一种全光谱抗紫外母粒及其在抗紫外织物中的应用的制作方法

专利2026-02-09  1


本发明涉及一种全光谱抗紫外母粒及其在抗紫外线织物中的应用,属于功能性材料。


背景技术:

1、高原地区海拔相对较高,大气对紫外线的削弱作用相对海拔低的地方较少;其人烟稀少,没有工业污染,空气比较清洁,日光中的紫外线被吸收较少;高原上积雪期长,雪面反射率高;以上三因素都增强了紫外线对人体的辐射强度。海边紫外线反射度高,海边的沙子与沙子之间互相反射,对紫外线的反射可达到15-20%,海水对于紫外线的反射度最高可达100%,作为对比,草地对紫外线反射率不到5%,且草地、树木还可以吸收阳光进行光合作用,柏油地面对于紫外线反射率比草地高,但不超过10%;海边、海上空气好,紫外线直射度高;皮肤含量水上升,更容易吸收紫外线;这三方面导致人体在海上、海边受到的紫外线辐射非常强烈。臭氧可以吸收紫外线,故臭氧层空洞会导致紫外线辐射的增加;在臭氧层空洞地区,高强度的紫外线辐射会对人类健康造成很大的威胁。

2、现有的全光谱抗紫外产品很多,比如:

3、专利cn107868987b公开了一种抗紫外防老化防虫纤维制备方法,其功能成分是镧系金属与一元有机化合物形成的配合物或与多元有机化合物形成的配合物、氯菊酯和溴氰菊酯;然而其紫外防护系数(upf)只能达到50,其抗紫外性能较差;

4、专利cn112899801a公开了一种添加稀土的抗紫外防老化合成纤维及其制备方法与应用,其采用的功能成分为氧化铈、氧化钇、氧化钐、氧化钆等稀土氧化物和二氧化硅、氧化铁等无机氧化物及二苯甲酮类、水杨醋酸类、邻氨基苯甲酮类、二苯甲醇类聚合型受阻胺类、亚甲基双-苯并三唑基四甲基丁基酚等有机抗紫外剂的混合物;虽然可以持久保持抗紫外功效、防老化,但其功能成分比较复杂;而且实施例中测得制备的纤维的紫外防护系数(upf)低于110,尚不能很好地满足在高海拔地区、海上海边、臭氧层空洞等特殊地区防紫外的需要,仍需进一步提升upf值和实现全波段吸收紫外线。


技术实现思路

1、[技术问题]

2、现有抗紫外母粒和抗紫外织物的抗紫外性能较差或只能吸收部分波段的紫外线。

3、[技术方案]

4、为了解决以上技术问题,本发明先通过将ce/ag/zno无机纳米复合材料、纳米氧化镨和聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)树脂混料,熔融共混,挤出、切粒、干燥,得到全光谱抗紫外母粒;之后将制备的全光谱抗紫外母粒采用熔融纺丝制成全光谱抗紫外长丝;最后将全光谱抗紫外长丝与丙纶长丝并纱加捻成经纱,全光谱抗紫外长丝和锦纶长丝并纱加捻为纬纱,织造形成全光谱抗紫外织物;本发明制备的全光谱抗紫外织物在全波段拥有良好的抗紫外性能且力学性能良好。

5、本发明的第一个目的是提供一种制备全光谱抗紫外母粒的方法,包括如下步骤:

6、将ce/ag/zno无机纳米复合材料、纳米氧化镨和pet树脂混料,熔融共混,挤出、切粒、干燥,得到全光谱抗紫外母粒。

7、在一种实施方式中,ce/ag/zno无机纳米复合材料、纳米氧化镨、pet树脂的质量比为3-6:4-7:90。

8、在一种实施方式中,所述的ce/ag/zno无机纳米复合材料的制备方法为:

9、将10-14g硝酸锌(zn(no3)2·6h2o)溶解在180-220ml水中,得到硝酸锌溶液;

10、将0.10-0.14g硝酸银和0.10-0.14g硝酸铈四水合物加入硝酸锌溶液中,在20-30℃、500-800rpm下搅拌15-30min,得到混合溶液;

11、将290-310ml 0.25mol/l的氢氧化钠溶液以2-4滴/分钟的速率加入混合溶液中,滴加的同时在20-30℃、50-70rpm下进行搅拌,得到白色沉淀;

12、将白色沉淀洗涤、干燥,得到前驱体;

13、将前驱体在280-320℃、380-420℃和480-520℃下分别煅烧3.5-4.5小时,得到ce/ag/zno无机纳米复合材料。

14、在一种实施方式中,ce/ag/zno无机纳米复合材料的粒度为20-40nm,纳米氧化镨的粒度为40-60nm。

15、在一种实施方式中,混料的方式为:

16、先将部分pet树脂加入高速混料机,再加入ce/ag/zno无机纳米复合材料和纳米氧化镨,最后加入剩余pet树脂;其中,部分pet树脂和剩余pet树脂的质量比为1:1。

17、在一种实施方式中,熔融共混的温度为270-300℃,转速为160-200r/min。

18、本发明的第二个目的是提供一种全光谱抗紫外母粒,其特征在于,采用上述的方法制备得到。

19、本发明的第三个目的是提供一种制备全光谱抗紫外长丝的方法,包括以下步骤:

20、(1)将权利要求5所述的全光谱抗紫外母粒和pet切片按照质量比5-9:91-95混合、干燥,得到混合料;

21、(2)将混合料送入螺杆挤出机在270-300℃下熔融30-50min,过滤后,经计量泵以转速为20-30r/min定量输入复合纺丝组件进行纺丝,得到新纺出的纤维;之后将新纺出的纤维冷却成型,得到全光谱抗紫外长丝。

22、在一种实施方式中,步骤(1)中混合、干燥是采用真空转鼓干燥机在120-140℃下干8-10h。

23、在一种实施方式中,步骤(2)中冷却成型是采用工艺空调冷却装置对新纺出的纤维进行冷却成型,冷却风温度为20-30℃,风速为0.3-0.5m/s,相对湿度为60-75%。

24、本发明的第四个目的是提供一种全光谱抗紫外长丝,采用上述方法制备得到。

25、在一种实施方式中,全光谱抗紫外长丝的细度为40-60d。

26、本发明的第五个目的是提供一种制备全光谱抗紫外织物的方法,包括以下步骤:

27、将上述的全光谱抗紫外长丝和丙纶长丝按照根数比3-4:1进行并纱加捻形成经纱;

28、将上述的全光谱抗紫外长丝和锦纶长丝按照根数比3-4:1进行并纱加捻形成纬纱;

29、将经纱和纬纱经过织造,得到全光谱抗紫外织物。

30、在一种实施方式中,并纱加捻的捻度为2-5捻/cm。

31、在一种实施方式中,织造的组织包括平纹组织、斜纹组织、缎纹组织。

32、在一种实施方式中,织造的经纱密度为240-400根/10cm,纬纱密度为200-320根/10cm。

33、在一种实施方式中,丙纶长丝的细度为40-60d。

34、在一种实施方式中,锦纶长丝的细度为40-60d。

35、本发明的第六个目的是提供一种全光谱抗紫外织物,采用上述方法制备得到。

36、本发明的第七个目的是提供上述的全光谱抗紫外母粒、上述的全光谱抗紫外长丝或上述的全光谱抗紫外织物在产业用纺织品中的应用。

37、[有益效果]

38、(1)本发明将ce/ag/zno无机纳米复合材料、纳米氧化镨与pet树脂混料,熔融共混,挤出、切粒、干燥,得到全光谱抗紫外母粒;通过ce/ag/zno无机纳米复合材料与纳米氧化镨的组合,实现了全波段吸收紫外线,并能持续的光转化,不易分解、长久有效,从而达到极其优异的抗紫外效果。

39、(2)本发明将制备的全光谱抗紫外母粒采用熔融纺丝制成全光谱抗紫外纤维,将全光谱抗紫外长丝与丙纶长丝并纱加捻成经纱,全光谱抗紫外长丝和锦纶长丝并纱加捻为纬纱,织造形成全光谱抗紫外织物;所制备的全光谱抗紫外织物力学性能、抗紫外性能优异;uva透过率在1%以下,uvb透过率的透过率在0.7%以下;经向断裂强力大于825n,纬向断裂强力大于880n,upf大于1000;耐水洗性能良好。


技术特征:

1.一种制备全光谱抗紫外母粒的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,ce/ag/zno无机纳米复合材料、纳米氧化镨、pet树脂的质量比为3-6:4-7:90。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,混料的方式为:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,纳米氧化镨的粒度为40-60nm,ce/ag/zno无机纳米复合材料的粒度为20-40nm。

5.一种全光谱抗紫外母粒,其特征在于,采用权利要求1-4任一项所述的方法制备得到。

6.一种制备全光谱抗紫外长丝的方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.一种全光谱抗紫外长丝,其特征在于,采用权利要求6所述的方法制备得到。

8.一种制备全光谱抗紫外织物的方法,其特征在于,包括以下步骤:

9.一种全光谱抗紫外织物,其特征在于,采用权利要求8所述的方法制备得到。

10.权利要求5所述的全光谱抗紫外母粒、权利要求7所述的全光谱抗紫外长丝或权利要求9所述的全光谱抗紫外织物在产业用纺织品中的应用。


技术总结
本发明公开了一种全光谱抗紫外母粒及其在抗紫外织物中的应用,属于功能性材料技术领域。本发明先通过将Ce/Ag/ZnO无机纳米复合材料、纳米氧化镨和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂混料,熔融共混,挤出、切粒、干燥,得到全光谱抗紫外母粒;之后将制备的全光谱抗紫外母粒采用熔融纺丝制成全光谱抗紫外长丝;最后将全光谱抗紫外长丝与丙纶长丝并纱加捻成经纱,全光谱抗紫外长丝和锦纶长丝并纱加捻为纬线,织造形成全光谱抗紫外织物;本发明制备的全光谱抗紫外织物在全波段拥有良好的抗紫外性能且力学性能良好。

技术研发人员:孙侠,张堂俊,丁利忠,杨妮丽
受保护的技术使用者:浙江金彩新材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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