一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610896251.1

申请日:

2016.10.12

公开号:

CN106436281A

公开日:

2017.02.22

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):D06M 11/46申请日:20161012|||公开

IPC分类号:

D06M11/46; D06M11/83

主分类号:

D06M11/46

申请人:

武汉纺织大学

发明人:

陈凤翔; 杨辉宇; 徐卫林; 刘欣

地址:

430200 湖北省武汉市江夏区阳光大道1号

优先权:

专利代理机构:

武汉宇晨专利事务所 42001

代理人:

王敏锋

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内容摘要

本发明涉及一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备方法,主要步骤包括:(1)将织物依次置于有机溶剂和去离子水中超声清洗,以除去织物表面的附着物;(2)利用原子层沉积技术在清洁化处理后的织物表面依次沉积纳米钛基功能纳米薄膜和铝基功能纳米薄膜,即得到兼具抗紫外效应的自清洁织物。本发明的一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备方法,所制备的织物不仅获得了持久稳定的抗紫外效果,且表面具有较好的自清洁特性;沉积的功能纳米薄膜是通过化学键键合在织物表面,可有效防止薄膜出现剥离或脱落,且沉积钛基和铝基功能纳米薄膜在一定程度上不改变织物的本征和穿着特性,如织物的柔软性,光滑及舒适性。本发明制备方法简单、生产效率高、成本和能耗低,对生态环境无污染,适宜于工业化生产。

权利要求书

1.一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备方法,其特征在于:所述制备方法按以下
步骤进行:
步骤A织物的清洁化处理
将织物按浴比为1:50-100在有机溶剂中超声清洗30-60min,然后在45-80℃条件下干
燥2-4h;再将干燥后的织物按浴比为1:50-100在去离子水中超声清洗30-60min,然后在80-
100℃条件下干燥6-10h;
步骤B织物表面沉积功能纳米TiO2薄膜
将经步骤A处理后的织物放入温度为120-200℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯
度为99.999%的氮气吹扫3-10min,然后采用纯度大于97%的TiCl4或四异丙醇钛为第一前
驱体,将TiCl4或四异丙醇钛加热至60-80℃形成TiCl4或四异丙醇钛蒸气,并以脉冲形式将
TiCl4或四异丙醇钛蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05-0.2s,暴露时间为8-15s,再用纯
度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15-30s;去离子水为第二前驱体,以脉冲形式送入反
应腔体,脉冲时间为0.01-0.1s,暴露时间为8-15s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫
时间为15-30s,完成一次沉积循环,即在织物表面沉积了一层厚度为0.8-1nmTiO2薄膜,重
复此沉积循环10-10000次;
步骤C钛基织物表面沉积功能纳米Al2O3薄膜
将经步骤B处理后的表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的织物放入温度为80-150℃的原子
层沉积设备的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25-30min,然后将去离子水以脉
冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.05-0.2s,暴露时间为8-15s,再用纯度为99.999%的
氮气吹扫,吹扫时间为15-30s,接下来将1.0M-5.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入
反应腔体内,脉冲时间为0.005-0.02s,暴露时间为5-12s,然后用纯度为99.999%的氮气吹
扫,吹扫时间为10-35s,即在沉积有功能纳米TiO2薄膜的织物表面上沉积了一层厚度为
0.82-1.2nm铝基功能纳米薄膜,重复以上沉积循环1-100次后,即得兼具抗紫外效应的自清
洁织物。
2.如权利要求1所述的一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备方法,其特征在于:所
用有机溶剂为乙醇或丙醇或乙醚或丙酮或氯仿中的一种。
3.如权利要求1所述的一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备方法,其特征在于:所
述的织物为棉织物、竹织物、麻织物、蚕丝织物、羊毛织物、羽绒织物、大豆蛋白织物、牛奶蛋
白织物、聚酯织物、乙纶织物、玻纤织物、丙纶织物、粘胶织物、腈纶织物、涤纶织物、维纶织
物、氨纶织物及其混纺织物。

说明书

一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备方法

技术领域

本发明涉及一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备方法,属于织物后整理领
域。

背景技术

随着人们日常生活的不断提高,对功能性纺织品有了更多新的需求。纺织纤维或
织物接触到含水或含油污渍很容易被污染,经过疏水化处理的纤维或织物以其独特的自清
洁、抗污染等性能,能够有效遏制材料表面的水溶性污渍污染、油性污渍污染、电流的传导
以及流体的粘滞等问题。目前,通过在纺织品表面进行TiO2涂层修饰是制备自清洁织物的
重要方法之一。同时,纳米TiO2也是一种紫外线屏蔽剂,可有效屏蔽外界紫外线,从而避免
紫外线对纤维或织物材料所带来不可逆转的损伤,且TiO2本身具备无毒无味、化学稳定性
好、安全环保、屏蔽范围宽等优点,赋予了织物多重功能性效果。中国专利公开号
CN101654863A,公开日是2010年2月24日,名称为“制备具有自清洁性能的纤维织物的方
法”,该方法采用钛盐在酸性条件下水解而制得具有纳米结构的TiO2混合液,纤维织物浸泡
胶化处理后可得到自清洁的效果,但胶化处理时间长,且对纤维织物的柔软性存在的影响。
中国专利公开号CN102277724A,公开日是2011年12月14日,发明名称为“一种纳米抗紫外抗
菌自清洁织物的整理方法”,提出一种利用钛盐水解构造具有纳米结构的TiO2整理液,然后
将织物分别在整理液和拒水剂溶液中进行多次浸轧,烘焙干燥后即产生抗紫外和自清洁功
能,该方法虽能够获得较好的抗紫外和自清洁的效果,但工艺复杂,要多次浸轧,较为繁琐,
效率较低,而且织物耐久性和服用性能差。中国专利公开号CN103572584A,公开日是2014年
2月12日,发明名称为“具有抗紫外及自清洁双重效果的改性纳米二氧化钛整理剂的制备方
法”,利用有机硅烷偶联剂对纳米TiO2进行表面改性形成整理剂,织物在整理剂中处理改造
后即可,此方法简单、操作使用强,但纳米TiO2附着效果差,产率低,从而使得抗紫外及自清
洁效果的持久性差,而且织物粗糙,手感差。

发明内容

针对上述问题,本发明的目的在于提供一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备
方法。

为了实现上述目的,本发明的技术解决方案为,一种兼具抗紫外效应的自清洁织
物的制备方法,所述的方法按以下步骤进行:

A织物的清洁化处理,将织物按浴比为1:50-100在有机溶剂中超声清洗30-60min,
然后在45-80℃干燥2-4h,再将织物按浴比为1:50-100在去离子水中超声清洗30-60min,然
后在80-100℃干燥6-10h,得到处理后的织物,所用有机溶剂为乙醇或丙醇或乙醚或丙酮或
氯仿中的一种。

B将经步骤A处理后的织物放入温度为120-200℃的原子层沉积设备的反应腔体
内,用纯度为99.999%的氮气吹扫3-10min,然后采用纯度大于97%的TiCl4或四异丙醇钛
为第一前驱体,将TiCl4或四异丙醇钛加热至60-80℃形成TiCl4或四异丙醇钛蒸气,并以脉
冲形式将TiCl4或四异丙醇钛蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05-0.2s,暴露时间为8-
15s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15-30s,去离子水为第二前驱体,以脉冲
形式送入反应腔体,脉冲时间为0.01-0.1s,暴露时间为8-15s,再用纯度为99.999%的氮气
吹扫,吹扫时间为15-30s,完成一次沉积循环,即在织物表面形成了一层厚度约为0.8-1nm
的功能纳米TiO2薄膜,重复此沉积循环10-10000次,所用的织物为棉织物、竹织物、麻织物、
蚕丝织物、羊毛织物、羽绒织物、大豆蛋白织物、牛奶蛋白织物、聚酯织物、乙纶织物、玻纤织
物、丙纶织物、粘胶织物、腈纶织物、涤纶织物、维纶织物、氨纶织物及其混纺织物中的一种。

C将经步骤B处理后的表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的织物放入温度为80-150℃
的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25-30min,然后将去离子
水以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.05-0.2s,暴露时间为8-15s,再用纯度为
99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15-30s,再将1.0M-5.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形
式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.005-0.02s,暴露时间为5-12s,然后用纯度为99.999%的
氮气吹扫,吹扫时间为10-35s,即在沉积有功能纳米TiO2薄膜的织物表面上沉积了一层铝
基功能纳米薄膜,重复此沉积循环1-100次,即得兼具抗紫外效应的自清洁织物,沉积的铝
基功能纳米薄膜每个单循环生长厚度为0.82-1.2nm。

由于采用以上技术方案,本发明提供的一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的有益
效果是:

(1)本发明依次采用钛基和铝基功能纳米薄膜对织物表面进行改性,可有效发挥
钛基和铝基纳米粒子的协同作用,使整理后的织物既具有TiO2的抗紫外的功能,又具有铝
基纳米粒子的热稳定性和机械稳定性,从而显著提高织物的抗紫外及自清洁性能。

(2)本发明适用织物种类较多,且沉积钛基和铝基功能纳米薄膜在一定程度上不
改变织物的本征和穿着特性,如织物的柔软性,光滑及舒适性。

(3)本发明采用的原子层沉积技术,制备工艺简单、操作方便、生产效率高、成本和
能耗低,制备的钛基和铝基功能纳米薄膜是通过化学键键合在织物表面,且分布均匀、薄膜
厚度可控、保型性和耐久性好,可有效避免功能纳米薄膜出现剥离或脱落。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备方法,所述方法按以下步骤进行:

A织物的清洁化处理,将织物按浴比为1:50-100在有机溶剂中超声清洗30-60min,
在45-80℃条件下干燥2-4h;再将织物按浴比为1:50-100在去离子水中超声清洗30-60min,
然后在80-100℃条件下干燥6-10h,得到处理后的织物。所用有机溶剂为乙醇或丙醇或乙醚
或丙酮或氯仿中的一种。

B将经步骤A处理后的织物放入温度为120-200℃的原子层沉积设备的反应腔体
内,用纯度为99.999%的氮气吹扫3-10min,然后采用纯度大于97%的TiCl4或四异丙醇钛
为第一前驱体,将TiCl4或四异丙醇钛加热至60-80℃形成TiCl4或四异丙醇钛蒸气,并以脉
冲形式将TiCl4或四异丙醇钛蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05-0.2s,暴露时间为8-
15s,用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15-30s;去离子水为第二前驱体,以脉冲形
式送入反应腔体,脉冲时间为0.01-0.1s,暴露时间为8-15s,再用纯度为99.999%的氮气吹
扫25min,其中,氮气流速为50sccm,吹扫时间为15-30s,完成一次沉积循环,即在织物表面
沉积了一层TiO2薄膜,重复以上沉积循环10-10000次后,即在织物表面形成了一层功能纳
米TiO2薄膜;所用的织物包括棉织物、竹织物、麻织物、蚕丝织物、羊毛织物、羽绒织物、大豆
蛋白织物、牛奶蛋白织物、聚酯织物、乙纶织物、玻纤织物、丙纶织物、粘胶织物、腈纶织物、
涤纶织物、维纶织物、氨纶织物及其混纺织物。

C将经步骤B处理后的表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的织物放入温度为80-150℃
的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25-30min,然后将去离子
水以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.05-0.2s,暴露时间为8-15s,再用纯度为
99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15-30s,再将1.0M-5.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形
式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.005-0.02s,暴露时间为5-12s,然后用纯度为99.999%的
氮气吹扫,吹扫时间为10-35s,即在沉积有功能纳米TiO2薄膜的织物表面上沉积了一层铝
基功能纳米薄膜,重复此沉积循环1-100次,即得兼具抗紫外效应的自清洁织物。

采用该方法制备的兼具抗紫外效应的自清洁织物,能够较好的保持织物的本征特
性,且功能纳米TiO2薄膜是通过化学键键合在织物表面,有效防止薄膜出现剥离或脱落,沉
积TiO2薄膜的织物不仅获得了持久稳定的抗紫外薄膜涂层,且表面具有较好的自清洁效
果。本发明具有工艺设备简单、操作流程少、反应条件温和、生产效率高、成本和能耗低,为
原子层沉积在织物表面改性方法上提供了一条新的途径。

当然,所描述的实施例仅是本发明的的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本
发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实例,均属于
本发明保护范围。

实施例1

将棉织物按浴比为1:50在乙醇溶剂中超声清洗30min,在45℃条件下干燥2h;再将
棉织物按浴比为1:50在去离子水中超声清洗30min,然后在80℃条件下干燥6h,接下来将处
理后的棉织物放入温度为120℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮
气吹扫3min,然后采用纯度大于97%的TiCl4为第一前驱体,将TiCl4加热至60℃形成TiCl4
蒸气,并以脉冲形式将TiCl4蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间为8s,用纯度
为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s;去离子水为第二前驱体,以脉冲形式送入反应腔
体,脉冲时间为0.01s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s,即
在棉织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,重复此沉积循环100次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的棉织物放入温度为80℃的原子层沉积设备的
反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应腔
体内,脉冲时间为0.05s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s,
再将1.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.005s,暴露时间
为5s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为10s,即在沉积有功能纳米TiO2薄膜
的棉织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环10次,即得兼具抗紫外效
应的自清洁棉织物。

实施例2

将竹织物按浴比为1:70在丙醇溶剂中超声清洗30min,在60℃条件下干燥3h;再将
竹织物按浴比为1:50在去离子水中超声清洗45min,然后在100℃条件下干燥6h,接下来将
处理后的竹织物放入温度为150℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为99.999%的
氮气吹扫5min,然后采用纯度大于97%的四异丙醇钛为第一前驱体,将四异丙醇钛加热至
80℃形成四异丙醇钛蒸气,并以脉冲形式将四异丙醇钛蒸气送入反应腔体,脉冲时间为
0.1s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为18s;去离子水为第二
前驱体,以脉冲形式送入反应腔体,脉冲时间为0.02s,暴露时间为10s,再用纯度为
99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s,即在竹织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,重
复此沉积循环1000次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的竹织物放入温度为100℃的原子层沉积设备的
反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应腔
体内,脉冲时间为0.1s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s,
再将2.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.01s,暴露时间
为8s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s,即在沉积有功能纳米TiO2薄膜
的竹织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环20次,即得兼具抗紫外效
应的自清洁竹织物。

实施例3

将麻织物按浴比为1:50在丙酮溶剂中超声清洗30min,在60℃条件下干燥4h,再将
麻织物按浴比为1:70在去离子水中超声清洗30min,然后在100℃条件下干燥8h,接下来将
处理后的麻织物放入温度为150℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为99.999%的
氮气吹扫5min,然后采用纯度大于97%的四异丙醇钛为第一前驱体,将四异丙醇钛加热至
80℃形成四异丙醇钛蒸气,并以脉冲形式将四异丙醇钛蒸气送入反应腔体,脉冲时间为
0.05s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s;去离子水为第二
前驱体,以脉冲形式送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间为10s,再用纯度为
99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s,即在麻织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,重
复此沉积循环1000次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的麻织物放入温度为100℃的原子层沉积设备的
反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫30min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应腔
体内,脉冲时间为0.1s,暴露时间为10s,再用氮气吹扫,吹扫时间为20s,再将1.0M的三甲基
铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.01s,暴露时间为5s,然用纯度为
99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为10s,即在沉积有功能纳米TiO2薄膜的麻织物表面上沉积
了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环20次,即得兼具抗紫外效应的自清洁麻织物。

实施例4

将蚕丝织物按浴比为1:80在乙醇溶剂中超声清洗30min,在60℃条件下干燥4h,再
将蚕丝织物按浴比为1:70在去离子水中超声清洗30min,然后在100℃条件下干燥6h,接下
来将处理后的蚕丝织物放入温度为150℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫10min,然后采用纯度大于97%的TiCl4为第一前驱体,将TiCl4加热至
60℃形成TiCl4蒸气,并以脉冲形式将TiCl4蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间
为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s;去离子水为第二前驱体,以脉冲形
式送入反应腔体,脉冲时间为0.01s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫
时间为15s,即在蚕丝织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,重复此沉积循环2000次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的蚕丝织物放入温度为150℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.2s,暴露时间为15s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
30s,再将3.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.015s,暴露
时间为10s,然用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为10s,即在沉积有功能纳米TiO2薄
膜的蚕丝织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环50次,即得兼具抗紫
外效应的自清洁蚕丝织物。

实施例5

将羊毛织物按浴比为1:70在丙醇溶剂中超声清洗30min,在60℃条件下干燥3h;再
将羊毛织物按浴比为1:50在去离子水中超声清洗40min,然后在80℃条件下干燥6h,接下来
将处理后的羊毛织物放入温度为120℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫8min,然后采用纯度大于97%的四异丙醇钛为第一前驱体,将四异丙
醇钛加热至80℃形成四异丙醇钛蒸气,并以脉冲形式将四异丙醇钛蒸气送入反应腔体,脉
冲时间为0.1s,暴露时间为12s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为18s;去离子
水为第二前驱体,以脉冲形式送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间为10s,再用纯度
为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s,即在羊毛织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄
膜,重复此沉积循环3000次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的羊毛织物放入温度为100℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.1s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
20s,再将2.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.01s,暴露
时间为8s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的羊毛织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环60次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁羊毛织物。

实施例6

将羽绒织物按浴比为1:80在丙酮溶剂中超声清洗30min,在60℃条件下干燥4h;再
将羽绒织物按浴比为1:50在去离子水中超声清洗30min,然后在80℃条件下干燥6h,接下来
将处理后的羽绒织物放入温度为120℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫3min,然后采用纯度大于97%的TiCl4为第一前驱体,将TiCl4加热至60
℃形成TiCl4蒸气,并以脉冲形式将TiCl4蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间为
8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s;去离子水为第二前驱体,以脉冲形式
送入反应腔体,脉冲时间为0.01s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时
间为15s,即在羽绒织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,重复此沉积循环3500次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的羽绒织物放入温度为80℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.05s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
15s,再将2.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.01s,暴露
时间为10s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为25s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的羽绒织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环80次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁羽绒织物。

实施例7

将大豆蛋白织物按浴比为1:70在丙醇溶剂中超声清洗30min,在60℃条件下干燥
3h;再将大豆蛋白织物按浴比为1:60在去离子水中超声清洗45min,然后在80℃条件下干燥
6h,接下来将处理后的大豆蛋白织物放入温度为180℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用
纯度为99.999%的氮气吹扫8min,然后采用纯度大于97%的四异丙醇钛为第一前驱体,将
四异丙醇钛加热至80℃形成四异丙醇钛蒸气,并以脉冲形式将四异丙醇钛蒸气送入反应腔
体,脉冲时间为0.2s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s;去
离子水为第二前驱体,以脉冲形式送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间为10s,再用
纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为25s,即在大豆蛋白织物表面形成了一层功能纳米
TiO2薄膜,重复此沉积循环4000次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的大豆蛋白织物放入温度为120℃的原子层沉积
设备的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入
反应腔体内,脉冲时间为0.1s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间
为20s,再将1.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.015s,暴
露时间为10s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s,即在沉积有功能纳米
TiO2薄膜的大豆蛋白织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环60次,即
得兼具抗紫外效应的自清洁大豆蛋白织物。

实施例8

将牛奶蛋白织物按浴比为1:60在乙醚溶剂中超声清洗30min,在45℃条件下干燥
2h;再将牛奶蛋白织物按浴比为1:75在去离子水中超声清洗30min,然后在80℃条件下干燥
8h,接下来将处理后的牛奶蛋白织物放入温度为180℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用
纯度为99.999%的氮气吹扫3min,然后采用纯度大于97%的TiCl4为第一前驱体,将TiCl4加
热至80℃形成TiCl4蒸气,并以脉冲形式将TiCl4蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露
时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s;去离子水为第二前驱体,以脉
冲形式送入反应腔体,脉冲时间为0.08s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹
扫,吹扫时间为30s,即在牛奶蛋白织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,重复此沉积循
环4500次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的牛奶蛋白织物放入温度为120℃的原子层沉积
设备的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入
反应腔体内,脉冲时间为0.05s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间
为15s,再将5.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.02s,暴
露时间为5s,然用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为10s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的牛奶蛋白织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环80次,即得兼
具抗紫外效应的自清洁牛奶蛋白织物。

实施例9

将聚酯织物按浴比为1:50在丙醇溶剂中超声清洗30min,在80℃条件下干燥3h;再
将聚酯织物按浴比为1:80在去离子水中超声清洗45min,然后在100℃条件下干燥6h,接下
来将处理后的聚酯织物放入温度为150℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫5min,然后采用纯度大于97%的四异丙醇钛为第一前驱体,将四异丙
醇钛加热至80℃形成四异丙醇钛蒸气,并以脉冲形式将四异丙醇钛蒸气送入反应腔体,脉
冲时间为0.1s,暴露时间为15s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为30s;去离子
水为第二前驱体,以脉冲形式送入反应腔体,脉冲时间为0.1s,暴露时间为10s,再用纯度为
99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为25s,即在聚酯织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,
重复此沉积循环5000次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的聚酯织物放入温度为100℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.1s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
20s,再将4.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.02s,暴露
时间为12s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的聚酯织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环100次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁聚酯织物。

实施例10

将乙纶织物按浴比为1:75在氯仿溶剂中超声清洗30min,在60℃条件下干燥4h;再
将乙纶织物按浴比为1:75在去离子水中超声清洗30min,然后在100℃条件下干燥8h,接下
来将处理后的乙纶织物放入温度为150℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫10min,然后采用纯度大于97%的TiCl4为第一前驱体,将TiCl4加热至
80℃形成TiCl4蒸气,并以脉冲形式将TiCl4蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间
为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s;去离子水为第二前驱体,以脉冲形
式送入反应腔体,脉冲时间为0.01s,暴露时间为15s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹
扫时间为30s,即在乙纶织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,重复此沉积循环6000次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的乙纶织物放入温度为80℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.05s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
15s,再将2.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.02s,暴露
时间为5s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为10s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的乙纶织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环80次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁乙纶织物。

实施例11

将玻纤织物按浴比为1:80在氯仿溶剂中超声清洗30min,在50℃条件下干燥4h;再
将玻纤织物按浴比为1:80在去离子水中超声清洗30min,然后在100℃条件下干燥8h,接下
来将处理后的玻纤织物放入温度为120℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫10min,然后采用纯度大于97%的TiCl4为第一前驱体,将TiCl4加热至
80℃形成TiCl4蒸气,并以脉冲形式将TiCl4蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间
为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s;去离子水为第二前驱体,以脉冲形
式送入反应腔体,脉冲时间为0.01s,暴露时间为15s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹
扫时间为30s,即在玻纤织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,重复此沉积循环6500次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的玻纤织物放入温度为80℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.05s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
30s,再将3.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.01s,暴露
时间为8s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为25s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的玻纤织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环50次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁玻纤织物。

实施例12

将丙纶织物按浴比为1:50在乙醚溶剂中超声清洗30min,在80℃条件下干燥3h;再
将丙纶织物按浴比为1:80在去离子水中超声清洗45min,然后在100℃条件下干燥6h,接下
来将处理后的丙纶织物放入温度为150℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫5min,然后采用纯度大于97%的四异丙醇钛为第一前驱体,将四异丙
醇钛加热至80℃形成四异丙醇钛蒸气,并以脉冲形式将四异丙醇钛蒸气送入反应腔体,脉
冲时间为0.1s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s;去离子水
为第二前驱体,以脉冲形式送入反应腔体,脉冲时间为0.01s,暴露时间为15s,再用纯度为
99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s,即在丙纶织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,
重复此沉积循环7000次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的丙纶织物放入温度为100℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.1s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
20s,再将3.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.02s,暴露
时间为12s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的丙纶织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环100次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁丙纶织物。

实施例13

将粘胶织物按浴比为1:50在氯仿溶剂中超声清洗30min,在60℃条件下干燥2h;再
将粘胶织物按浴比为1:50在去离子水中超声清洗30min,然后在80℃条件下干燥6h,接下来
将处理后的粘胶织物放入温度为150℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫3min,然后采用纯度大于97%的TiCl4为第一前驱体,将TiCl4加热至60
℃形成TiCl4蒸气,并以脉冲形式将TiCl4蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间为
8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s;去离子水为第二前驱体,以脉冲形式
送入反应腔体,脉冲时间为0.01s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时
间为15s,即在粘胶织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,重复此沉积循环7500次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的粘胶织物放入温度为80℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.05s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
15s,再将1.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.005s,暴露
时间为5s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为10s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的粘胶织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环40次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁粘胶织物。

实施例14

将腈纶织物按浴比为1:70在丙醇溶剂中超声清洗30min,在60℃条件下干燥3h;再
将腈纶织物按浴比为1:50在去离子水中超声清洗45min,然后在80℃条件下干燥10h,接下
来将处理后的腈纶织物放入温度为150℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫5min,然后采用纯度大于97%的四异丙醇钛为第一前驱体,将四异丙
醇钛加热至80℃形成四异丙醇钛蒸气,并以脉冲形式将四异丙醇钛蒸气送入反应腔体,脉
冲时间为0.1s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为18s;去离子
水为第二前驱体,以脉冲形式送入反应腔体,脉冲时间为0.02s,暴露时间为10s,再用纯度
为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s,即在腈纶织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄
膜,重复此沉积循环8000次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的腈纶织物放入温度为100℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.1s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
20s,再将5.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.005s,暴露
时间为8s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的腈纶织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环80次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁腈纶织物。

实施例15

将涤纶织物按浴比为1:100在丙酮溶剂中超声清洗30min,在60℃干燥3h;再将涤
纶织物按浴比为1:80在去离子水中超声清洗45min,然后在100℃条件下干燥10h,接下来将
处理后的涤纶织物放入温度为150℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为99.999%
的氮气吹扫5min,然后采用纯度大于97%的四异丙醇钛为第一前驱体,将四异丙醇钛加热
至80℃形成四异丙醇钛蒸气,并以脉冲形式将四异丙醇钛蒸气送入反应腔体,脉冲时间为
0.1s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为18s;去离子水为第二
前驱体,以脉冲形式送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间为12s,再用纯度为
99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为30s,即在涤纶织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,
重复此沉积循环8500次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的涤纶织物放入温度为100℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.2s,暴露时间为15s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
30s,再将3.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.005s,暴露
时间为8s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的涤纶织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环80次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁涤纶织物。

实施例16

将维纶织物按浴比为1:80在乙醚溶剂中超声清洗30min,在60℃条件下干燥4h;再
将维纶织物以浴比为1:50在去离子水中超声清洗30min,然后在80℃条件下干燥6h,接下来
将处理后的维纶织物放入温度为200℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫3min,然后采用纯度大于97%的TiCl4为第一前驱体,将TiCl4加热至70
℃形成TiCl4蒸气,并以脉冲形式将TiCl4蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间为
8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s;去离子水为第二前驱体,以脉冲形式
送入反应腔体,脉冲时间为0.01s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时
间为25s,即在维纶织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,重复此沉积循环9000次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的维纶织物放入温度为80℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫25min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.05s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
15s,再将2.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.01s,暴露
时间为10s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为35s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的维纶织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环40次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁维纶织物。

实施例17

将氨纶织物按浴比为1:80在乙醚溶剂中超声清洗30min,在70℃条件下干燥3h;再
将氨纶织物以浴比为1:50在去离子水中超声清洗30min,然后在100℃条件下干燥10h,接下
来将处理后的氨纶织物放入温度为180℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫10min,然后采用纯度大于97%的TiCl4为第一前驱体,将TiCl4加热至
70℃形成TiCl4蒸气,并以脉冲形式将TiCl4蒸气送入反应腔体,脉冲时间为0.05s,暴露时间
为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为15s;去离子水为第二前驱体,以脉冲形
式送入反应腔体,脉冲时间为0.2s,暴露时间为8s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫
时间为30s,即在氨纶织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,重复此沉积循环9500次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的氨纶织物放入温度为150℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫30min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.2s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
15s,再将3.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.02s,暴露
时间为12s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的氨纶织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环60次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁氨纶织物。

实施例18

将混纺织物按浴比为1:100在氯仿溶剂中超声清洗30min,在80℃条件下干燥3h;
再将混纺织物按浴比为1:80在去离子水中超声清洗45min,然后在100℃条件下干燥10h,接
下来将处理后的混纺织物放入温度为150℃的原子层沉积设备的反应腔体内,用纯度为
99.999%的氮气吹扫10min,然后采用纯度大于97%的四异丙醇钛为第一前驱体,将四异丙
醇钛加热至80℃形成四异丙醇钛蒸气,并以脉冲形式将四异丙醇钛蒸气送入反应腔体,脉
冲时间为0.2s,暴露时间为10s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为20s;去离子
水为第二前驱体,以脉冲形式送入反应腔体,脉冲时间为0.1s,暴露时间为10s,再用纯度为
99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为25s,即在混纺织物表面形成了一层功能纳米TiO2薄膜,
重复此沉积循环10000次。

将表面沉积有功能纳米TiO2薄膜的混纺织物放入温度为150℃的原子层沉积设备
的反应腔体内,用纯度为99.999%的氮气吹扫30min,然后将去离子水以脉冲形式泵入反应
腔体内,脉冲时间为0.2s,暴露时间为15s,再用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为
30s,再将5.0M的三甲基铝/庚烷溶液以脉冲形式泵入反应腔体内,脉冲时间为0.02s,暴露
时间为10s,然后用纯度为99.999%的氮气吹扫,吹扫时间为30s,即在沉积有功能纳米TiO2
薄膜的混纺织物表面上沉积了一层铝基功能纳米薄膜,重复此沉积循环100次,即得兼具抗
紫外效应的自清洁混纺织物。

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本发明涉及一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备方法,主要步骤包括:(1)将织物依次置于有机溶剂和去离子水中超声清洗,以除去织物表面的附着物;(2)利用原子层沉积技术在清洁化处理后的织物表面依次沉积纳米钛基功能纳米薄膜和铝基功能纳米薄膜,即得到兼具抗紫外效应的自清洁织物。本发明的一种兼具抗紫外效应的自清洁织物的制备方法,所制备的织物不仅获得了持久稳定的抗紫外效果,且表面具有较好的自清洁特性;沉积的功。

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