本发明涉及一种自清洁塑料地毯的制备方法，属于新材料技术领域。
背景技术：
近年来，植物叶表面的超疏水现象引起了人们的关注。所谓植物超疏水能力，就是植物叶面具有显著的疏水，脱附，防粘，自清洁功能等。荷花“出淤泥而不染”就是因为其表面具有一层超疏水薄膜，能够使其具有自清洁的功能。科学家通过对超疏水的荷叶表面进行观察，他们发现，荷叶表面微纳双重结构是引起荷叶表面超疏水性能的根本原因。不只是荷花上有，昆虫的足上也有。比如水黾，蚊子都能在水上行走而不划破水面这就是因为其上面的超疏水材料。受自然界超疏水现象的启发，科学家在超疏水材料领域进行了不懈的探索。目前，一般有两种方法来制备超疏水材料：一种是在粗糙表面修饰低表面能物质；另一种是在疏水材料表面构建粗糙结构。由于超疏水材料独特的表面特性，使其可广泛应用：首先，可以自行清洁需要干净的地方；还可以放在金属表面防止水的腐蚀生锈；第三，基于对昆虫的研究我们还可以使水上飞行成为可能，在船的表面加上超疏水膜减小阻力节省能源。因此超疏水材料在现实生产和生活中具有广阔的应用前景。
研发具有抗菌和自净化功能的自清洁材料对保护环境和实现可持续发展具有重要意义，这类新型功能材料的使用面极广,具有广阔的发展和应用前景。但是，目前自清洁材料的产业化受到了一些技术上的制约:其在可见光下的光催化效率太低吗，tio2膜的大面积制备技术也不够成熟,自清洁性能的持久性还有待提高等。今后的自清洁材料将会朝着光催化效率更高，自清洁性能更稳定的方向发展。同时，自清洁材料的应用领域还可以不断的拓宽,如空气净化、污水处理、光催化反应器和太阳能电池组件等。只有通过不断的研究和探索,才能更大的发挥光催化自洁净材料的作用，自清洁材料色彩丰富,饰面灵活多样,自重轻,安全可靠,正在逐渐替代传统材料。同时自清洁材料也是国家极力倡导推广的材料，例如：我国目前正处于城镇化建设高峰期,高品质外墙涂料有广阔的需求空间和发展潜力。住宅产业化和建筑节能的实施也对外墙涂料的推广应用起到巨大的推动作用。传统涂层耐沾污能力不足是外墙涂料普遍存在的共性问题,也是制约我国外墙涂料推广应用的突出技术难题。外墙饰面被污染,大大影响了建筑的美观性和耐久性。
随着生活水平的提高，人们对室内装修的美观特别注重。在客厅，地毯是常见的一种美观的装修方式。然而地毯的材质非常容易滋生细菌，吸引灰尘、污渍和动物毛发，如果不好好清洁打理，直接会影响室内的环境和我们的心情。常规工艺制备自洁产品通常采用涂布等方式，其效果持续时间较短，清洁剂易失效。因此，亟需研制出一种自清洁好的塑料地毯材料来填补现有市场的缺陷。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前研究的塑料地毯的材质非常容易滋生细菌，吸引灰尘、污渍和动物毛发的问题，提出了一种自清洁塑料地毯的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取0.1mol/l乙酸溶液和纳米二氧化钛混合，加入月桂酸钠，超声1~2h，得到改性纳米二氧化钛悬浮液；
（2）取0.1mol/l乙酸溶液和壳聚糖，搅拌30min，得到壳聚糖的乙酸悬浮液；
（3）在壳聚糖的乙酸悬浮液中加入甘油和淀粉搅拌40min，得到混合液；
（4）将改性纳米二氧化钛悬浮液加入到混合液中，持续搅拌60min后，用高速分散机以5000r/min的速度进行高速分散30min，并在反应过程中利用0.1mol/l氢氧化钠溶液将复合体系的ph值调节为6，得到复合液；
（5）取聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和n,n-二甲基甲酰胺搅拌均匀，静置脱泡约24h后，利用湿法纺丝设备，经纺丝和牵伸后制得共混纤维；
（6）将一半共混纤维在氮气气氛下管式气氛炉中180~200℃进行预氧化，1h后升温，当温度到1200℃时停止升温，保持1200℃进行得到碳纤维；
（7）取聚氨酯树脂、乙酸乙酯、复合液混合，机械搅拌1~2h，得到喷涂液；
（8）将喷涂液喷覆在碳纤维和另一半共混纤维表面，得到两种涂层纤维，将两种涂层纤维干燥，混合机织，得到自清洁塑料地毯。
步骤（1）所述0.1mol/l乙酸溶液、纳米二氧化钛和月桂酸钠的质量比为50:5:1。
步骤（2）所述0.1mol/l乙酸溶液和壳聚糖的质量比为5:1。
步骤（3）所述甘油和淀粉的质量比为4:3。
步骤（5）所述聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和n,n-二甲基甲酰胺的质量比为7:3:12。
步骤（6）所述升温速率为10℃/min。
步骤（7）所述聚氨酯树脂、乙酸乙酯、复合液的质量比为5:8:3。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）纳米二氧化钛和壳聚糖都具有抑菌灭菌的效果，将这两材料复合在一起，能够协同作用达到双效杀菌的效果；纳米二氧化钛经过酸液与表面改性剂的处理后，具有疏水性，提高了抗污染能力，同时二氧化钛具有较强的光催化能力，能够起到一定的自我清洁效果；
（2）由于地毯容易带静电，会吸附大量灰尘或毛发，难以被清理，所以采取了用一半的碳纤维代替原有纤维制备地毯，提高了地毯强度的同时，利用碳纤维的导电性，将地毯表面的静电扩散并释放，减少了对灰尘毛发的吸附力，更方便清理；
（3）本发明所制备的自清洁塑料地毯具有较强的自清洁能力，能够抑菌杀菌，不会滋生细菌，同时对于灰尘、污渍和动物毛发没有静电吸附，而且清理地毯时只需用水冲洗晾干即可，由于呈疏水性，所以不会沾染水分，十分方便。
具体实施方式
取50~100g0.1mol/l乙酸溶液和5~10g纳米二氧化钛混合，加入1~2g月桂酸钠，超声1~2h，得到改性纳米二氧化钛悬浮液；取50~100g0.1mol/l乙酸溶液和10~20g壳聚糖，搅拌30min，得到壳聚糖的乙酸悬浮液；在壳聚糖的乙酸悬浮液中加入20~40g甘油和15~30g淀粉搅拌40min，得到混合液；将改性纳米二氧化钛悬浮液加入到混合液中，持续搅拌60min后，用高速分散机以5000r/min的速度进行高速分散30min，并在反应过程中利用0.1mol/l氢氧化钠溶液将复合体系的ph值调节为6，得到复合液；取70~140g聚甲基丙烯酸甲酯、30~60g聚丙烯腈和120~240gn,n-二甲基甲酰胺搅拌均匀，静置脱泡约24h后，利用湿法纺丝设备，经纺丝和牵伸后制得共混纤维；取一半共混纤维在氮气气氛下管式气氛炉中180~200℃进行预氧化，1h后升温，当温度到1200℃时停止升温，保持1200℃进行得到碳纤维；取50~100g聚氨酯树脂、80~160g乙酸乙酯、30~60g复合液混合，机械搅拌1~2h，得到喷涂液；将喷涂液喷覆在碳纤维和另一半共混纤维表面，得到两种涂层纤维，将两种涂层纤维干燥，混合机织，得到自清洁塑料地毯。
实例1
取50g0.1mol/l乙酸溶液和5~10g纳米二氧化钛混合，加入1g月桂酸钠，超声1h，得到改性纳米二氧化钛悬浮液；取50g0.1mol/l乙酸溶液和10g壳聚糖，搅拌30min，得到壳聚糖的乙酸悬浮液；在壳聚糖的乙酸悬浮液中加入20g甘油和15g淀粉搅拌40min，得到混合液；将改性纳米二氧化钛悬浮液加入到混合液中，持续搅拌60min后，用高速分散机以5000r/min的速度进行高速分散30min，并在反应过程中利用0.1mol/l氢氧化钠溶液将复合体系的ph值调节为6，得到复合液；取70g聚甲基丙烯酸甲酯、30g聚丙烯腈和120gn,n-二甲基甲酰胺搅拌均匀，静置脱泡约24h后，利用湿法纺丝设备，经纺丝和牵伸后制得共混纤维；取一半共混纤维在氮气气氛下管式气氛炉中180℃进行预氧化，1h后升温，当温度到1200℃时停止升温，保持1200℃进行得到碳纤维；取50g聚氨酯树脂、80g乙酸乙酯、30g复合液混合，机械搅拌1h，得到喷涂液；将喷涂液喷覆在碳纤维和另一半共混纤维表面，得到两种涂层纤维，将两种涂层纤维干燥，混合机织，得到自清洁塑料地毯。
实例2
取75g0.1mol/l乙酸溶液和7纳米二氧化钛混合，加入1.5g月桂酸钠，超声1.5h，得到改性纳米二氧化钛悬浮液；取75g0.1mol/l乙酸溶液和15g壳聚糖，搅拌30min，得到壳聚糖的乙酸悬浮液；在壳聚糖的乙酸悬浮液中加入30g甘油和22g淀粉搅拌40min，得到混合液；将改性纳米二氧化钛悬浮液加入到混合液中，持续搅拌60min后，用高速分散机以5000r/min的速度进行高速分散30min，并在反应过程中利用0.1mol/l氢氧化钠溶液将复合体系的ph值调节为6，得到复合液；取105g聚甲基丙烯酸甲酯、45g聚丙烯腈和180gn,n-二甲基甲酰胺搅拌均匀，静置脱泡约24h后，利用湿法纺丝设备，经纺丝和牵伸后制得共混纤维；取一半共混纤维在氮气气氛下管式气氛炉中190℃进行预氧化，1h后升温，当温度到1200℃时停止升温，保持1200℃进行得到碳纤维；取75g聚氨酯树脂、120g乙酸乙酯、45g复合液混合，机械搅拌1.5h，得到喷涂液；将喷涂液喷覆在碳纤维和另一半共混纤维表面，得到两种涂层纤维，将两种涂层纤维干燥，混合机织，得到自清洁塑料地毯。
实例3
取100g0.1mol/l乙酸溶液和10g纳米二氧化钛混合，加入2g月桂酸钠，超声2h，得到改性纳米二氧化钛悬浮液；取100g0.1mol/l乙酸溶液和20g壳聚糖，搅拌30min，得到壳聚糖的乙酸悬浮液；在壳聚糖的乙酸悬浮液中加入40g甘油和30g淀粉搅拌40min，得到混合液；将改性纳米二氧化钛悬浮液加入到混合液中，持续搅拌60min后，用高速分散机以5000r/min的速度进行高速分散30min，并在反应过程中利用0.1mol/l氢氧化钠溶液将复合体系的ph值调节为6，得到复合液；取140g聚甲基丙烯酸甲酯、60g聚丙烯腈和240gn,n-二甲基甲酰胺搅拌均匀，静置脱泡约24h后，利用湿法纺丝设备，经纺丝和牵伸后制得共混纤维；取一半共混纤维在氮气气氛下管式气氛炉中200℃进行预氧化，1h后升温，当温度到1200℃时停止升温，保持1200℃进行得到碳纤维；取100g聚氨酯树脂、160g乙酸乙酯、60g复合液混合，机械搅拌2h，得到喷涂液；将喷涂液喷覆在碳纤维和另一半共混纤维表面，得到两种涂层纤维，将两种涂层纤维干燥，混合机织，得到自清洁塑料地毯。
取本发明制备的自清洁塑料地毯及现有地毯材料进行检测，具体检测结果如下表表1：
（1）检测方法：
为了便于观察，选择辣椒油作为油污污渍对整理后的实例1-3制得的自清洁塑料地毯及现有地毯材料进行局部滴定观察，辣椒油滴加量为0.05ml，在保证每天自然光光照一定时间的基础上，进行拍照、评分记录，观察其自清洁效果。通过一定时间的照射，观察经上述含有纳米自清洁剂的地毯“处理”后，油渍颜色变浅程度，证明其自清洁效果。
表1自清洁塑料地毯性能表征
由表1可知本发明制备的自清洁塑料地毯，自清洁能力好，便于使用，具有广阔的市场价值和应用前景。