一种耐水洗抗紫外保健面料的制备工艺的制作方法

本发明具体涉及一种耐水洗抗紫外保健面料的制备工艺，属于吸波保健产品的生产工艺。

背景技术：

1、太阳光中的紫外线辐射对人体健康有诸多的不利，并且具有逐渐积累的作用，长时间照射，会带给人体很大的伤害，破坏人体健康。所以利用防紫外线纺织品以及遮阳伞等外物进行紫外线遮蔽，已经成为一种不可缺少的防护手段。因此，为了避免人体皮肤遭受过量太阳光中紫外线的照射，避免人体皮肤受到损害，有关防紫外线织物的开发和应用，已经逐渐成为科研的热点。根据纺织品的紫外线防护原理，可以通过减少纺织物紫外线透过率、增大纺织物对紫外线的吸收率或反射率两种方法，实现纺织品的紫外线防护。

2、当前比较常用的有两种方法：一种是在纺丝液中混入一些特殊结构的具有紫外线屏蔽效果的纳米材料，从而得到具有紫外线防护功能的纤维，然后制成的纺织物具有优异的抗紫外线能力。这种方法获得的防紫外线织物紫外线屏蔽率高，防紫外线效果持久，但是局限性比较大。另一种是直接对纺织物进行后整理，通过表面涂层技术、纳米-凝胶技术和自组装技术等制备出具有良好防紫外线能力的复合棉织物。这一类方法制备的纺织物紫外线防护能力也能得到很大的提高，而且整理工艺也比较简单，但是对纺织物形貌影响较大，并且大部分紫外线防护效果并不持久。

技术实现思路

1、为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种耐水洗抗紫外保健面料的制备工艺，为其发展与应用。

2、本发明提供的一种耐水洗抗紫外保健面料的制备工艺，包括以下步骤：

3、步骤（1）硼氮掺杂碳量子点溶液的制备

4、将柠檬酸、乙二胺和硼砂溶解在去离子水中，待充分搅拌溶解后形成透明溶液，然后转移至含有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在烘箱中反应一定时间。反应结束后，将反应釜置于自来水流下，快速冷却后制得浅黄色的硼氮掺杂碳量子点溶液；

5、步骤（2）bn-cqds溶液的制备

6、将制得的浅黄色硼氮掺杂碳量子点溶液装入透析袋中透析一定时间，并每隔一段时间换一次水。最后冷冻干燥得到以柠檬酸为碳源的bn-cqds溶液；

7、步骤（3）纺纱与织造

8、将准备好的棉纤维经过和棉、梳棉、并条、精梳、粗纱、细纱、整经、织造等工艺制备成初始面料；

9、步骤（4）棉织品的碱化处理

10、将织造好的面料，放在氢氧化钠溶液中进行碱化处理，一段时间碱化后用去离子水多次洗涤；

11、步骤（5）纤维素的改性处理

12、将碱化处理后的面料转移至环氧丙基三甲基氯化铵溶液中，水浴搅拌，然后用去离子水多次冲洗棉织物，在一定温度下真空干燥完成纤维素的改性；

13、步骤（6）阳离子纤维素接枝bn-cqds

14、将改性后的面料放入盛有柠檬酸碳源制备的bn-cqds水溶液的烧杯中，水浴搅拌一段时间，实现面料中阳离子纤维素接枝bn-cqds；

15、步骤（7）面料的浸洗烘干

16、将阳离子纤维素接枝bn-cqds后的面料用去离子水浸泡冲洗，放入真空干燥箱中，烘干制备出耐水洗抗紫外保健面料。

17、碳量子点(cqds)作为一种具有稳定荧光性能新型碳纳米荧光材料，自发现以来备受科研工作者的关注。碳量子点具有类球形的石墨

18、能状晶体结构，主要由碳、氮、氧三种元素组成，而且表面含有大量的含氧官能团量子点因其原料丰富易得、合成工艺简单、成本较低等工艺方面的优势和生物相容性好、对环境友好、独特的荧光性质和表面官能团容易修饰等性质上的优势，已经在很多领域发挥着不可替代的作用。利用碳量子点优异的紫外吸收性能结合棉织物具有透气性好、吸湿性强和对皮肤保护性好等特性，能够开发出一种既能保持棉织物质透气性好、吸湿性强和对皮肤保护性好等优异性能又能提高其防紫外线能力的整理工艺。

19、作为优选，步骤（1）硼氮掺杂碳量子点溶液的制备包括将0.3~0.6g柠檬酸、0.3~1.2ml乙二胺和0.03~0.06g硼砂溶解在60~100 ml去离子水中，待充分搅拌溶解后形成透明溶液，然后转移至含有80~150ml的聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在150~220℃的烘箱中反应3~8小时。反应结束后，将反应釜置于自来水流下，快速冷却后制得浅黄色的硼氮掺杂碳量子点溶液。

20、本发明创造性的使用了水热反应合成硼氮掺杂碳量子点溶液，其中碳量子点是一种新型稳定型碳纳米荧光材料，本方法中使用乙二胺作为氮源，硼砂作为硼源制备的硼氮掺杂碳量子点溶液具有生物相容性好、对环境友好、独特的荧光发光现象、官能团简单等诸多物理化学性质，并且有着非常优异的紫外吸收能力，能够使得制备的面料拥有优秀的抗紫外辐射能力。

21、作为优选，步骤（2）bn-cqds溶液的制备包括将制得的浅黄色硼氮掺杂碳量子点溶液装入透析袋中透析18~40小时，并每隔6~8小时换一次水。最后冷冻干燥得到以柠檬酸为碳源的bn-cqds溶液。

22、这里使用透析袋的作用是将含有硼氮掺杂碳量子点的大分子保留在袋中，而去除反应物中的小分子，每隔一段时间换一次水是为了将溶液中不需要的分子去除干净，以提高柠檬酸为碳源的bn-cqds溶液的纯度。

23、作为优选，步骤（3）纺纱与织造包括将准备好的棉纤维经过和棉、梳棉、并条、精梳、粗纱、细纱、整经、织造等工艺制备成初始面料。其过程中主要参数为：混纺比例40:40~70:70，重复2~3遍，并合数4~8根，粗纱定量0.5~1.2 g/m，细纱定量4~8 g/100 m。

24、本方法制备的初始面料在后续会进行纤维素的改性等过程，所以在纺纱过程中需要进行和棉、梳棉操作，梳棉过程中能够减少纤维损伤，保证初始面料的纤维没有过多的纤维沉积更有利于后续纤维素的改性以获得非常优秀的耐水洗能力。

25、作为优选，步骤（4）棉织品的碱化处理包括将织造好的面料，放在15~30ml质量分数为25%~45%的氢氧化钠溶液中进行碱化0.5~1.5小时，碱化后用去离子水多次洗涤7~10次。

26、本方法中对织好的棉织品进行碱化处理，目的是使纤维素与碱相互作用生成碱纤维素，而碱纤维素有高度的反应性，可促使后续纤维素的改性的反应效率，以及促进阳离子纤维素与bn-cqds的接枝。

27、作为优选，步骤（5）纤维素的改性处理包括将碱化处理后的面料转移至10~30ml质量分数为35%~45%的环氧丙基三甲基氯化铵溶液中，25~40℃中水浴搅拌3~5小时，然后用去离子水多次冲洗棉织物，在70~90℃下真空干燥2~4小时完成纤维素的改性。

28、本方法中使用环氧丙基三甲基氯化铵溶液对棉织物表面进行改性，这是由于环氧丙基三甲基氯化铵能够与棉织物中纤维素上的c6-oh发生开环反应，生成盐阳离子纤维素醚，使得棉织物表面带有季铵型阳离子，其反应生成的官能团简单，能有效提高后续接枝的效率。

29、作为优选，步骤（6）阳离子纤维素接枝bn-cqds包括将改性后的面料放入盛有15~30ml的柠檬酸碳源制备的bn-cqds水溶液的烧杯中，30~50℃水浴搅拌1~3小时，实现面料中阳离子纤维素接枝bn-cqds。

30、本方法中改性后的棉织物表面带有的季铵型阳离子能够与碳量子点表面的羧基官能团发生化学反应，生成稳定的离子键的季铵盐，能够在提高棉织物防紫外线能力的同时，增强其耐水洗性能。

31、作为优选，步骤（7）面料的浸洗烘干包括将阳离子纤维素接枝bn-cqds后的面料用去离子水浸泡冲洗7~10次，放入70~90℃真空干燥箱中，烘干制备出耐水洗抗紫外保健面料。

32、将阳离子纤维素接枝bn-cqds后的面料多次进行去离子水的浸泡冲洗是为了去除反应中多余的未反应的反应物，防止其他的杂质破坏阳离子纤维素与bn-cqds的接枝效果，从而使得制备的耐水洗抗紫外保健面料拥有更好的抗紫外线能力和耐水洗能力。

33、采用本发明，用bn-cqds以及使用纤维素改性等方法制备的耐水洗抗紫外保健面料能够有效保护人体减少紫外线的电磁辐射的同时还兼有耐水洗特点提高报建面料的使用寿命。