專利名稱：電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整理劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整理劑的制備方法，適用
于紡織行業(yè)，特別是電磁屏蔽織物的紡織行業(yè)。
背景技術(shù)：
電磁屏蔽織物剛剛問世時，主要用于電子工業(yè)。但近年來，隨著國民對身體健康的 日益關(guān)注，柔性屏蔽材料在民用領(lǐng)域得到了較快的發(fā)展。由于電磁屏蔽織物的表面層為銅、 鎳、銀等金屬，容易受使用環(huán)境的溫度、濕度影響，常規(guī)上有以聚氨酯或丙烯酸酯等涂布于 電磁屏蔽織物上，以達(dá)到保護(hù)金屬層的目的。但目前市場上服用電磁屏蔽織物的缺點是只 具有電磁屏蔽的功能，這嚴(yán)重制約了該類紡織品在民用防護(hù)方面的發(fā)展。因此，賦予織物電 磁屏蔽功能的同時，再使其具有抗菌、抗紫外等多功能性，已成為未來防輻射織物的發(fā)展方 向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整 理劑的制備方法，可以使電磁屏蔽織物具有抗紫外、抗菌、自清潔等優(yōu)異性能的同時，并保 持其原有的低表面電阻特點。 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明所述電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層 整理劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟 1、在每100ml乙醇中加入l-5ml硅烷偶聯(lián)劑，用乙酸調(diào)節(jié)該溶液pH為2_6，并攪 拌10-30分鐘，再將5-10克納米二氧化鈦粉體加入其中，同時進(jìn)行強(qiáng)力機(jī)械攪拌，反應(yīng)1-3 小時后將粉末從溶液中過濾出來，烘干，磨碎；將得到的粉體加入到乙醇中并持續(xù)攪拌，通 過水浴將該溶液加熱至50-90°C，隨后加入0. 1-0. 5克硬脂酸，反應(yīng)1-3小時后過濾取出粉 體，將其烘干，得到改性納米二氧化鈦。 2、按重量百分比為樹脂75 98%，改性納米二氧化鈦1 15%，交聯(lián)劑0 10% 配比攪勻，即得到所述電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整理劑。
所述納米二氧化鈦的粒徑小于20納米。 所述硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧 基硅烷或Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；樹脂優(yōu)選聚氨酯、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂 或乳膠樹脂；所述的交聯(lián)劑優(yōu)選異氰酸酯、三聚氰胺或其復(fù)配物。 本發(fā)明中的納米1102具有很高的光催化特性，是一種光催化半導(dǎo)體抗菌劑，作為 一種n型半導(dǎo)體，其禁帶寬相當(dāng)于波長為400nm光的能量。在波長小于400nm的光照射下， 能吸收能量高于其禁帶寬度的短波光輻射，產(chǎn)生電子躍遷，價帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成空 穴_電子對，并將能量傳遞給周圍的介質(zhì)，誘發(fā)光化學(xué)反應(yīng)，具有光催化能力。因此，納米二 氧化鈦具有優(yōu)異的抗菌、抗紫外的性能，其主要特點是
1)、只需要微弱的紫外光照射就可發(fā)生激發(fā)反應(yīng)。
2) 、 Ti02僅起到催化作用，自身不消耗，理論上可永久性地使用，對環(huán)境無二次污 染。 3)、納米1102晶粒中Ti-O鍵具有很強(qiáng)的不平衡性，其極性很強(qiáng)，表面吸附的水因
極化而發(fā)生解離，形成羥基， 0H自由基具有402. 8MJ/mo1反應(yīng)能，高于有機(jī)化合物中各類
化學(xué)鍵能，如C-C(83) 、 C-H(73)等，因此可將各種有機(jī)物分解為無害的二氧化碳及水，這樣
既能殺滅微生物，也能分解微生物賴以生存繁衍的有機(jī)營養(yǎng)物，達(dá)到抗菌目的。 納米二氧化鈦這些獨特的性能主要取決于其粒度的大小，粒徑越小，比表面積就
越大，其光催化活性也就越高。但納米二氧化鈦微粒比表面積大、表面能高，處于熱力學(xué)的
非穩(wěn)定態(tài)，在液相介質(zhì)中受范德華力的作用極易發(fā)生團(tuán)聚，影響其功能發(fā)揮，大大降低了納
米二氧化鈦的實際應(yīng)用效果，同時由于納米二氧化鈦表面親水疏油，在有機(jī)高分子樹脂中
難以均勻分散，界面上會出現(xiàn)空隙，當(dāng)空氣中的水分進(jìn)入空隙中就會引起界面處高聚物的
降解、脆化、導(dǎo)致材料性能下降。為了解決這一問題，充分利用二氧化鈦的優(yōu)良性能，本發(fā)明
在表面包覆一層偶聯(lián)劑膜對其進(jìn)行表面改性。 偶聯(lián)劑是具有兩性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，其分子中的一部分官能團(tuán)可與納米1102粉體表面 的活性基團(tuán)反應(yīng)，形成強(qiáng)有力的化學(xué)鍵合，另一部分官能團(tuán)可與有機(jī)高聚物發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 或物理纏繞，使納米Ti02和有機(jī)介質(zhì)產(chǎn)生特殊功能的"分子橋"，從而改善了納米復(fù)合材料 的綜合性能。改性后的納米二氧化鈦不易團(tuán)聚，可以更穩(wěn)定、更均勻的分散在水性聚氨酯 中。 本發(fā)明的有益效果是由上述改性二氧化鈦的性質(zhì)可知，改性后的納米二氧化鈦 不易團(tuán)聚，可以更穩(wěn)定、更均勻的分散在有機(jī)樹脂中，充分發(fā)揮其功能，進(jìn)而，本涂層整理劑 在賦予電磁屏蔽織物優(yōu)異的抗紫外、抗菌優(yōu)異性能的同時，仍能使其具有與原電磁屏蔽織 物相同的導(dǎo)電性能，且對人體無致敏性。


圖1是制取改性納米二氧化鈦的反應(yīng)式。
圖2是改性納米二氧化鈦的掃描電鏡照片。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實施例一 本實施例采用三元電子科技有限公司生產(chǎn)的鍍銅電磁屏蔽織物為基材，制備過程 如下 1、在200毫升乙醇中加入5毫升的Y-氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶聯(lián)劑
KH-550)，用乙酸調(diào)節(jié)該溶液pH值為4，攪拌20分鐘，將15克粒徑小于20nm的Ti02粉體加
入其中，同時進(jìn)行強(qiáng)力機(jī)械攪拌，反應(yīng)2小時后將粉末從溶液中過濾出來，烘干。將上述得
到的粉體磨碎后加入到乙醇中并持續(xù)攪拌，通過水浴將該溶液加熱至80°C，隨后加入0. 6
克硬脂酸，反應(yīng)2小時后過濾取出粉體，將其烘干，即得到改性的納米二氧化鈦。 2、按重量百分比水性聚氨酯98 % ，改性納米二氧化鈦2 %配比，拌勻，就得到了本
實施例制得的電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整理劑。
在電磁屏蔽織物上涂覆上述整理劑，再經(jīng)熱定型機(jī)熱烘干即可得到抗菌、抗紫外 等多功能性的電磁屏蔽織物。 經(jīng)測試可知未涂層電磁屏蔽織物的表面方阻值為0. 1-0. 15 Q/ 口，涂層之后，其 表面方阻值仍為0. 1-0. 15 Q / □，耐摩擦性能4 5級，同時，整理后織物具有較好的抗菌 性及抗紫外性，細(xì)菌減少百分率可達(dá)到80%以上，UPF指數(shù)70. 5。 在上述測試中，方阻值采用匿R-1C型方阻儀測試；屏蔽效能根據(jù)公式SE = R+A = [50+101og(P *f)—1+1.7d(f/p)"2計算得出，式中P-屏蔽物體積電阻率(Q 'cm) ;f-頻 率(MHz) ;d-鍍層厚度(cm);摩擦牢度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T3920-1997《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ?色牢度》測試；織物抗紫外性能參照AATCC Test Methodl83-2000方法測試；抗菌試驗參照 FZ/T01021-92織物抗菌性能測試方法進(jìn)行，后面實施例的測試方法和標(biāo)準(zhǔn)與此相同。
實施例二 本實施例采用三元電子科技有限公司生產(chǎn)的鍍鎳電磁屏蔽織物為基材，制備步驟 如下 1、在150毫升乙醇中加入4毫升的Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(硅烷 偶聯(lián)劑KH-560)，調(diào)節(jié)該溶液pH值為5，攪拌15分鐘，然后將10克粒徑小于20nm的Ti02粉 體加入其中，同時進(jìn)行強(qiáng)力機(jī)械攪拌，反應(yīng)1. 5小時后將粉末從溶液中過濾出來，烘干。將 上述得到的粉體磨碎后加入到乙醇中并持續(xù)攪拌，通過水浴將該溶液加熱至6(TC，隨后加 入0. 3硬脂酸，反應(yīng)1. 5小時后過濾取出粉體，將其烘干，即得到改性納米二氧化鈦。
2、按重量百分比乳膠樹脂93%，改性納米二氧化鈦5%，三聚氰胺2%配比拌勻， 就得到了本實施例制得的電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整理劑。
在電磁屏蔽織物上涂覆上述整理劑，再經(jīng)熱定型機(jī)熱烘干即得到抗菌、抗紫外等 多功能性的電磁屏蔽織物。 經(jīng)測試知未涂層電磁屏蔽織物的表面方阻值為0. 1-0. 15Q/ 口，涂層之后，其表 面方阻值仍為0. 1-0. 15 Q/ 口，耐摩擦性能4 5級，同時，整理后織物具有較好的抗菌性 及抗紫外性，細(xì)菌減少百分率可達(dá)到80%以上，UPF指數(shù)75. 5。
實施例三 本實施例采用三元電子科技有限公司生產(chǎn)的鍍銀電磁屏蔽織物為基材，制備步驟 如下 1、在200毫升乙醇中加入8毫升的Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(硅烷 偶聯(lián)劑KH-570)，調(diào)節(jié)該溶液pH值為3，攪拌30分鐘，將18克粒徑小于20nm的Ti02粉體 加入其中，同時進(jìn)行強(qiáng)力機(jī)械攪拌，反應(yīng)2小時后將粉末從溶液中過濾出來，烘干。將上述 得到的粉體磨碎后加入到乙醇中并持續(xù)攪拌，通過水浴將該溶液加熱至7(TC，隨后加入硬 脂酸，反應(yīng)2小時后過濾取出粉體，烘干，即得到改性納米二氧化鈦。 2、按重量百分比聚酯樹脂94%，改性納米二氧化鈦4%，異氰酸酯2%配比拌勻，
即得到本實施例制得的電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整理劑。 在電磁屏蔽織物上涂覆上述整理劑，再經(jīng)熱定型機(jī)熱烘干即得到抗菌、抗紫外等
多功能性的電磁屏蔽織物。 經(jīng)測試知未涂層電磁屏蔽織物的表面方阻值為0. 1-0. 15Q/ 口，涂層之后，其表 面方阻值仍為0. 1-0. 15 Q/ 口，耐摩擦性能4 5級，同時，整理后織物具有較好的抗菌性及抗紫外性，細(xì)菌減少百分率可達(dá)到80%以上，UPF指數(shù)72. 5。 結(jié)合圖1所示，在上述實施例中乙醇充當(dāng)著溶劑的作用，用于溶解硅烷偶聯(lián)劑、納 米二氧化鈦以及第一次得到的粉末。納米1102晶粒中Ti-O鍵具有很大的不平衡性，其極 性很強(qiáng)，表面吸附的水因極化而發(fā)生解離，形成羥基。利用納米1102表面的羥基與硅烷偶 聯(lián)劑中的烷氧基發(fā)生縮合反應(yīng)，表面吸附了烷氧基的納米1102通過硬脂酸與其表面吸附的 烷氧基發(fā)生反應(yīng)，從而在其表面形成長鏈烷烴，使納米Ti02的改性產(chǎn)物在有機(jī)物中具有良 好的分散性，進(jìn)而更好的發(fā)揮其優(yōu)異的抗菌抗紫外性能。 由改性納米二氧化鈦的掃描電鏡照片圖2可以看出改性后的納米二氧化鈦在有 機(jī)樹脂中分散均勻，沒有發(fā)生團(tuán)聚。
權(quán)利要求
一種電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整理劑的制備方法，其特征在于包括以下工序1.1、在每100ml乙醇中加入1-5ml硅烷偶聯(lián)劑，用乙酸調(diào)節(jié)該溶液pH為2-6，攪拌10-30分鐘，再將5-10克納米二氧化鈦加入其中，同時進(jìn)行強(qiáng)力機(jī)械攪拌，反應(yīng)1-3小時后將粉末從溶液中過濾出來，烘干，磨碎；將得到的粉體再加入到乙醇中并持續(xù)攪拌，通過水浴將該溶液加熱至50-90℃，隨后加入0.1-0.5克硬脂酸，反應(yīng)1-3小時后過濾取出粉體，將其烘干，得到改性納米二氧化鈦。1.2、按重量百分比交聯(lián)劑0～10％，所述改性納米二氧化鈦1～15％，其余為樹脂，配比拌勻，即得到所述的電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整理劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁屏蔽織物的納米二氧化鈦涂層整理劑的制備方法，其特 征在于所述納米二氧化鈦的粒徑小于20納米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁屏蔽織物的納米二氧化鈦涂層整理劑的制備方法，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基 硅烷或Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁屏蔽織物的納米二氧化鈦涂層整理劑的制備方法，其特征在于所述的樹脂為聚氨酯、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂或乳膠樹脂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁屏蔽織物的納米二氧化鈦涂層整理劑的制備方法，其特征在于所述的交聯(lián)劑為異氰酸酯、三聚氰胺或它們的復(fù)配物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整理劑的制備方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整理劑的制備方法，可以使電磁屏蔽織物具有抗紫外、抗菌、自清潔等優(yōu)異性能的同時，仍保持其原有的低表面電阻特點。解決該問題的技術(shù)方案是通過特定工藝對納米TiO2作改性處理，再將改性后的納米TiO2與樹脂、交聯(lián)劑配比拌勻，即得到所述的電磁屏蔽織物的改性納米二氧化鈦涂層整理劑。本發(fā)明可用于電磁屏蔽織物的紡織行業(yè)。
文檔編號C09C3/12GK101768853SQ20091015669
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者張海林, 王煒, 田海玉, 紀(jì)俊玲, 馬躍輝, 高堅生 申請人:浙江三元電子科技有限公司