一种抗紫外整理剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种抗紫外整理剂及其制备方法 (Anti-ultraviolet finishing agent and preparation method thereof ) 是由 于文慧 田家龙 陈雨洁 祁珍明 王春霞 马志鹏 贾高鹏 高大伟 陆振乾 王矿 吴 于 2021-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种抗紫外整理剂及其制备方法,将三聚氯氰作为活性反应基团,依次与2,4-二羟基二苯甲酮,对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯反应,合成了一种有暂水溶性的抗紫外线整理剂,合成过程简单,制得的抗紫外线整理剂上同时具备了两个反应性基团氯原子和-SO-(2)CH-(2)CH-(2)OSO-(3)Na,具有优异的抗紫外线效果,采用该抗紫外线整理剂整理的织物,对UVA和UVB的屏蔽率达95％以上,UPF值为50以上,具有优异的抗紫外线效果,并且性能稳定,不易被水洗去除,也不影响整理后织物的白度及正常服用性能。(The invention relates to an anti-ultraviolet finishing agent and a preparation method thereof, cyanuric chloride is taken as an active reaction group to react with 2, 4-dihydroxy benzophenone and p-beta-hydroxy ethyl sulfone aniline sulfate in sequence to synthesize the anti-ultraviolet finishing agent with temporary water solubility, the synthesis process is simple, and the prepared anti-ultraviolet finishing agent simultaneously has two reactive groups of chlorine atoms and-SO 2 CH 2 CH 2 OSO 3 Na has excellent anti-ultraviolet effect, and the fabric finished by the anti-ultraviolet finishing agent has the shielding rate of more than 95 percent to UVA and UVB, the UPF value of more than 50, excellent anti-ultraviolet effect, stable performance, difficult removal by washing, and no influence on the whiteness and normal wearability of the finished fabric.)
技术领域
本发明涉及一种抗紫外整理剂及其制备方法，属于纺织工业技术领域。
背景技术
紫外线是太阳辐射出的频率高于蓝紫光的不可见光，紫外线的照射对人体有利有弊。适当的紫外线照射具有灭菌、杀毒、预防佝偻病等许多作用；但过多的紫外线辐射会造成人体巨大的健康损害，尤其是长时间让皮肤处于紫外辐射下，会使受到紫外辐射区域的皮肤出现灼、痛、晒黑、晒红的现象。同时，这种情况会使皮肤失去活性，皮肤的抵抗力也会因此降低，引发多种皮肤病，严重的甚至诱发皮肤癌。随着经济的发展，人们对健康也越来越重视，对服装的抗紫外能力也有了更高的要求。抗紫外整理原理是将织物或纤维与抗紫外整理剂进行处理，使其吸附；当光照在纤维或织物上时，绝大部分被抗紫外线整理剂吸收并通过电子迁移将能量转化为低能而释放或直接被反射，从而达到抗紫外的目的。如何合成高效持久的抗紫外整理剂成为当前研究的热点。
目前，在纺织品上应用较多的为二苯甲酮类抗紫外线整理剂，二苯甲酮类抗紫外线整理剂也是应用最早的抗紫外整理剂，早在上世纪70年代就应用于防晒霜中。二苯甲酮类抗紫外线整理剂具有合成工艺简单，价格比较低廉，同时几乎不吸收可见光等特点，因此在纺织品中得到广泛应用，但因其较差的光稳定性，易造成黄变，而且对皮肤有亲和性，皮肤极易吸收，并且存在一定的毒性，导致二苯甲酮类抗紫外线整理剂的应用受到限制；苯并三唑类抗紫外线整理剂也是较常使用的一类抗紫外线整理剂，其对紫外线的吸收范围极广，几乎可吸收波长为280-400nm全波段紫外线，具有较佳的抗紫外线效果，但其合成繁琐，工艺极其复杂，并且，它的反应活性不高，没有反应基团，需要使其吸附在纤维表面才能有抗紫外线性能。
随着人们对抗紫外线整理剂的要求越来越高，抗紫外线整理剂的研究逐渐向着多功能化、反应型、新结构、新工艺的趋势发展。迫切需要提供一种抗紫外线效果显著的抗紫外线整理剂，使其具有较高的反应活性，并且性能稳定，不影响织物白度。
发明内容
本发明的一个目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种抗紫外整理剂，其具有优异的抗紫外线效果和较高的反应活性，并且性能稳定，不影响整理后织物的白度及其它性能。
本发明的另一目的还在于提供上述抗紫外整理剂的制备方法。
技术方案
一种抗紫外整理剂，结构式如下：
上述抗紫外整理剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将三聚氯氰溶解到有机溶剂中，得到三聚氯氰溶液，0℃下搅拌备用；
(2)将2,4-二羟基二苯甲酮加入到有机溶剂中，完全溶解后，得到2,4-二羟基二苯甲酮溶液，将2,4-二羟基二苯甲酮溶液与氢氧化钠水溶液混合搅拌均匀后，将得到的混合液缓慢滴加到步骤(1)的三聚氯氰溶液中，滴加完成后，控制反应液的pH为7-8、温度为0-5℃，该条件下反应3-6h，得到中间产物，边搅拌边升温至40℃，保温备用；
(3)将对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯加入到水中，混合均匀后，得到对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯悬浊液，2.5℃下于30min内边搅拌边往对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯悬浊液中滴加碳酸钠溶液，得到灰白色悬浊液，将灰白色悬浊液缓慢滴加到步骤(2)的中间产物中，控制体系pH为5-6，40℃下搅拌反应2-5h，冷却至室温，得到反应产物；
(4)将反应产物用饱和食盐水盐析，然后抽滤，得到固体产物，依次采用水、乙醇、丙酮进行离心洗涤，最后真空干燥，研磨，得到的粉末即为抗紫外整理剂。
进一步，步骤(1)和(2)中，所述有机溶剂为丙酮。
进一步，步骤(2)中，所述2,4-二羟基二苯甲酮与三聚氯氰的摩尔比为(1-1.2):1。
进一步，步骤(3)中，所述对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯与三聚氯氰的摩尔比为(1-1.2):1。
进一步，步骤(4)中，所述干燥温度为40-50℃，时间为20-30h。
本发明的有益效果：
本发明将三聚氯氰作为活性反应基团，依次与2,4-二羟基二苯甲酮，对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯反应，合成了一种有暂水溶性的抗紫外线整理剂，合成过程简单，制得的抗紫外线整理剂上同时具备了两个反应性基团(分别是氯原子(-Cl)和(-SO2CH2CH2OSO3Na))，具有优异的抗紫外线效果，采用该抗紫外线整理剂整理的织物，对UVA和UVB的屏蔽率达95％以上，UPF值为50以上，具有优异的抗紫外线效果，并且性能稳定，不易被水洗去除，也不影响整理后织物的白度及正常服用性能。
附图说明
图1为实施例1制备的抗紫外整理剂的XRD图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
一种抗紫外整理剂，结构式如下：
上述抗紫外整理剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将三聚氯氰(3.690g；0.020mol)溶解到30mL丙酮中，得到三聚氯氰溶液，0℃下搅拌备用；
(2)将2,4-二羟基二苯甲酮(4.2844g；0.020mol)加入到20mL丙酮中，完全溶解后，得到2,4-二羟基二苯甲酮溶液，将氢氧化钠(0.80g；0.020mol)溶解在30ml去离子水中，得到氢氧化钠水溶液，将2,4-二羟基二苯甲酮溶液与氢氧化钠水溶液混合搅拌均匀后，将得到的混合液缓慢滴加到步骤(1)的三聚氯氰溶液中，滴加完成后，采用氢氧化钠水溶液控制反应液的pH为7-8、温度为0-5℃，该条件下反应5h，得到中间产物，边搅拌边升温至40℃，保温备用；
(3)将对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯(5.6260g；0.020mol)加入到30mL水中，混合均匀后，得到对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯悬浊液，2.5℃下于30min内边搅拌边往对-β-羟基乙砜苯胺硫酸酯悬浊液中滴加浓度为1mol/L的碳酸钠溶液(20mL)，得到灰白色悬浊液，将灰白色悬浊液缓慢滴加到步骤(2)的中间产物中，采用碳酸钠溶液控制体系pH为5-6，40℃下搅拌反应3h，冷却至室温，得到反应产物；
(4)将反应产物用饱和食盐水盐析，然后抽滤，得到固体产物，依次采用水、乙醇、丙酮进行离心洗涤，最后45℃真空干燥24h，研磨后，得到的粉末即为抗紫外整理剂。
实施例1制备的抗紫外整理剂的XRD图见图1，可以看出，最终产物在1633、1548、1402cm-1处有较强的吸收峰，估计为苯环骨架振动峰；在3203cm-1处有一段吸收带，应为N-H的伸缩振动；在1018cm-1处的一个较强吸收峰，应该是对二取代芳烃的振动峰；在1712cm-1处有一个吸收峰，推算为C＝O振动吸收峰；在1342cm-1处的吸收峰为亚砜基；在1243cm-1处为苯环上C—N伸缩振动峰；在701cm-1处则是C—Cl的伸缩振动峰。
性能测试：
采用实施例1制备的抗紫外整理剂整理棉织物，测试整理后的棉织物的紫外线防护系数、白度、褶皱回复角和拉伸性能，方法如下：将实施例1制备的抗紫外整理剂制备成浓度为(10g/L、20g/L、30g/L)的整理液，往整理液中加入碳酸钠，得到工作液，工作液中碳酸钠浓度为20g/L，取大小为30cm×6cm(经×纬)的棉织物，分别放入对应的工作液中充分浸湿，浴比1:30，室温的条件下进行二浸二轧，轧液率为70％-80％，然后放于鼓风干燥箱中，温度调至100℃，烘干5min。烘干后取出布样，将鼓风干燥箱调至150℃，当温度到达150℃后，将布样放入鼓风干燥箱，焙烘，5min后取出。取出后先用55℃温水冲洗一边，再用冷水洗涤两遍。洗涤完，放入鼓风干燥箱，温度调至80℃，烘干，5min后取出。取出后，与原布样一起去做织物性能测试。
1.紫外线防护系数的测试
测试方法参照《纺织品防紫外线性能的评定》规定，选取GB/T18830—2009作为标准进行测试，每一个样品都测试4次，采取其测试结果的平均值作为结果。
测试结果见表1：
表1
由表1的测试结果可以看出，采用本发明实施例1的抗紫外整理剂整理后的棉织物具有优良的抗紫外线性能，随着抗紫外线整理浓度的不断增加，被整理织物的紫外防护性能也在逐渐增加。
2.白度、折皱回复角及断裂强力测试
白度的测试参照《纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法》这一规定，用GB/T18401—2003作为标准进行测定；折皱回复角测试按照《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》这一规定，采用GB/T3819—1997作为标准进行测定；断裂强力测试按照《纺织品织物拉伸性能第1部分断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》这一规定采用GB/T3923.1—2013这一标准进行测试。
测试结果见表2：
表2
由表2的测试结果可以看出，整理后织物的白度、折皱回复角以及断裂强力随着整理剂浓度的增加而减小，但减小的幅度很小，不影响正常的使用。
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