专利名称：电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整理剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整理剂的制备方法，适用
于纺织行业，特别是电磁屏蔽织物的纺织行业。
背景技术：
电磁屏蔽织物刚刚问世时，主要用于电子工业。但近年来，随着国民对身体健康的 日益关注，柔性屏蔽材料在民用领域得到了较快的发展。由于电磁屏蔽织物的表面层为铜、 镍、银等金属，容易受使用环境的温度、湿度影响，常规上有以聚氨酯或丙烯酸酯等涂布于 电磁屏蔽织物上，以达到保护金属层的目的。但目前市场上服用电磁屏蔽织物的缺点是只 具有电磁屏蔽的功能，这严重制约了该类纺织品在民用防护方面的发展。因此，赋予织物电 磁屏蔽功能的同时，再使其具有抗菌、抗紫外等多功能性，已成为未来防辐射织物的发展方 向。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整 理剂的制备方法，可以使电磁屏蔽织物具有抗紫外、抗菌、自清洁等优异性能的同时，并保 持其原有的低表面电阻特点。 本发明所采用的技术方案是本发明所述电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层 整理剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤 1、在每100ml乙醇中加入l-5ml硅烷偶联剂，用乙酸调节该溶液pH为2_6，并搅 拌10-30分钟，再将5-10克纳米二氧化钛粉体加入其中，同时进行强力机械搅拌，反应1-3 小时后将粉末从溶液中过滤出来，烘干，磨碎；将得到的粉体加入到乙醇中并持续搅拌，通 过水浴将该溶液加热至50-90°C，随后加入0. 1-0. 5克硬脂酸，反应1-3小时后过滤取出粉 体，将其烘干，得到改性纳米二氧化钛。 2、按重量百分比为树脂75 98%，改性纳米二氧化钛1 15%，交联剂0 10% 配比搅匀，即得到所述电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整理剂。
所述纳米二氧化钛的粒径小于20纳米。 所述硅烷偶联剂优选Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧 基硅烷或Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；树脂优选聚氨酯、聚酯树脂、丙烯酸树脂 或乳胶树脂；所述的交联剂优选异氰酸酯、三聚氰胺或其复配物。 本发明中的纳米1102具有很高的光催化特性，是一种光催化半导体抗菌剂，作为 一种n型半导体，其禁带宽相当于波长为400nm光的能量。在波长小于400nm的光照射下， 能吸收能量高于其禁带宽度的短波光辐射，产生电子跃迁，价带电子被激发到导带，形成空 穴_电子对，并将能量传递给周围的介质，诱发光化学反应，具有光催化能力。因此，纳米二 氧化钛具有优异的抗菌、抗紫外的性能，其主要特点是
1)、只需要微弱的紫外光照射就可发生激发反应。
2) 、 Ti02仅起到催化作用，自身不消耗，理论上可永久性地使用，对环境无二次污 染。 3)、纳米1102晶粒中Ti-O键具有很强的不平衡性，其极性很强，表面吸附的水因
极化而发生解离，形成羟基， 0H自由基具有402. 8MJ/mo1反应能，高于有机化合物中各类
化学键能，如C-C(83) 、 C-H(73)等，因此可将各种有机物分解为无害的二氧化碳及水，这样
既能杀灭微生物，也能分解微生物赖以生存繁衍的有机营养物，达到抗菌目的。 纳米二氧化钛这些独特的性能主要取决于其粒度的大小，粒径越小，比表面积就
越大，其光催化活性也就越高。但纳米二氧化钛微粒比表面积大、表面能高，处于热力学的
非稳定态，在液相介质中受范德华力的作用极易发生团聚，影响其功能发挥，大大降低了纳
米二氧化钛的实际应用效果，同时由于纳米二氧化钛表面亲水疏油，在有机高分子树脂中
难以均匀分散，界面上会出现空隙，当空气中的水分进入空隙中就会引起界面处高聚物的
降解、脆化、导致材料性能下降。为了解决这一问题，充分利用二氧化钛的优良性能，本发明
在表面包覆一层偶联剂膜对其进行表面改性。 偶联剂是具有两性结构的物质，其分子中的一部分官能团可与纳米1102粉体表面 的活性基团反应，形成强有力的化学键合，另一部分官能团可与有机高聚物发生化学反应 或物理缠绕，使纳米Ti02和有机介质产生特殊功能的"分子桥"，从而改善了纳米复合材料 的综合性能。改性后的纳米二氧化钛不易团聚，可以更稳定、更均匀的分散在水性聚氨酯 中。 本发明的有益效果是由上述改性二氧化钛的性质可知，改性后的纳米二氧化钛 不易团聚，可以更稳定、更均匀的分散在有机树脂中，充分发挥其功能，进而，本涂层整理剂 在赋予电磁屏蔽织物优异的抗紫外、抗菌优异性能的同时，仍能使其具有与原电磁屏蔽织 物相同的导电性能，且对人体无致敏性。
图1是制取改性纳米二氧化钛的反应式。
图2是改性纳米二氧化钛的扫描电镜照片。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一 本实施例采用三元电子科技有限公司生产的镀铜电磁屏蔽织物为基材，制备过程 如下 1、在200毫升乙醇中加入5毫升的Y-氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂
KH-550)，用乙酸调节该溶液pH值为4，搅拌20分钟，将15克粒径小于20nm的Ti02粉体加
入其中，同时进行强力机械搅拌，反应2小时后将粉末从溶液中过滤出来，烘干。将上述得
到的粉体磨碎后加入到乙醇中并持续搅拌，通过水浴将该溶液加热至80°C，随后加入0. 6
克硬脂酸，反应2小时后过滤取出粉体，将其烘干，即得到改性的纳米二氧化钛。 2、按重量百分比水性聚氨酯98 % ，改性纳米二氧化钛2 %配比，拌匀，就得到了本
实施例制得的电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整理剂。
在电磁屏蔽织物上涂覆上述整理剂，再经热定型机热烘干即可得到抗菌、抗紫外 等多功能性的电磁屏蔽织物。 经测试可知未涂层电磁屏蔽织物的表面方阻值为0. 1-0. 15 Q/ 口，涂层之后，其 表面方阻值仍为0. 1-0. 15 Q / □，耐摩擦性能4 5级，同时，整理后织物具有较好的抗菌 性及抗紫外性，细菌减少百分率可达到80%以上，UPF指数70. 5。 在上述测试中，方阻值采用匿R-1C型方阻仪测试；屏蔽效能根据公式SE = R+A = [50+101og(P *f)—1+1.7d(f/p)"2计算得出，式中P-屏蔽物体积电阻率(Q 'cm) ;f-频 率(MHz) ;d-镀层厚度(cm);摩擦牢度根据标准GB/T3920-1997《纺织品色牢度试验耐摩擦 色牢度》测试；织物抗紫外性能参照AATCC Test Methodl83-2000方法测试；抗菌试验参照 FZ/T01021-92织物抗菌性能测试方法进行，后面实施例的测试方法和标准与此相同。
实施例二 本实施例采用三元电子科技有限公司生产的镀镍电磁屏蔽织物为基材，制备步骤 如下 1、在150毫升乙醇中加入4毫升的Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(硅烷 偶联剂KH-560)，调节该溶液pH值为5，搅拌15分钟，然后将10克粒径小于20nm的Ti02粉 体加入其中，同时进行强力机械搅拌，反应1. 5小时后将粉末从溶液中过滤出来，烘干。将 上述得到的粉体磨碎后加入到乙醇中并持续搅拌，通过水浴将该溶液加热至6(TC，随后加 入0. 3硬脂酸，反应1. 5小时后过滤取出粉体，将其烘干，即得到改性纳米二氧化钛。
2、按重量百分比乳胶树脂93%，改性纳米二氧化钛5%，三聚氰胺2%配比拌匀， 就得到了本实施例制得的电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整理剂。
在电磁屏蔽织物上涂覆上述整理剂，再经热定型机热烘干即得到抗菌、抗紫外等 多功能性的电磁屏蔽织物。 经测试知未涂层电磁屏蔽织物的表面方阻值为0. 1-0. 15Q/ 口，涂层之后，其表 面方阻值仍为0. 1-0. 15 Q/ 口，耐摩擦性能4 5级，同时，整理后织物具有较好的抗菌性 及抗紫外性，细菌减少百分率可达到80%以上，UPF指数75. 5。
实施例三 本实施例采用三元电子科技有限公司生产的镀银电磁屏蔽织物为基材，制备步骤 如下 1、在200毫升乙醇中加入8毫升的Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(硅烷 偶联剂KH-570)，调节该溶液pH值为3，搅拌30分钟，将18克粒径小于20nm的Ti02粉体 加入其中，同时进行强力机械搅拌，反应2小时后将粉末从溶液中过滤出来，烘干。将上述 得到的粉体磨碎后加入到乙醇中并持续搅拌，通过水浴将该溶液加热至7(TC，随后加入硬 脂酸，反应2小时后过滤取出粉体，烘干，即得到改性纳米二氧化钛。 2、按重量百分比聚酯树脂94%，改性纳米二氧化钛4%，异氰酸酯2%配比拌匀，
即得到本实施例制得的电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整理剂。 在电磁屏蔽织物上涂覆上述整理剂，再经热定型机热烘干即得到抗菌、抗紫外等
多功能性的电磁屏蔽织物。 经测试知未涂层电磁屏蔽织物的表面方阻值为0. 1-0. 15Q/ 口，涂层之后，其表 面方阻值仍为0. 1-0. 15 Q/ 口，耐摩擦性能4 5级，同时，整理后织物具有较好的抗菌性及抗紫外性，细菌减少百分率可达到80%以上，UPF指数72. 5。 结合图1所示，在上述实施例中乙醇充当着溶剂的作用，用于溶解硅烷偶联剂、纳 米二氧化钛以及第一次得到的粉末。纳米1102晶粒中Ti-O键具有很大的不平衡性，其极 性很强，表面吸附的水因极化而发生解离，形成羟基。利用纳米1102表面的羟基与硅烷偶 联剂中的烷氧基发生縮合反应，表面吸附了烷氧基的纳米1102通过硬脂酸与其表面吸附的 烷氧基发生反应，从而在其表面形成长链烷烃，使纳米Ti02的改性产物在有机物中具有良 好的分散性，进而更好的发挥其优异的抗菌抗紫外性能。 由改性纳米二氧化钛的扫描电镜照片图2可以看出改性后的纳米二氧化钛在有 机树脂中分散均匀，没有发生团聚。
权利要求
一种电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整理剂的制备方法，其特征在于包括以下工序1.1、在每100ml乙醇中加入1-5ml硅烷偶联剂，用乙酸调节该溶液pH为2-6，搅拌10-30分钟，再将5-10克纳米二氧化钛加入其中，同时进行强力机械搅拌，反应1-3小时后将粉末从溶液中过滤出来，烘干，磨碎；将得到的粉体再加入到乙醇中并持续搅拌，通过水浴将该溶液加热至50-90℃，随后加入0.1-0.5克硬脂酸，反应1-3小时后过滤取出粉体，将其烘干，得到改性纳米二氧化钛。1.2、按重量百分比交联剂0～10％，所述改性纳米二氧化钛1～15％，其余为树脂，配比拌匀，即得到所述的电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整理剂。
2. 根据权利要求1所述的电磁屏蔽织物的纳米二氧化钛涂层整理剂的制备方法，其特 征在于所述纳米二氧化钛的粒径小于20纳米。
3. 根据权利要求1所述的电磁屏蔽织物的纳米二氧化钛涂层整理剂的制备方法，其特征在于所述的硅烷偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基 硅烷或Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
4. 根据权利要求1所述的电磁屏蔽织物的纳米二氧化钛涂层整理剂的制备方法，其特征在于所述的树脂为聚氨酯、聚酯树脂、丙烯酸树脂或乳胶树脂。
5. 根据权利要求1所述的电磁屏蔽织物的纳米二氧化钛涂层整理剂的制备方法，其特征在于所述的交联剂为异氰酸酯、三聚氰胺或它们的复配物。
全文摘要
本发明涉及一种电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整理剂的制备方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整理剂的制备方法，可以使电磁屏蔽织物具有抗紫外、抗菌、自清洁等优异性能的同时，仍保持其原有的低表面电阻特点。解决该问题的技术方案是通过特定工艺对纳米TiO2作改性处理，再将改性后的纳米TiO2与树脂、交联剂配比拌匀，即得到所述的电磁屏蔽织物的改性纳米二氧化钛涂层整理剂。本发明可用于电磁屏蔽织物的纺织行业。
文档编号C09C3/12GK101768853SQ20091015669
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者张海林, 王炜, 田海玉, 纪俊玲, 马跃辉, 高坚生 申请人:浙江三元电子科技有限公司