[發(fā)明專利]一種摻雜納米TiO2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910654832.8
• 申請(qǐng)日: 2019-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN110387770B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸趙情;王丹妮;聶景怡;花莉;司聯(lián)蒙;寧逗逗;王亞芳;陳珊珊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): D21H27/00
• 分類號(hào): D21H27/00;D21H27/12;D21H13/26;D21H17/69;D21H17/64;D21H21/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明公開了一種摻雜納米TiO₂的抗紫外對(duì)位芳綸納米紙及其制備方法，首先，選用了納米TiO₂作為紫外吸收劑，其對(duì)紫外線有良好的吸收作用，通過添加納米TiO₂，可以很好的改善芳綸紙基材料的抗紫外特性。其次，在DMSO/KOH體系作用下溶解宏觀對(duì)位芳綸纖維，制備得到的芳綸納米纖維表面富含C＝O、N?H。該方法過程簡(jiǎn)單，且不傷害纖維本身，可以有效改善基體材料的機(jī)械強(qiáng)度、界面結(jié)合性能及可加工性。經(jīng)本發(fā)明方法制得的摻雜納米TiO₂的抗紫外對(duì)位芳綸納米紙，其制備工藝簡(jiǎn)單，材料性能優(yōu)異。并且選用價(jià)格低廉、綠色無毒、性能優(yōu)異的納米TiO₂作為紫外吸收劑，符合環(huán)保要求。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于納米紙技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種摻雜納米TiO₂的抗紫外對(duì)位芳綸納米紙及其制備方法。

【背景技術(shù)】

對(duì)位芳綸紙基材料是以對(duì)位芳綸短切纖維和對(duì)位芳綸沉析纖維為原料，通過造紙濕法成型工藝制備出的一種二維片狀復(fù)合材料，因其輕質(zhì)高強(qiáng)，良好的絕緣性能、耐高溫、阻燃等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航空航天、電信通訊和軌道交通等領(lǐng)域。然而芳綸纖維材料在應(yīng)用過程中存在著兩個(gè)致命的缺點(diǎn)：一是纖維表面光滑，活性基團(tuán)較少，表面浸潤(rùn)性差，導(dǎo)致纖維與其他材料結(jié)合強(qiáng)度差，進(jìn)而影響材料的整體性能；二是芳綸纖維是一種光敏感材料(其分子主鏈上的酰胺鍵極易發(fā)生斷裂)，但是芳綸纖維在應(yīng)用過程中大多暴露在陽光下，芳綸纖維本身的抗紫外線能力較差，長(zhǎng)此以往必然會(huì)嚴(yán)重影響材料的進(jìn)一步應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種摻雜納米TiO₂的抗紫外對(duì)位芳綸納米紙及其制備方法。該方法過程簡(jiǎn)單，且不傷害纖維本身，可以有效改善基體材料的機(jī)械強(qiáng)度、界面結(jié)合性能及可加工性，且提升了對(duì)位芳綸納米紙的抗紫外線能力。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種摻雜納米TiO₂的抗紫外對(duì)位芳綸納米紙，所述對(duì)位芳綸納米紙內(nèi)摻雜有納米TiO₂；對(duì)位芳綸納米紙中的芳綸納米纖維表面包含有C＝O和N-H官能團(tuán)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

優(yōu)選的，所述對(duì)位芳綸納米紙內(nèi)納米TiO₂的平均直徑為115nm。

一種摻雜納米TiO₂的抗紫外對(duì)位芳綸納米紙的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，混合KH-550、無水乙醇和水，攪拌均勻并調(diào)節(jié)pH值至3-5，得到KH-550溶液；混合納米TiO₂、水和無水乙醇并超聲分散，得到納米TiO₂分散液；混合納米TiO₂分散液和KH-550溶液，攪拌均勻后，離心分離，得到第一次離心分離產(chǎn)物；將第一離心分離產(chǎn)物重新分散在去水和無水乙醇混合液中，再次離心分離；反復(fù)將離心產(chǎn)物分散在水和無水乙醇混合液，并離心分離，重復(fù)若干次，將最終的離心產(chǎn)物干燥處理，得到粉末狀改性后的納米TiO₂；

步驟2，混合DMSO、對(duì)位芳綸沉析纖維和KOH，得到混合溶液A中，將混合溶液A在室溫下攪拌至混合溶液A的顏色為暗紅色，得到ANF懸浮液；

步驟3，在ANF懸浮液中加入水，得到疏解后的ANF懸浮液；將粉末狀改性后的納米TiO₂在水中超聲分散，得到超聲分散后的納米TiO₂溶液；混合超聲分散后的納米TiO₂溶液和疏解后的ANF懸浮液，攪拌均勻后得到混合溶液B；納米TiO₂在混合溶液B中的質(zhì)量濃度為2％～10％；將混合溶液B抽濾、壓榨和干燥后得到摻雜納米TiO₂的抗紫外對(duì)位芳綸納米紙。

優(yōu)選的，步驟1中，KH-550、無水乙醇和水的混合體積比為1：(85-95)：(5-15)。