一种抗紫外线防透面料及其制备工艺的制作方法

本技术涉及纺织品领域，更具体地说，它涉及一种抗紫外线防透面料及其制备工艺。

背景技术：

1、抗紫外线防透面料是一种特殊类型的面料，展现出优异的抗紫外线性能，能够有效防止紫外线的透射，为皮肤和物品提供保护，使其免受紫外线的伤害。这种面料通常利用防紫外线涂层、金属氧化物或陶瓷等材料，将紫外线进行反射和吸收，从而达到防透效果。

2、抗紫外线防透面料的原理主要依赖于其吸收或反射紫外线的特性。在制作过程中，特殊的助剂或涂层被应用来增强面料的抗紫外线性能。这些助剂或涂层能有效阻挡紫外线的穿透，为人体皮肤提供保护，降低因紫外线照射导致的晒伤和老化，从而降低皮肤癌的发病率。

3、然而，这些涂层容易在多次水洗后或长时间光照后脱落、氧化，导致抗紫外线能力显著降低。因此，需要研发一种耐久性较好的抗紫外线防透面料。

技术实现思路

1、为了提高面料抗紫外线的耐久性，本技术提供一种抗紫外线防透面料及其制备工艺。

2、第一方面，本技术提供一种抗紫外线防透面料，采用如下的技术方案：

3、一种抗紫外线防透面料，包括如下重量份原料：

4、由抗紫外线聚酯纤维纺织而成，所述抗紫外线聚酯纤维由芳香族二羧酸、乙二醇、二苯甲酮类化合物以及间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠制得；所述抗紫外线聚酯纤维表面涂覆有防紫外线层，所述防紫外线层按重量份计包括纳米氧化锌2-5份、氨丙基封端聚二甲基硅氧烷8-10份、十二烷基磺酸钠4-6份。

5、通过采用上述技术方案，加入纳米氧化锌可以提高面料的抗紫外线性能，但纳米氧化锌具有较高的光催化活性，在受到长时间光照时，易导致聚合物纤维中的高分子链断裂，造成面料耐久性不好。因此使用氨丙基封端聚二甲基硅氧烷对纳米氧化锌进行处理，带氨基官能团的氨丙基封端聚二甲基硅氧烷能与原料中氧化锌颗粒产生的zn-oh的h原子之间产生氢键，以化学键的方式接枝在纳米氧化锌的表面，防止纳米氧化锌被长时间光照催化，保证纳米氧化锌的稳定性，提高面料的耐久性，并且其较长的硅氧分子链能够赋予面料较好的耐水洗性能。

6、由芳香族二羧酸和乙二醇、二苯甲酮类化合物合成的聚酯纤维具有良好的光稳定性，并且能使得到的面料具有良好的耐久性，二苯甲酮类化合物使纤维具有良好的吸收和散射紫外线的功能，进一步提高面料抗紫外线的能力。

7、可选的，所述抗紫外线聚酯纤维的制备方法如下：

8、(1)取芳香族二羧酸和乙二醇加入酸性催化剂氮气气氛下，230-250℃反应1.5-2h，酯化反应，生成聚酯低聚物；

9、(2)往聚酯低聚物中加入二苯甲酮类化合物以及间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠，250-270℃下搅拌反应0.5-1h，脱除过量乙二醇后，抽真空加热至270-280℃缩聚反应40-60min后，纺丝得到所述抗紫外线聚酯纤维。

10、通过采用上述技术方案，在制备聚酯纤维的过程中加入二苯甲酮类化合物，它对整个紫外光区域几乎都有吸收作用，其分子上苯环上的羟基氧和相邻的羰基氧之间形成了分子内氢键，构成螯合环，这类物质接枝在聚酯的高分子链上可以有效吸收紫外光能量转变成无害的热能而释放出来，有效提高聚酯纤维的抗紫外线性能，间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠中的羟基和磺酸集团可以与聚酯纤维中的羟基发生反应，形成化学键，接枝在聚酯纤维的分子链上，以其分子内部的电子跃迁和能量转换来吸收和转化紫外线，从而减少紫外线对聚酯纤维的损害，提高聚酯纤维的抗紫外线能力。

11、可选的，所述乙二醇、芳香族二羧酸、二苯甲酮类化合物以及间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的加入重量份之比为1.3-1.5:1：0.2：0.1-0.3。

12、通过采用上述技术方案，控制各原料的加入重量份之比促进酯化反应的平衡进行，优化产物性能。并且适当比例下，反应速率适中，有利于控制反应过程，减少反应过程副产物的产生，有助于抗紫外线聚酯纤维的性能。

13、可选的，所述步骤(2)中在加入二苯甲酮类化合物以及间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠之前先将反应体系内的温度降至100-120℃。

14、通过采用上述技术方案，步骤(1)中在生成聚酯低聚物时反应体系内的加热温度较高，易导致间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠与二苯甲酮类化合物发生自聚，降低反应体系内的温度后再加料有利于体系物料混合的更加均匀，减少反应体系中副产物的产生，进一步提高聚酯分子链的接枝率。

15、可选的，所述纳米氧化锌的粒径在150-300nm。

16、通过采用上述技术方案，控制纳米氧化锌的粒径在适宜范围内，150-300nm的纳米氧化锌具有较大的比表面积和表面活性，作为增强剂加入提高面料的抗紫外性能和耐候性能。

17、可选的，所述二苯甲酮类化合物为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。

18、通过采用上述技术方案，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮能够吸收比较广范围内的紫外光，可以更全面的防护紫外线对纤维的损害，显著提高纤维的抗紫外线性能。并且分子结构中有两个羟基，一方面与聚酯有良好的相容性，能更好的与聚酯纤维结合，提高其在纤维中的稳定性，保证抗紫外线性能的持久性；另一方面，其具有较好的化学稳定性，接枝到聚酯分子链上能提高聚酯纤维抗紫外线能力的持久性。

19、可选的，所述原料中还包括0.5-2份的纳米硫酸钙。

20、通过采用上述技术方案，原料中加入纳米硫酸钙，纳米硫酸钙具有较高的折射和散射紫外线的能力，当紫外线照射到有纳米硫酸钙形成的涂层上时，光线被有效的反射和散射，减少紫外线对面料的损害，进一步提高面料的抗紫外线性能；硫酸钠的纳米级颗粒可以与纳米氧化锌一起填充纤维间隙，与纤维分子链中的组分发生反应，改善纤维的化学稳定性，提高纤维的耐久性。

21、第二方面，本技术提供一种抗紫外线防透面料的制备方法，采用如下的技术方案：一种抗紫外线防透面料的制备方法，包括如下制备步骤：

22、(1)称取纳米氧化锌加入去离子水中搅拌均匀并超声分散20-30min，加热至80-90℃搅拌，加入十二烷基磺酸钠，反应一段时间后，离心、洗涤、烘干、研磨，得到经过预处理的纳米氧化锌；

23、(2)将经过预处理的纳米氧化锌与氨丙基封端聚二甲基硅氧烷混匀得到混合液60-80℃下反应30min后，将制备好的抗紫外线聚酯纤维浸入继续反应1-2h，反应结束后将纤维取出，用去离子水冲洗，干燥得到处理过的聚酯纤维；

24、(3)将处理过的聚酯纤维混合针织成抗紫外线防透面料。

25、通过采用上述技术方案，将制备好的抗紫外线聚酯纤维浸渍在由氨丙基封端聚二甲基硅氧烷与纳米氧化锌混合而成的浸渍液中，在纤维表面附着，赋予纤维良好的耐久性与耐水洗性。

26、综上所述，本技术具有以下有益效果：

27、1、由于本技术采用二苯甲酮类化合物以及间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠制得抗紫外线聚酯纤维，聚酯分子链上接枝上能够吸收转换紫外线的基团，制得纤维对紫外线有良好的吸收与散射能力，提高了面料的抗紫外线性能。

28、2、本技术中由经过氨丙基封端聚二甲基硅氧烷改性的纳米氧化锌附着在抗紫外线聚酯纤维的表面，提高抗紫外线聚酯纤维与纳米氧化锌接枝的牢固性，并且氨丙基封端聚二甲基硅氧烷保护纳米氧化锌不被长时间光照催化，提高面料的耐久性。