、合理，易于操作，且产量较高，纳米石墨烯微片用量较少，产品具有优异的紫外屏蔽功能，可用于紫外屏蔽太阳伞、防护服等功能性纺织品。

权利要求

1.一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽纺织复合面料的制备方法，其特征在于，包括依次进行的纳米石墨烯微片屏蔽剂混合工序、涂层工序及紫外固化工序；

所述纳米石墨烯微片屏蔽剂混合工序为：将纳米石墨烯微片溶液和纳米二氧化钛溶液震荡分散后加入到一定量的粘合剂溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：纳米石墨烯微片溶液30%-60%，纳米二氧化钛溶液10%-30%，粘合剂溶液30%-60%；所述涂层工序为：采用的涂层方法为转移涂层法；所述紫外固化工序为：将纳米石墨烯微片涂层织物紫外固化，其中烘干温度为75-95℃，固化时间为5-30分钟，冷却后，将纳米石墨烯微片涂层织物与转移涂层纸进行剥离，最后，制得具有紫外屏蔽功能特性的复合面料；

所述纳米石墨烯微片溶液中纳米石墨烯微片固含量为1%-5%，纳米二氧化钛溶液固含量为5%-10%，粘合剂固含量为30%-50%；所述复合面料上涂层纳米石墨烯微片的平方米克2

重为0.1-2g/m；所述粘合剂选自聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或多种；所述紫外光固化工序使用高压汞灯，辐照功率为100-500W，辐照距离为30-60cm。

2.按照权利要求1所述的一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽纺织复合面料的制备方法，其特征在于，所述涂层工序的具体工艺为：在转移涂层机上对织物基布进行涂层整理，首先，将纳米石墨烯微片屏蔽剂涂在转移涂层纸上，涂层厚度为0.05-0.5mm；将所选用的织物基布与涂层进行粘合，用压辊进行加压，压辊隔距为0.15-0.5mm。

说明书

一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽纺织复合面料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明纺织产品制造技术领域，具体涉及防护功能的纺织面料加工技术，具体说是一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽纺织复合面料的制备方法。

背景技术

[0002] 随着全球工业化的快速发展，空气受到严重污染，大气臭氧层遭到破坏，臭氧层厚度减少，太阳光中辐射到地球的短波长紫外线部分增加，适量的紫外线能够使人体内合成维生素并杀灭一些微生物和病毒，但紫外线过量摄入和短波化后，对人体会产生重大危害和影响；长期照射紫外线会使人的皮肤产生黑色素，出现晒黑和晒斑，如果晒黑和晒斑反复发生，会增加患黑色素瘤的危险。所以，开发具有防紫外线功能的纺织面料及其制品对有效遮蔽紫外线对皮肤的损伤具有重要意义，市场前景广阔。

[0003] 目前，紫外线遮蔽剂可分为两种，一种为无机类紫外线反射剂，作用机理主要是对紫外线进行吸收、反射和散射，以阻止其进入人体皮肤，紫外线透射率较低的反射剂为二氧化钛、氧化锌，较为常用；另一种是有机类紫外线吸收剂，主要是对紫外线具有吸收作用，此类吸收剂的共同点是在结构上都含有羟基，在形成稳定氢键、氢键螯合环等过程中能吸收紫外线能量转变成热能散失，国内市场上常用的有机类紫外线吸收剂是二苯甲酮类和苯并三唑类。上述两类遮蔽剂通过共混纺丝和后整理方法制备防紫外线织物，对于无机类反射剂，其较大的比表面积可以对紫外线产生漫反射，以达到防紫外线效果，但其防紫外线效果的稳定性和效率有待提高；对于部分有机类吸收剂具有一定的毒性，不适合与人体皮肤长时间接触。

[0004] 同时，上述防紫外纺织品均处于紫外线防护系数（UPF）50、UVB透过率0.5%的防护效果，即可阻挡绝大部分紫外辐射，但不能完全屏蔽紫外线。在某些特定环境下要求“紫外屏蔽”，即紫外线防护系数（UPF）远大于50,UVB透过率远小于0.5%，所以，开发一种紫外屏蔽纺织复合面料是目前亟待解决的技术课题。

[0005] 纳米石墨烯微片是一种新型碳纳米轻质材料，具有独特的单原子层二维晶体结构，巨大的比表面积，由于其超高的强度、电导率、热导率、反射性等特性而得到广泛研究，纳米石墨烯微片的厚度（1-3nm）远小于紫外线波长（100-400nm），易促进紫外线的散射；纳米石墨烯在紫外波段的吸收峰在270nm，易产生电子-空穴对，具有吸收紫外线的功能；此外，二维平面结构对各类光线的反射效率高、遮蔽效果理想。基于上述特性，纳米石墨烯微片应具有理想的紫外屏蔽效果，可应用于紫外屏蔽纺织复合面料的制备。

发明内容

[0006] 本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽纺织复合面料的制备方法，工艺简单、合理，易于操作，且产量较高，纳米石墨烯微片含量较少，生产的纺织面料具有优异的紫外屏蔽功能，适用于功能性紫外屏蔽纺织品。

[0007] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

[0008] 一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽纺织复合面料的制备方法，其特征在于，包括依次进行的纳米石墨烯微片屏蔽剂混合工序、涂层工序及紫外固化工序；所述纳米石墨烯微片屏蔽剂混合工序为：将纳米石墨烯微片溶液和纳米二氧化钛溶液震荡分散后加入到一定量的粘合剂溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：纳米石墨烯微片溶液30%-60%，纳米二氧化钛溶液10%-30%，粘合剂溶液30%-60%；所述涂层工序为：采用的涂层方法为转移涂层法；所述紫外固化工序为：将纳米石墨烯微片涂层织物紫外固化，其中烘干温度为75-95℃，固化时间为5-30分钟，冷却后，将纳米石墨烯微片涂层织物与转移涂层纸进行剥离，最后，制得具有紫外屏蔽功能特性的复合面料。

[0009] 优选的，所述纳米石墨烯微片溶液中纳米石墨烯微片固含量为1%-5%，纳米二氧化钛溶液固含量为5%-10%，粘合剂固含量为30%-50%；所述复合面料上涂层纳米石墨烯微片2
的平方米克重为0.1-2g/m。

[0010] 优选的，所述粘合剂选自聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或多种。

[0011] 优选的，所述紫外光固化工序使用高压汞灯，辐照功率为100-500W，辐照距离为30-60cm。

[0012] 进一步的，所述涂层工序的具体工艺为：在转移涂层机上对织物基布进行涂层整理，首先，将纳米石墨烯微片屏蔽剂涂在转移涂层纸上，涂层厚度为0.05-0.5mm；将所选用的织物基布与涂层进行粘合，用压辊进行加压，压辊隔距为0.15-0.5mm。

[0013] 本发明与现有技术相比有许多优点和积极效果：

[0014] 本发明制备方法的的生产工艺简单，易于操作，产量较高，纳米石墨烯微片含量较少；本发明方法制备的纳米石墨烯微片涂层织物的紫外光透过率（UVA）≤0.5%，紫外线防护系数（UPF）最高可到500+，具有超强紫外屏蔽功能（按照标准GB/T 18830-2002，UPF50+即达到防紫外线产品标准），可用于紫外屏蔽太阳伞、太阳帽、防护服、帐篷、遮阳蓬等功能性紫外屏蔽纺织品。

附图说明

[0015] 图1 是经本发明实施例1制备的具有紫外屏蔽功能的涤纶太阳伞复合面料紫外线透过率曲线坐标图；

[0016] 图2是经本发明实施例2制备的具有紫外屏蔽功能的阻燃粘胶复合帐篷面料紫外线透过率曲线坐标图。

[0017] 图3是经本发明实施例3制备的具有紫外屏蔽功能的锦纶长丝织物紫外线透过率曲线坐标图。

具体实施方式

[0018] 下面结合具体的实施实例对本发明做进一步的说明。

[0019] 本发明一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽纺织复合面料的制备方法的具体实施方式，包括依次进行的纳米石墨烯微片屏蔽剂混合工序、涂层工序及高温固着工序，其中：

[0020] 所述纳米石墨烯微片屏蔽剂混合工序为：将纳米石墨烯微片溶液和纳米二氧化钛震荡分散后加入到一定量的粘合剂溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：纳米石墨烯微片溶液30%-60%，纳米二氧化钛溶液10%-30%，粘合剂溶液30%-60%。所述涂层工序为：采用的涂层方法为转移涂层法。所述紫外固化工序为：将纳米石墨烯微片涂层织物紫外固化，其中烘干温度为75-95℃，固化时间为5-30分钟，冷却后，将纳米石墨烯微片涂层织物与转移涂层纸进行剥离，最后，制得具有紫外屏蔽功能特性的复合面料。

[0021] 本发明的具体实施例如下：

[0022] 实施例1：一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽涤纶太阳伞复合面料的制备方法，包括如下工序：

[0023] （1）纳米石墨烯微片屏蔽剂混合工序：将纳米石墨烯微片溶液和纳米二氧化钛溶液震荡分散后加入到水溶性聚氨酯溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：纳米石墨烯微片溶液30%，纳米二氧化钛溶液10%，水溶性聚氨酯溶液60%；其中，纳米石墨烯微片溶液中纳米石墨烯微片固含量为2%，纳米二氧化钛固含量5%，水溶性聚氨酯溶液中聚氨酯固含量为50%。

[0024] （2）涂层工序：在转移涂层机上对其进行涂层整理，首先将纳米石墨烯微片屏蔽剂涂在转移涂层纸上，涂层厚度为0.05mm；将所选用的涤纶太阳伞织物基布与涂层进行粘合，用压辊进行加压，压辊隔距为0.15mm。

[0025] （3）紫外固化工序：将纳米石墨烯微片涂层织物置于紫外固化装置下进行烘干，其中紫外灯功率为200W，辐照温度为80℃，辐照距离为30cm，高温固化时间为20分钟。冷却后，将涤纶太阳伞涂层织物与转移涂层纸进行剥离，得到纳米石墨烯微片紫外屏蔽涤纶复2
合太阳伞面料，其中，复合面料上涂层纳米石墨烯微片的平方米克重为0.2g/m。

[0026] 经测试，未经涂层处理涤纶太阳伞织物的紫外光透过率UVA=14.38%，UVB=2.70%，紫外线防护系数（UPF）=18.44。所得纳米石墨烯微片涤纶复合太阳伞面料的紫外光透过率UVA= 2.14%，UVB= 0.30%，紫外线透过率曲线如图1所示，紫外线防护系数（UPF）=155.96。

[0027] 实施例2：一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽阻燃粘胶复合帐篷面料的制备方法，包括如下工序：

[0028] （1）纳米石墨烯微片屏蔽剂混合工序：将纳米石墨烯微片溶液和纳米二氧化钛溶液震荡分散后加入到聚丙烯酸酯溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：纳米石墨烯微片溶液40%，纳米二氧化钛溶液10%，聚丙烯酸酯溶液50%；其中，纳米石墨烯微片溶液中纳米石墨烯微片固含量为2%，纳米二氧化钛固含量为10%，聚丙烯酸酯溶液中聚丙烯酸酯固含量为50%。

[0029] （2）涂层工序：在转移涂层机上对其进行涂层整理，首先将纳米石墨烯微片屏蔽剂涂在转移涂层纸上，涂层厚度为0.1mm，；将所选用的阻燃粘胶织物基布与涂层进行粘合，用压辊进行加压，压辊隔距为0.2mm。

[0030] （3）紫外固化工序：将纳米石墨烯微片涂层织物置于紫外固化装置下进行烘干，其中紫外灯功率为300W，辐照温度为95℃，辐照距离为30cm，高温固化时间为30分钟。冷却后，将阻燃粘胶织物涂层织物与转移涂层纸进行剥离，得到纳米石墨烯微片紫外屏蔽阻燃2
粘胶复合帐篷面料，其中，复合面料上涂层纳米石墨烯微片的平方米克重为1g/m。

[0031] 经测试，未经涂层处理阻燃粘胶织物的紫外光透过率UVA= 29.30%，UVB= 21.29%，紫外线防护系数（UPF）=4.26。所得纳米石墨烯微片阻燃粘胶复合帐篷面料的紫外光透过率UVA= 0.45%，UVB= 0.07%，紫外线透过率曲线如图2所示，紫外线防护系数（UPF）=500。

[0032] 实施例3：一种纳米石墨烯微片紫外屏蔽锦纶长丝及其复合面料的制备方法，包括如下工序：

[0033] （1）纳米石墨烯微片屏蔽剂混合工序：将纳米石墨烯微片溶液和纳米二氧化钛溶液震荡分散后加入到水溶性聚氨酯溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：纳米石墨烯微片溶液50%，纳米二氧化钛溶液10%，聚丙烯酸酯溶液40%；其中，纳米石墨烯微片溶液中纳米石墨烯微片固含量为1%，纳米二氧化钛固含量为10%，水溶性聚氨酯溶液中水溶性聚氨酯固含量为50%。

[0034] （2）涂层工序：在转移涂层机上对其进行涂层整理，首先将纳米石墨烯微片屏蔽剂涂在转移涂层纸上，涂层厚度为0.05mm，；将所选用的排列均匀的锦纶长丝与涂层进行粘合，用压辊进行加压，压辊隔距为0.1mm。

[0035] （3）紫外固化工序：将纳米石墨烯微片涂层织物置于紫外固化装置下进行烘干，其中紫外灯功率为250W，辐照温度为85℃，辐照距离为50cm，高温固化时间为45分钟。冷却后，将涂层锦纶长丝与转移涂层纸进行剥离，得到纳米石墨烯微片紫外屏蔽锦纶长丝，其2
中，锦纶长丝上涂层纳米石墨烯微片的平方米克重为0.5 g/m。

[0036] （4）织造成型工序：以纳米石墨烯微片锦纶复合长丝为经纬纱，由喷气织机织造纳米石墨烯微片锦纶复合面料，织物组织结构为平纹。

[0037] 经测试，未经涂层处理锦纶纤维的紫外光透过率UVA= 27.73%，UVB= 13.42%，紫外线防护系数（UPF）=6.63。所得纳米石墨烯微片锦纶长丝织物的紫外光透过率UVA= 0.75%，UVB= 0.27%，紫外线透过率曲线如图3所示，紫外线防护系数（UPF）=375。

[0038] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。