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纺织品中的功能性纳米涂料
2020年05月20日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:146
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将纳米材料与传统涂料结合后,利用纳米材料自身的优异特性可以显著改善涂料的性能,还可以研发出各种类型的功能性涂料。目前,用于制备纳米复合涂料的纳米粒子主要是一些金属氧化物(如TiO2Fe2O3ZnOATO等)、特定纳米金属粉末(如纳米Ti、Cr、Nd、Al、Co等)和无机盐类(如CaCO3等)。

纳米涂料制备工艺 

纳米涂料制备工艺

Part1用于改善涂料性能

纳米粒子的加入对涂料性能的改主要体现在以下3个方面。流变性能的改善。由于涂料的流变性与填料的粒径之间存在着一定关系,可以通过改变添加的纳米填料的粒径大小来改善涂料的流变性,从而改善纳米涂料的印花均匀性。耐候性和耐老化性能的改善。SiO2ZnO、TiO2等纳米粒子都对紫外线有较好的吸收性,将这些粒子填充于涂料中,可以显著提高涂料的紫外线吸收性能,从而增强涂料的耐候性及耐老化性能,延长涂料的使用寿命。力学性能的改善。纳米粒子具有较大的比表面积,因而与有机树脂基质间存在良好的界面结合力,纳米粒子的加入可以显著提高涂料成膜后的强度、硬度、耐磨以及耐刮伤等力学性能。

Part2赋予纺织品良好的功能性

纳米粒子的加入可以提升传统涂料的性能或制备出新的功能性纳米涂料,目前对纳米涂料的研究侧重点主要在后者

①隔热降温纳米涂料

隔热纺织品可以有效缓解人们长时间处于阳光持续照射或高温环境中时所产生的不适感,对人体形成较好的防护作用。采用纳米隔热涂料对纺织品进行涂层整理,是制备隔热纺织品最常用的方法,功能性纳米涂料可以有效地提高纺织品的隔热降温性能。

应用案例:李明珠等以溶剂型PAPU胶作为成膜组分,纳米TiO2、相变微胶囊等作为功能填料,加入分散剂、消泡剂后制得纳米复合涂料。用该纳米复合涂料对织物进行涂层整理,得到的隔热织物经模拟夏季阳光照射120min,织物布面下的平均温度维持在23~26℃,最大温差达23℃,满足应用要求。

隔热纺织品 

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②纳米防水涂料

防水面料的制备通常是在面料表面添加防水涂层,利用该涂层优异的防水特性赋予织物防水功能,但是传统防水涂料制得的涂层面料的防水性能不够稳定且耐久性较差。若面料长期处于潮湿的气候环境(如长时间的雨天户外行走)时,则保证面料优良且持久的防水性能就显得十分重要,纳米材料与涂料的结合使得防水涂料在防水性能及耐久性方面均有一定程度的改善

纳米防水夹克 

荒野探险易收纳防水夹克

应用案例:仇伟等以室温硫化硅橡胶作为成膜树脂,向其中添加纳米SiO2,室温条件下制备出了超疏水涂层并对其表面形貌和疏水性进行了分析。结果表明,涂层表面具有类似荷叶的微纳复合结构,其水滴静态接触角可达165°,滚动角仅为3.8°,体现出了优良的防水性能,同时还具有明显的防覆冰效果。

③纳米抗菌涂料

目前研究和应用较为成熟的纳米抗菌涂料主要是纳TiO2涂料,其抗菌机理是利用TiO2光催化氧化特性所产生的具有高反应活性的活性氧和自由基,来杀灭或抑制微生物的生长,从而达到抗菌的效果。徐瑞芬等将经表面处理后的纳米TiO2分散到苯-丙乳液中制备得到抗菌涂料并进行抗菌效果测试,结果表明该抗菌涂料对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢菌等的杀灭率均达到99%以上,具有极强的杀菌作用和持久的抗菌效果。

阴离子抗菌袜 

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类似的,纳米ZnO在光照条件下,可分解形成电子-空穴对,结合空气中的氧气或水分产生活性氧和自由基,能够杀死大多数细菌和病毒。

喷墨印花用纳米涂料墨水

喷墨印花是一种非接触、点阵式、清洁环保的纺织品印花工艺,纺织品数字喷墨印花使用的染料墨水的耐光牢度差、生产周期长且对环境有污染,故而难以推广应用。相对于染料墨水而言,涂料墨水具有通用性强、工艺简单、不会产生浮色且更加环保等优点,但目前国内纺织品喷墨印花用涂料墨水的性能和稳定性较差,印花织物的耐水洗、耐湿摩擦等性能均有所欠缺,这些都严重阻碍了涂料喷墨印花技术的大范围推广。

纺织品喷墨印花技术 

喷墨印花得到的印花织物颜色鲜艳、耐摩擦牢度和水洗色牢度好且手感柔软,满足了高档纺织品喷墨印花的需求

参考资料:

1、纳米涂料及其在染整加工中的应用研究,浙江美欣达纺织印染科技有限公司,曹丽霞任炳严同宝殷小龙董林刘俊妮等著,纺织导报

粉体圈 编辑 Alpha

 

 


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