[發明專利]用于防紫外線紡織品的中性二氧化鈦溶膠的制備方法

有效

• 申請號: 201010505599.6
• 申請日: 2010-10-13
• 公開（公告）號: CN102442698A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 忻浩忠;齊開宏;王曉文
• 申請（專利權）人: 香港理工大學
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及一種二氧化鈦溶膠的制備方法，更具體地說，涉及一種用于防紫外線紡織品的中性二氧化鈦溶膠的制備方法。

背景技術

紫外線輻射UVR包括三種類型：UV-A(315-400nm)，UV-B(290-315nm)，和UV-C(100-290nm)。UV-C輻射被臭氧層吸收，UV-A和UV-B則到達地球表面。隨著日趨嚴重的溫室效應和臭氧層破壞現象，到達地球表面的紫外線總量正在增加。少量的紫外線輻射對人類是有益的，然而，大量的紫外線輻射可能會引起嚴重的健康問題，比如曬傷、皮膚過早陳化，甚至皮膚癌和白內障。因此，肌膚需要防止遭受過度的紫外線輻射，尤其是UV-B輻射，因為它具有最高的皮膚損傷能力。最近，由于防紫外線輻射且輕質舒適服裝的市場需求日益增長，防紫外線紡織品受到了特別的關注。

衣服被認為是防止曬傷和預防皮膚癌的重要物品。然而，服裝的織法、重量和顏色不同，其防紫外線輻射的功效也不同，特別是一些夏季紡織品沒有足夠的防紫外線輻射功效。設計和改進織物來降低紫外線穿透是一項相對較新的應用。通常人們利用防曬系數SPF來測定防曬化妝品的防紫外線輻射能力。另一方面，由澳大利亞/新西蘭標準AS/NZL?4399：1966定義的防紫外線系數UPF，如今也被廣泛地采用。UPF主要用于評估紡織品的防紫外線輻射能力。UPF分為三個等級：UPF值為15到24(等級為15和20)的織物提供較好的防紫外線輻射能力；UPF值為25到39(等級為25、30和35)的織物提供很好的防紫外線輻射能力；UPF值為40以及更高(等級為40、45、50和50+)的織物提供極好的防紫外線輻射能力。UPF值低于15的織物不在評估范圍之內。

在J.H.Xin等著，《紡織研究(Textile?Research?Journal)》，72，97(2004)；P.Xu等著，《應用聚合物科學(Journal?of?Applied?Polymer?Science)》，102，1478(2006)；N.Abidi等著，《應用聚合物科學(Journal?of?AppliedPolymer?Science)》，104，111(2007)中曾報道了利用二氧化鈦納米顆粒處理棉織物。然而，該制備方法是將四異丙基鈦、四丁基鈦和四乙基鈦作為原料，將鹽酸和醋酸作為催化劑，在酒精溶劑中進行溶膠-凝膠反應。該方法的制備過程不是環境友好，并且由于使用大量的強酸對環境會造成污染。

美國專利號為6576589(Na等)的專利公開了一種制備納米級粒徑的銳鈦型二氧化鈦的方法，將硝酸作為催化劑，溫度控制在80±20℃，在酒精溶劑中進行溶膠-凝膠反應。該方法由于含有腐蝕性酸，不是環境友好，并且所得產物的PH值小于3，無法用于低耐酸的材料。

美國專利號為7255847(Daoud等)的專利介紹了一種制備納米級粒徑的銳鈦型二氧化鈦的方法，將硝酸和鹽酸作為催化劑，溫度控制在50±15℃，在水溶劑中進行溶膠-凝膠反應。該方法所得產物的PH值為1-2，對低耐酸的材料會造成損壞。

美國專利號為5049309(Sakamoto等)的專利公開了一種用于生產中性二氧化鈦溶膠的過程。該過程包括：用一元酸比如鹽酸、硝酸、氯酸、氯乙酸膠溶水合鈦氧化物，來獲得酸性二氧化鈦溶膠，然后利用離子交換樹脂來除去該酸性二氧化鈦溶膠中的陰離子。然而，該方法對二氧化鈦溶膠的分散性有所影響而無法使二氧化鈦溶膠處于穩定的分散狀態。

綜上所述，現有技術制備二氧化鈦溶膠有諸多不足之處：在制備過程中，采用腐蝕性化學試劑，比如硝酸和鹽酸；需要相對較高的溫度。制備得到的產品，二氧化碳納米顆?；蚨趸伻苣z處于不穩定的分散狀態；并且含有腐蝕性化學試劑的酸性二氧化鈦溶膠，不能夠用于一些低耐酸的材料，比如纖維紡織品。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的采用腐蝕性化學試劑、需要相對較高的溫度、獲得的二氧化碳納米顆粒或二氧化鈦溶膠不穩定以及酸性二氧化鈦溶膠應用不廣的缺陷，提供一種用于防紫外線紡織品的中性二氧化鈦溶膠的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種用于防紫外線紡織品的中性二氧化鈦溶膠的制備方法，包括以下步驟：

1)將鈦基原料添加到包含有機酸催化劑的水溶液中；

2)對所述水溶液進行熱處理來激活膠溶反應，從而制備酸性二氧化鈦膠溶液；

3)用堿中和所述酸性二氧化鈦膠溶液，從而獲得中性范圍內的二氧化鈦溶膠。