本发明属于雨具领域，具体涉及一种添加汉麻纤维粉体-纳米材料的隔热降温型耐磨抗紫外线伞布的制备方法。
背景技术：
随着气温升高，环境污染越来越严重，臭氧层遭到破坏，紫外线直接福射到地表的强度越来越大，紫外线对人类健康的危害在增加，皮肤癌的患者也在每年递增。因此，防紫外线纺织品逐渐受到人们的高度重视，现在的抗紫外面料，多数是有机物整理剂，并且部分整理剂对环境还具有一定的污染，拥有较强防紫外性、无污染的天然材料正成为研究焦点。将汉麻粉体应用在抗紫外面料，可拓宽汉麻纤维的使用广度，还能适度解决部分抗紫外面料的不环保性，节约成本，为抗紫外面料的研究提供新的方法。
随着人们的生活水平的提高，对纺织品的性能要求也越来越高。对于遮阳伞，人们追求的不仅仅是能够遮挡阳光，而且还要能够阻挡紫外线甚至有隔热降温的效果。采用适宜的纳米材料，并将其混入纺织品涂层胶之中，用来屏蔽紫外线和红外线，不仅能够阻止紫外线对人体的伤害，并且能够降低伞下温度，在炎炎夏日给人以舒适的感觉。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种添加汉麻纤维粉体-纳米材料的隔热降温型耐磨抗紫外线伞布的制备方法，依照该方法制备的伞布可屏蔽紫外线和红外线，并能够降低伞下温度，且耐磨。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种添加汉麻纤维粉体-纳米材料的隔热降温型耐磨抗紫外线伞布的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）汉麻粉体的制备：
将4-6份汉麻纤维剪切成3-5mm的短纤维，放入纯水中浸泡10-15min后，再与研磨介质放入高能纳米冲击磨罐体中，进行湿法研磨10-12h后，取出研磨介质，用100-300目筛子过滤，得到汉麻粉体；
（2）涤纶织物的预处理和防水整理：
向涤纶织物中按浴比1:45-55加入蒸溜水，在80-83℃条件下处理25-30min，先用75-85℃的水洗，再用冷水洗，得到预处理涤纶织物；
将1-1.1份防水整理剂ag-e081溶解在水中，配制成100-110份防水整理液，对预处理涤纶织物进行整理，两浸两轧，在108-112℃下预烘1-2min后，在165-170℃下焙烘1-2min，得到防水整理涤纶织物；
（3）涤纶织物的功能涂层整理：
先将（1）中所得汉麻粉体与聚乙二醇200混合搅拌10-15min，再与纳米ato分散液、纳米二氧化钛分散液稀释在水中，加入50-55份水性聚氨酯涂层胶，再加入1.2-1.3份增稠剂，搅拌均匀，配制成100-110份涂层整理剂，对（2）中所得经过防水整理的涤纶织物进行涂层整理，两道涂层，烘干；
（4）纳米二氧化钛-有机硅杂化涂层的制备：
在磁力搅拌下，将有机硅溶胶和二氧化钛溶胶均匀混合，反应得纳米二氧化钛-有机硅复合溶胶，将其以淋涂的方式涂覆到（3）中所得功能涂层整理的涤纶织物表面，在室温下静置15-20min后，放入125-130℃鼓风干燥箱中热固化3-4h，得到所述耐磨抗紫外线伞布。
进一步的，步骤（1）中研磨介质是直径为10mm的氧化锆，研磨物质汉麻纤维与研磨介质的重量比例为1:10-20。
进一步的，步骤（3）中纳米二氧化钛的分散：将0.01-0.02份分散剂聚羧酸钠搅拌溶解在水中，稀释配制成1.7-1.9份溶液，再加入1.1-1.3份超细二氧化钛粉末搅拌分散，用氢氧化钠溶液调节ph为8-9，超声波分散15-20min，得到纳米二氧化钛分散液；
纳米ato的分散：将0.01-0.02份分散剂聚羧酸钠搅拌溶解在水中，配制成1.7-1.8份溶液，再加入0.2-0.3份纳米ato搅拌分散，用氢氧化钠溶液调节ph为8-9，以1000rpm的搅拌速度球磨10-12h，超声波分散10-15min，得到纳米ato分散液；
水性聚氨酯涂层胶的固含量为30%，增稠剂为dm-5239，每道涂层量为28-32g/m2。
进一步的，步骤（4）中有机硅溶胶的制备：
将四乙氧基硅烷和异丙醇混合，在48-52℃下搅拌滴加用盐酸酸化的异丙醇和去离子水的混合液，反应2-3h，加入硅烷偶联剂kh570，继续恒温搅拌反应3-4h，得到改性的二氧化硅溶胶；
将甲基三甲氧基硅烷和异丙醇混合，在48-52℃下搅拌滴加用盐酸酸化的异丙醇和去离子水的混合液，反应2-3h，加入改性的二氧化硅溶胶，得有机硅溶胶。
进一步的，步骤（4）中将钛酸四正丁酯、无水乙醇、抑制剂乙酰丙酮组成组分a，用磁力加热搅拌器搅拌30-35min，将剩余无水乙醇、去离子水、盐酸催化剂组成组分b，将组分b缓慢滴加到组分a中，继续搅拌2-3h，得到均匀透明的二氧化钛溶胶。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）利用高能纳米冲击磨，将汉麻纤维研磨制成汉麻粉体，对汉麻纤维的机械研磨不仅改变了汉麻的表观形貌，还改变了其结构、性能，粒径小的汉麻粉体涂层织物的抗紫外性能更好，粒径小的汉麻粉体在水性聚氨酯中分散更均匀，所得到的涂层织物表面细孔更少，表面粉体分布更清晰，同时汉麻粉体的加入改善了涂层织物的透湿、透气性。
（2）涤纶织物在涂层前必须进行防水整理，以防止涂层的渗化，采用防水剂对织物进行防水整理，织物有良好的防水效果；
超细二氧化钛和纳米ato作为防紫外线隔热粉体，通过球磨和超声的方法进行分散，在分散剂聚羧酸钠的作用下，能够稳定分散在水中；将纳米ato和超细二氧化钛混入水性聚氨酯涂层胶内，并对防水整理的涤纶面料进行涂层整理，使纳米ato和超细二氧化钛复合粉体的整理能够有效地屏蔽紫外线，并能够降低伞面下温度；将防紫外和隔热性能同时附加到遮阳伞布上，在屏蔽紫外线的同时，还能够降低伞下温度，赋予了伞布多种功能。
（3）采用溶胶-凝胶法制备的纳米二氧化钛-有机硅树脂，在涂层结构中形成热性能好的有机-无机杂化结构，纳米粒子均匀分散在有机硅树脂中，无机纳米二氧化钛解决了紫外线吸收剂在长时间紫外光照射下失效的问题，涂层不仅大幅改善了涤纶织物表面的耐紫外线线性能，而且提高了涤纶织物表面的耐磨性。
具体实施方式
实施例1
一种添加汉麻纤维粉体-纳米材料的隔热降温型耐磨抗紫外线伞布的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）汉麻粉体的制备：
将4份汉麻纤维剪切成3-5mm的短纤维，放入纯水中浸泡10min后，再与研磨介质放入高能纳米冲击磨罐体中，进行湿法研磨10h后，取出研磨介质，用100目筛子过滤，得到汉麻粉体；
（2）涤纶织物的预处理和防水整理：
向涤纶织物中按浴比1:45加入蒸溜水，在80-83℃条件下处理25min，先用75-85℃的水洗，再用冷水洗，得到预处理涤纶织物；
将1份防水整理剂ag-e081溶解在水中，配制成100份防水整理液，对预处理涤纶织物进行整理，两浸两轧，在108-112℃下预烘1min后，在165-170℃下焙烘1min，得到防水整理涤纶织物；
（3）涤纶织物的功能涂层整理：
先将（1）中所得汉麻粉体与聚乙二醇200混合搅拌10min，再与纳米ato分散液、纳米二氧化钛分散液稀释在水中，加入50份水性聚氨酯涂层胶，再加入1.2份增稠剂，搅拌均匀，配制成100份涂层整理剂，对（2）中所得经过防水整理的涤纶织物进行涂层整理，两道涂层，烘干；
（4）纳米二氧化钛-有机硅杂化涂层的制备：
在磁力搅拌下，将有机硅溶胶和二氧化钛溶胶均匀混合，反应得纳米二氧化钛-有机硅复合溶胶，将其以淋涂的方式涂覆到（3）中所得功能涂层整理的涤纶织物表面，在室温下静置15min后，放入125-130℃鼓风干燥箱中热固化3h，得到所述耐磨抗紫外线伞布。
进一步的，步骤（1）中研磨介质是直径为10mm的氧化锆，研磨物质汉麻纤维与研磨介质的重量比例为1:10。
进一步的，步骤（3）中纳米二氧化钛的分散：将0.01份分散剂聚羧酸钠搅拌溶解在水中，稀释配制成1.7份溶液，再加入1.1份超细二氧化钛粉末搅拌分散，用氢氧化钠溶液调节ph为8-9，超声波分散15min，得到纳米二氧化钛分散液；
纳米ato的分散：将0.01份分散剂聚羧酸钠搅拌溶解在水中，配制成1.7份溶液，再加入0.2份纳米ato搅拌分散，用氢氧化钠溶液调节ph为8-9，以1000rpm的搅拌速度球磨10h，超声波分散10min，得到纳米ato分散液；
水性聚氨酯涂层胶的固含量为30%，增稠剂为dm-5239，每道涂层量为28g/m2。
进一步的，步骤（4）中有机硅溶胶的制备：
将四乙氧基硅烷和异丙醇混合，在48-52℃下搅拌滴加用盐酸酸化的异丙醇和去离子水的混合液，反应2h，加入硅烷偶联剂kh570，继续恒温搅拌反应3h，得到改性的二氧化硅溶胶；
将甲基三甲氧基硅烷和异丙醇混合，在48-52℃下搅拌滴加用盐酸酸化的异丙醇和去离子水的混合液，反应2h，加入改性的二氧化硅溶胶，得有机硅溶胶。
进一步的，步骤（4）中将钛酸四正丁酯、无水乙醇、抑制剂乙酰丙酮组成组分a，用磁力加热搅拌器搅拌30min，将剩余无水乙醇、去离子水、盐酸催化剂组成组分b，将组分b缓慢滴加到组分a中，继续搅拌2h，得到均匀透明的二氧化钛溶胶。
实施例2
一种添加汉麻纤维粉体-纳米材料的隔热降温型耐磨抗紫外线伞布的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）汉麻粉体的制备：
将6份汉麻纤维剪切成3-5mm的短纤维，放入纯水中浸泡15min后，再与研磨介质放入高能纳米冲击磨罐体中，进行湿法研磨12h后，取出研磨介质，用300目筛子过滤，得到汉麻粉体；
（2）涤纶织物的预处理和防水整理：
向涤纶织物中按浴比1:55加入蒸溜水，在80-83℃条件下处理30min，先用75-85℃的水洗，再用冷水洗，得到预处理涤纶织物；
将1.1份防水整理剂ag-e081溶解在水中，配制成110份防水整理液，对预处理涤纶织物进行整理，两浸两轧，在108-112℃下预烘2min后，在165-170℃下焙烘2min，得到防水整理涤纶织物；
（3）涤纶织物的功能涂层整理：
先将（1）中所得汉麻粉体与聚乙二醇200混合搅拌15min，再与纳米ato分散液、纳米二氧化钛分散液稀释在水中，加入55份水性聚氨酯涂层胶，再加入1.3份增稠剂，搅拌均匀，配制成110份涂层整理剂，对（2）中所得经过防水整理的涤纶织物进行涂层整理，两道涂层，烘干；
（4）纳米二氧化钛-有机硅杂化涂层的制备：
在磁力搅拌下，将有机硅溶胶和二氧化钛溶胶均匀混合，反应得纳米二氧化钛-有机硅复合溶胶，将其以淋涂的方式涂覆到（3）中所得功能涂层整理的涤纶织物表面，在室温下静置20min后，放入125-130℃鼓风干燥箱中热固化4h，得到所述耐磨抗紫外线伞布。
进一步的，步骤（1）中研磨介质是直径为10mm的氧化锆，研磨物质汉麻纤维与研磨介质的重量比例为1:20。
进一步的，步骤（3）中纳米二氧化钛的分散：将0.02份分散剂聚羧酸钠搅拌溶解在水中，稀释配制成1.9份溶液，再加入1.3份超细二氧化钛粉末搅拌分散，用氢氧化钠溶液调节ph为8-9，超声波分散20min，得到纳米二氧化钛分散液；
纳米ato的分散：将0.02份分散剂聚羧酸钠搅拌溶解在水中，配制成1.8份溶液，再加入0.3份纳米ato搅拌分散，用氢氧化钠溶液调节ph为8-9，以1000rpm的搅拌速度球磨12h，超声波分散15min，得到纳米ato分散液；
水性聚氨酯涂层胶的固含量为30%，增稠剂为dm-5239，每道涂层量为32g/m2。
进一步的，步骤（4）中有机硅溶胶的制备：
将四乙氧基硅烷和异丙醇混合，在48-52℃下搅拌滴加用盐酸酸化的异丙醇和去离子水的混合液，反应3h，加入硅烷偶联剂kh570，继续恒温搅拌反应4h，得到改性的二氧化硅溶胶；
将甲基三甲氧基硅烷和异丙醇混合，在48-52℃下搅拌滴加用盐酸酸化的异丙醇和去离子水的混合液，反应3h，加入改性的二氧化硅溶胶，得有机硅溶胶。
进一步的，步骤（4）中将钛酸四正丁酯、无水乙醇、抑制剂乙酰丙酮组成组分a，用磁力加热搅拌器搅拌35min，将剩余无水乙醇、去离子水、盐酸催化剂组成组分b，将组分b缓慢滴加到组分a中，继续搅拌3h，得到均匀透明的二氧化钛溶胶。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，在步骤（2）中未对涤纶织物进行防水整理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（4）中未用纳米二氧化钛-有机硅复合溶胶对功能涂层整理的涤纶织物进行涂覆，除此外的方法步骤均相同。
对照组
申请号为：201710098332公开的一种抗紫外线防泼水环保伞布的制作方法。
为了对比本发明制得的伞布的抗紫外线性能，对上述实施例1、实施例2、对比实施例1、对比实施例2制备的伞布，以及对照组的伞布，进行性能测试，测试方法依照标准进行：
按照本发明方法处理的涤纶织物防紫外线效果好，在对比实施例1中未对涤纶织物进行防水整理，在对比实施例2中未用纳米二氧化钛-有机硅复合溶胶对功能涂层整理的涤纶织物进行涂覆，所得伞布的抗紫外线性能均变差；在隔热效果上，能够使自制密闭测试系统箱底温度降低8-9℃，开放测试系统铝板温度降低2-4℃；表面附着力好，240h紫外光加速老化后，该涂层的黄色指数平均为5；按照本方法制备的伞布具有优异的抗紫外线性能、耐磨、且隔热降温。