專利名稱：：一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法
技術領域：
：本發明屬空氣自凈化功能織物的制備領域，特別是涉及一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法。
背景技術：
：近年來，隨著生活水平的提高，大量新型裝飾材料、家具以及生活用品不斷進人室內，由此造成的室內環境污染也日趨嚴重。針對日趨嚴重的室內空氣污染，科研人員積極投人室內空氣污染的防治以及凈化研究工作之中，涌現出了大量的室內空氣凈化技術及相關產品。眾多科研工作者相繼研制和開發了多種空氣凈化材料，其中基于光催化技術的空氣凈化材料以其對有機氣態污染物的高光催化降解活性和深度礦化為無機小分子終端產物的反應特性，成為眾多新型凈化材料中備受關注的一類，該型材料的某些實用型產品如光催化空氣凈化器、自清潔涂料、自清潔瓷磚等已經在市場上推出。目前，用于空氣凈化的材料主要是采用二氧化鈦超細粉置于金屬網和濾布組成的凈化通道內或用粘結劑將二氧化鈦粉末固定于玻璃、陶瓷等載體上，實現對空氣的凈化。由于室內空氣污染物濃度一般都很低，粉體Ti02本身吸附性差，在處理低濃度物系時反應效率不高。為解決這些問題，選用吸附性物質作載體(如活性炭)負載Ti02，通過吸附性載體的吸附作用，在Ti02周圍形成一個相對污染物高濃度環境，但這些吸附性載體大多本身也是粉體，負載Ti02后得到負載催化劑仍是粉體，在氣相系統中使用時會產生粉塵污染，不適用于室內空氣處理。故在實際使用中需要在支撐物上或光反應器中再負載。而目前的再負載一般都是簡單的黏合，在短時間內很有效，但長時間的紫外光照射能使粘接劑在光催化劑的作用下自身發生分解，造成催化劑脫落而影響效果。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，本發明的空氣自凈化功能織物空氣凈化效果好，制備工藝簡單，易于操作，既可在實驗室操作，也可用于工業規模生產。本發明的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，包括(1)用有機溶液在6070。C下用超聲波清洗基布表面2040min，用沸水洗滌24次，家用洗滌劑水洗13次，烘干；(2)將去離子水、甲醇和乙醚按體積比710:1620:1012配置，用作纖維保護劑的分散試劑，形成分散保護體系，用氨水調節分散保護體系的PH值在9.511.5范圍內，于203(TC在超聲波清洗器中振蕩1525min，使之分散均勻，再將基布在3040'C左右的分散保護體系中浸泡68h以上，使二者之間充分吸附，用蒸餾水洗去基布上機械沉積的纖維保護劑，然后經過焙烘使纖維保護劑與基布上纖維相互結合；(3)將基布在室溫下，用質量百分比濃度為1%3%的乙二胺四乙酸和質量百分比濃度為2%6%的肌醇六磷酸水溶液，處理1015分鐘；(4)在涂層劑中添加光催化劑，直接用刮刀涂在基布上，涂布量為615g/m2，110r12(TC烘干24min,得到空氣自凈化功能織物。所述的基布為非織造布、機織布或針織布，其密度為0.200.30g/cm3;所述的基布的纖維選自棉纖維、聚酰亞胺纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖維、錦綸纖維中的一種或兩種的混合物，纖維的線密度為1.83.0dtex;所述步驟(1)中的有機溶液為0.30.5g/1乙醇、0.050.15g/l丙酮、0.20.4g/l草酸或0.30.5g/1氯仿；所述步驟(2)中的纖維保護劑為乙烯基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅垸、Y環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、Y-巰丙基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷、含2，4-六氟乙烯基甲基硅氧烷、聚乙二烯氟化物或羥基磷石灰；所述步驟(4)的光催化劑為銀和鐵復合摻雜改性、銀和鋁復合摻雜改性或鑭和鐵復合摻雜改性的多孔型納米金屬粒子，其孔徑為616nm;所述的納米金屬粒子選自Ti02、CdS.ZnS、W03、Sn02、V205、BiV04中的一種或兩種的混合物，金屬納米粒子的粒徑為690nm;所述步驟(4)的涂層劑為硅酮、溶劑型聚丙烯酸酯、溶劑、催化劑和分散劑的混合物，其質量比依次為46:810:1016:35:24;所述的分散劑為聚硅醚型表面活性劑和有機硅改性聚乙烯醇表面活性劑的復配物，復配物的質量比為1:33:5;所述的催化劑為硝酸銨、硫酸銨、磷酸銨、碳酸銨、磷酸二氫銨或氯化銨；所述的溶劑為水和乙醚的混合物，其質量比為3:15:1。本發明將半導體納米粒子固定于纖維織物上，既解決了光催化劑在空氣凈化時的粉塵污染問題，又能避免光催化劑對基體材料的降解。空氣自凈化功能織物表面的光觸媒涂層具有高親水性，可形成防霧涂層，同時由于其強大的氧化作用，可氧化掉表面的污染物，保持自身清潔，織物在可見光下能通過光催化降解有毒氣體，并將其變為無毒無味的物質，可實現高效迅速凈化空氣的目的。該制備的空氣自凈化功能織物可用于潛艇、室內裝飾、汽車內部裝飾、醫院病房內等場合，具有廣闊的應用前景。有益效果(1)本發明的空氣自凈化功能織物空氣凈化效果好，無二次污染，可長期使用；(2)該制備方法簡單、成本低，便于實驗室制作，又可用于工業生產。具體實施例方式下面結合具體實施例，進一歩闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例1(1)基布表面的預處理用含有0.3g/1乙醇或者0.05g/l丙酮或者0.2g/l草酸或者0.3g/l氯仿的溶液在6(TC下用超聲波清洗棉織物表面20min，用沸水洗滌2次，家用洗滌劑水洗1次，烘干；用體積比為7:16:IO去離子水、甲醇和乙醚為纖維保護劑的分散試劑，用氨水調節分散保護體系的pH值在9.5左右，于2(TC在超聲波清洗器中振蕩15min，使之分散均勻，再將織物在3(TC左右的分散保護體系中浸泡6h以上，使二者之間充分吸附，用蒸餾水洗去織物上機械沉積的纖維保護劑，然后經過焙烘使纖維保護劑與織物纖維相互結合；將基布再用含有1%3%乙二胺四乙酸和2%6%肌醇六磷酸水溶液在室溫下處理1015分鐘；(2)空氣自凈化功能織物的制備將光催化劑添加到涂層劑中，直接用刮刀涂在基布上，615g/m2，IIO'C烘干2min,得到空氣自凈化功能織物。其中，基布的密度為0.20g/cnr1,基布用的纖維的線密度為1.8dtex;半導體納米粒子的粒徑為6nm，多孔型納米粒子的孔徑為6nm;多涂層劑由硅酮、溶劑型聚丙烯酸酯、溶齊U、催化劑、分散劑組成的，質量比為4:8:10:3:2;分散劑是聚硅醚型表面活性劑和有機硅改性聚乙烯醇表面活性劑的復配物，復配質量比為l:3;涂層中溶劑為水和乙醚組成，質量比3:1。將本發明制得的空氣自凈化功能織物和普通的活性炭空氣凈化材料分別裝入同一型號的空氣凈化器內，對在同一條件下包括空間，有害氣體濃度、時間進行對比測試，其結果如下-<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例2一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，具體歩驟為(1)基布表面的預處理用含有0.4g/1乙醇或者0.lg/1丙酮或者0.3g/1草酸或者0.4g/1氯仿的溶液在65D下用超聲波清洗基布表面30min，用沸水洗滌3次，家用洗滌劑水洗2次，烘干；用體積比為8.5:18:11去離子水、甲醇和乙醚為纖維保護劑的分散試劑，用氨水調節分散保護體系的pH值在10.5左右，于25'C在超聲波清洗器中振蕩20min，使之分散均勻，再將基布在35'C左右的分散保護體系中浸泡7h以上，使二者之間充分吸附，用蒸餾水洗去織物上機械沉積的纖維保護劑，然后經過焙烘使纖維保護劑與織物纖維相互結合；將基布再用含有1%3%乙二胺四乙酸和2%6%肌醇六磷酸水溶液在室溫下處理1015分鐘；(2)空氣自凈化功能織物的制備將光催化劑添加到涂層劑中，直接用刮刀涂在基布上，615g/ra2，115'C烘干3min,得到空氣自凈化功能織物。其中，基布由非織造布組成，密度為0.25g/cm3，基布用的纖維的線密度為2.4dtex;半導體納米粒子的粒徑為15nm，多孔型納米粒子的孔徑為10nm;多涂層劑由硅酮、溶劑型聚丙烯酸酯、溶劑、催化劑、分散劑組成的，質量比為5:9:13:4:3;分散劑是聚硅醚型表面活性劑和有機硅改性聚乙烯醇表面活性劑的復配物，復配質量比為1:2;涂層中溶劑為水和乙醚組成，質量比4:1。將本發明制得的空氣自凈化功能織物和普通的活性炭空氣凈化材料分別裝入同一型號的空氣凈化器內，對在同一條件下包括空間，有害氣體濃度、時間進行對比測試，其結果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例3(1)基布表面的預處理用含有0.5g/l乙醇或者0.15g/l丙酮或者0.4g/l草酸或者0.5g/l氯仿的溶液在7(TC下用超聲波清洗棉織物表面40min，用沸水洗滌4次，家用洗滌劑水洗3次，烘干；用體積比為10:20:12去離子水、甲醇和乙醚為纖維保護劑的分散試劑，用氨水調節分散保護體系的pH值在11.5左右，于30。C在超聲波清洗器中振蕩25min，使之分散均勻，再將織物在4(TC左右的分散保護體系中浸泡8h以上，使二者之間充分吸附，用蒸餾水洗去織物上機械沉積的纖維保護劑，然后經焙烘使纖維保護劑與織物纖維相互結合；將基布再用含有1%3%乙二胺四乙酸和2%6%肌醇六磷酸水溶液在室溫下處理1015分鐘；(2)空氣自凈化功能織物的制備將光催化劑添加到涂層劑中，直接用刮刀涂在基布上，615g/m2，12(TC烘干2min，得到空氣自凈化功能織物。其中，基布的密度為0.30g/cm3，基布用的纖維的線密度為3.0dtex;半導體納米粒子的粒徑為90nm，多孔型納米粒子的孔徑為llnm;多涂層劑由硅酮、溶劑型聚丙烯酸酯、溶劑、催化劑、分散劑組成的，質量比為6:10:6:5:4;分散劑是聚硅醚型表面活性劑和有機硅改性聚乙烯醇表面活性劑的復配物，復配質量比為3:5;涂層中溶劑為水和乙醚組成，質量比5:1。將本發明制得的空氣自凈化功能織物和普通的活性炭空氣凈化材料分別裝入同一型號的空氣凈化器內，對在同一條件下包括空間，有害氣體濃度、時間進行對比測試<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權利要求1.一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，包括(1)用有機溶液在60～70℃下用超聲波清洗基布表面20～40min，用沸水洗滌2～4次，家用洗滌劑水洗1～3次，烘干；(2)將去離子水、甲醇和乙醚按體積比7～1016～2010～12配置，用作纖維保護劑的分散試劑，形成分散保護體系，用氨水調節分散保護體系的pH值在9.5～11.5范圍內，于20～30℃在超聲波清洗器中振蕩15～25min，使之分散均勻，再將基布在30～40℃左右的分散保護體系中浸泡6～8h以上，使二者之間充分吸附，用蒸餾水洗去基布上機械沉積的纖維保護劑，然后經過焙烘使纖維保護劑與基布上纖維相互結合；(3)將基布在室溫下，用質量百分比濃度為1％～3％的乙二胺四乙酸和質量百分比濃度為2％～6％的肌醇六磷酸水溶液，處理10～15分鐘；(4)在涂層劑中添加光催化劑，直接用刮刀涂在基布上，涂布量為6～15g/m2，110℃～120℃烘干2～4min，得到空氣自凈化功能織物。2.根據權利要求1所述的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，其特征在于所述的基布為非織造布、機織布或針織布，其密度為0.200.30g/cm'1。3.根據權利要求1所述的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，其特征在于所述的基布的纖維選自棉纖維、聚酰亞胺纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖維、錦綸纖維中的一種或兩種的混合物，纖維的線密度為1.83.0dtex。4.根據權利要求1所述的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的有機溶液為0.30.5g/l乙醇、0.050.15g/l丙酮、0.20.4g/l草酸或0.30.5g/1氯仿。5.根據權利要求1所述的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中的纖維保護劑為乙烯基三乙氧基硅垸、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y環氧丙氧丙基三甲氧基硅垸、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅垸、Y-巰丙基三甲氧基硅垸、聚二甲基硅氧烷、2,4-六氟乙烯基甲基硅氧烷、聚乙二烯氟化物或羥基磷石灰。6.根據權利要求1所述的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，其特征在于所述步驟(4)的光催化劑為銀和鐵復合摻雜改性、銀和鋁復合摻雜改性或鑭和鐵復合摻雜改性的多孔型納米金屬粒子，其孔徑為616nm。7.根據權利要求6所述的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，其特征在于所述的納米金屬粒子選自Ti02、CdS,ZnS、TO:,、Sn02、線、BiVOd中的一種或兩種的混合物，納米金屬離子的粒徑為690nm。8.根據權利要求1所述的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，其特征在于所述步驟(4)的涂層劑為硅酮、溶劑型聚丙烯酸酯、溶劑、催化劑和分散劑的混合物，其質量比依次為46:810:1016:35:24。9.根據權利要求8所述的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，其特征在于所述的分散劑為聚硅醚型表面活性劑和有機硅改性聚乙烯醇表面活性劑的復配物，復配物的質量比為1:33:5。10.根據權利要求8所述的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，其特征在于所述的催化劑為硝酸銨、硫酸銨、磷酸銨、碳酸銨、磷酸二氫銨或氯化銨。11.根據權利要求8所述的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，其特征在于所述的溶劑為水和乙醚的混合物，其質量比為3:15:1。12.根據權利要求1所述的一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，其特征在于制備的空氣自凈化功能織物應用于潛艇、醫院病房、汽車內部裝飾和室內裝飾領域。全文摘要本發明涉及一種光催化涂層空氣自凈化功能織物的制備方法，包括(1)用有機溶液在60～70℃下對基布進行表面處理；(2)將去離子水、甲醇和乙醚按用作纖維保護劑的分散試劑，用氨水調節分散保護體系的pH值在9.5～11.5范圍內，再將基布在30～40℃左右的分散保護體系中浸泡6～8h以上；(3)將基布在室溫下，用乙二胺四乙酸和肌醇六磷酸水溶液，處理10～15分鐘；(4)在涂層劑中添加光催化劑，直接用刮刀涂在基布上，涂布量為6～15g/m<sup>2</sup>，110℃～120℃烘干2～4min，得到空氣自凈化功能織物。本發明的空氣自凈化功能織物空氣凈化效果好，制備工藝簡單，易于操作，用于工業規模生產。文檔編號A61L9/18GK101413212SQ20081020349公開日2009年4月22日申請日期2008年11月27日優先權日2008年11月27日發明者喬真真,何瑾馨,路劉,劉保江,靜周,楊一銘,程緒邦,趙強強,鄭兆和,郝紹芳,品高申請人:東華大學