抗紫外、隔熱功能性紡織品制備方法及原理

[編輯:Cyx]  [發(fā)布時間:2015-12-25 15:12:28]  [紡織導報]

　　隨著人們生活水平的提高，戶外活動不斷增多，由于戶外環(huán)境復雜多變，對功能性紡織品的需求不斷增加，其中具有抗紫外、隔熱功能的紡織品就是重要的一種，此類紡織品通過涂覆抗紫外、隔熱涂層來實現(xiàn)。

　　1 涂層整理

　　涂層整理是指在織物表面均勻地涂敷1層或多層高分子成膜物質(zhì)，使其產(chǎn)生不同功能的一種表面加工技術(shù)。涂層可以改變織物外觀，改變織物風格，增加織物功能?？棺贤狻⒏魺嵬繉泳褪瞧渲幸环N。

　　涂層劑的種類不同，它的性能也不同。從化學結(jié)構(gòu)方面，常見的涂層劑包括聚氯乙烯樹脂（PVC）、聚丙烯酸酯涂層劑（PA）、聚氨酯涂層劑（PU）、天然橡膠和合成橡膠涂層劑。按使用的介質(zhì)，可分為溶劑型和水分散型。其中PA和PU是兩種常用的涂層劑。織物的涂層方法主要包括直接涂層、轉(zhuǎn)移涂層、凝固涂層、泡沫涂層和層壓等。涂層整理目前存在的主要問題是整理時采用的分散介質(zhì)大部分為有機溶劑，具有易燃、有毒、價格較高等缺點，發(fā)展以水為分散介質(zhì)的涂層劑是目前的發(fā)展方向?！?/p>

　　2 抗紫外、隔熱原理

　　一束光照射到織物上時，常發(fā)生吸收、透過、反射等3種現(xiàn)象，即一部分被織物吸收，一部分在織物表面反射，其余則透過織物?？棺贤饩€原理是利用具有抗紫外性能的納米粉體材料添加到涂料中并對織物進行整理，當光輻射到織物上時，小部分透過織物，絕大部分被納米粉體材料反射或吸收。隔熱機理可以分為阻隔型、反射型、輻射型。其中反射型研究最多，作用機理是反射可見光和近紅外光區(qū)的輻射能。

　　3 抗紫外涂層的制備

　　納米TiO₂是一種無毒、成本低廉、來源豐富、化學穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性高、光散射力強、紫外線屏蔽性好的白色粉末，作為功能粒子通過涂層整理的方法粘附到織物上，可以提高織物的抗紫外、隔熱性能。

　　納米ZnO是研究及應用較多的另一種納米粉體材料，目前廣泛應用于防曬霜。陶冶制備了納米ZnO溶膠并應用于錦綸織物的抗紫外整理，實驗表明，經(jīng)整理織物抗紫外性能明顯提高。

　　SiO₂納米粉體材料的研究及應用較少，且一般為復合粉體材料。Weibin Bai等通過溶膠－凝膠法制備了漆酚甲醛聚合物/多羥基丙烯酸樹脂/SiO₂納米復合材料，通過1000h抗紫外測試，結(jié)果表明，制備的納米復合材料有良好的抗紫外性能，并且當SiO₂含量達到5wt.%時，納米復合材料表現(xiàn)出最佳的抗紫外性。

　　這些納米粉體材料雖然研究較多，但是還存在使用時易團聚的缺點，不能發(fā)揮納米顆粒的特性。如果對納米顆粒進行表面改性，使用時納米顆粒不易團聚，就可以改善復合涂層的均一性，提高其抗紫外、隔熱性能。

　　4 隔熱涂層的制備

　　陳克寧等以聚氨酯為粘合劑，TiO₂為功能粒子，采用涂層方法制備高性能的隔熱涂層織物。結(jié)果表明，涂層織物的隔熱性能和機械性能均較好。王科林等以TiO₂為功能粒子，采用涂層的方法制備了隔熱性能較好的TiO₂涂層織物，結(jié)果表明，涂層后，織物的隔熱性能明顯提高了。李娜等制備了單分散球形SiO₂顆粒，通過浸軋工藝將其用于棉織物紅外反射隔熱整理中，利用FT-IR、TEM等手段對樣品進行表征，結(jié)果表明：整理后的織物在紅外輻射下升溫速度緩慢，且比未整理織物表面溫度低，使織物具有隔熱、涼爽性能。

　　隔熱涂層中添加的納米顆粒也存在團聚問題，為提高涂層隔熱性能，改善納米顆粒團聚，不少研究者也進行了一些研究。盧斌等制備了用穩(wěn)定劑改性的SiO₂氣凝膠透明隔熱涂料，實驗表明SiO₂氣凝膠顆粒分散均勻，同時具有較好的隔熱效果。王科林等通過試驗用十二烷基苯磺酸鈉對TiO₂表面改性，提高TiO₂粉體在聚氨酯隔熱涂料中的分散性和穩(wěn)定性，結(jié)果證實改性后的TiO₂在聚氨酯隔熱涂料中的分散穩(wěn)定性及其涂層織物的隔熱性能均有不同程度的提高。

　　氣凝膠被認為是最有前景的高性能隔熱材料之一，與傳統(tǒng)的隔熱材料相比，因為其導熱系數(shù)下降至13mW·m-1·K-1，所以表現(xiàn)出顯著的隔熱性能，但氣凝膠本身的脆性及SiO₂氣凝膠對高溫環(huán)境中紅外線高透過率的缺陷，限制了它的應用范圍，若在氣凝膠中摻入遮光劑就能改善這些情況。

　　5 抗紫外、隔熱涂層的制備

　　范立紅等利用納米無機氧化物（TiO₂和ZnO）對大豆蛋白織物進行防紫外線復合涂層整理，性能測試表明，整理后的大豆蛋白織物不但具有優(yōu)良的抗紫外功能，還有優(yōu)良的抗紅外及隔熱效果。王書忠等研究了無機納米粒子/丁苯膠乳復合技術(shù)的研究，結(jié)果證明納米CaCO₃和納米ZnO都有隔熱功能，而且ZnO還具有防紫外老化功能。盛振宏等通過液相法制備出高效阻隔紅外和紫外輻射的環(huán)保涂層材料，涂敷在玻璃上，測得膜層紫外線屏蔽率為75.7%，紅外阻隔率為92%。   抗紫外、隔熱功能性紡織品制備方法及原理