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第 1 期 吕 凯，等: 防紫外线超疏水织物涂层构筑及性能 ·23·

B(UV-B)波段的透过率均减小，紫外线防护系数 织物表面的涂层也受到一定的损伤，导致涂层织物
（UPF）增大，说明聚氨酯和纳米二氧化硅形成的 的疏水性略有降低。无 UVA400 的涂层织物经 120 h
涂层对紫外线具有一定的阻隔作用，但 UPF<40，紫 老化后，接触角下降至 147，而含 UVA400 的织物
外线防护性较差。随着 UVA400 用量的不断增加， 为 155。涂层织物表面的疏水结构被紫外线破坏，
涂层织物的 UPF 增大，UV-A 和 UV-B 波段的透过 失去超疏水性能。对比是否含有 UVA400 涂层织物
率下降，w(UVA400)=1.0%时，涂层织物的 UPF 为 的疏水性变化可知，UVA400 的加入提高了涂层织
53，UV-A 波段的透过率为 3.03%，此时，涂层织物 物的耐老化性能。
的 UPF 大于 40，UV-A 波段的透过率小于 5.00%， 加速老化对涂层织物紫外线防护效果的影响如
可以称为“防紫外线产品”。UVA400 在吸收紫外线 表 2 所示。
后，碳氮杂环上的氮原子与相邻苯环上的羟基依靠
氢键形成六元螯合环，发生分子内重排，成为不稳 表 2 加速老化时间对涂层织物紫外防护效果的影响
Table 2 Effect of accelerated aging time on the UV protection
定的高能状态，回复到低能的初始状态时，进行能 factor of coated fabric
量转换，将紫外线转化为热能或无害低能辐射释放 老化时间/h UPF T(UV-A)/% T(UV-B)/%
[7]
出来 ，从而达到织物的紫外线防护效果。 0 72 2.96 1.20
图 5 中，比较不同 UVA400 用量的紫外线透过 12 95 2.26 0.98
率曲线，可以看出，添加 UVA400 与未添加的涂层 24 100 2.66 0.78
织物相比，280~370 nm 波段的紫外线透过率降低， 48 101 3.69 0.72
说明涂层中的 UVA400 对紫外线起到明显的吸收作 72 108 4.27 0.57
用。综合不同 UVA400 用量涂层织物的紫外线防护 120 117 2.68 0.72
效果，选择 w(UVA400)=1.5%，此时涂层织物的 UPF
由表 2 所示，涂层织物的 UPF 随老化时间的增
为 72，UV-A 波段的透过率为 2.96%。
加而提高，当老化时间为 120 h 时，UPF 为 117，
2.5 防紫外超疏水织物的耐老化性能
UV-A 波段的紫外线透过率为 2.68%，相比未经老化
以 w(聚氨酯)=83.5%，w(SiO 2 )=15%，w(UVA400)=
处理的涂层织物紫外防护效果有很大提高。可能是
1.5%配制整理液，得到防紫外超疏水涂层织物，图
因为纳米二氧化硅颗粒对 UVA400 有一定的遮挡作
6 为加速老化时间对涂层织物接触角的影响。
用，阻碍 UVA400 对紫外线的吸收；当涂层织物经
加速老化时，涂层中的 UVA400 受热游离，由涂层
内部迁移到表面，使涂层中吸收紫外线的 UVA400
含量相对增加，从而提高涂层织物的紫外线防护效
果。综上所述，当涂层织物经 120 h 加速老化后，
仍具有紫外线防护效果，并且此时涂层织物的紫外
线防护效果最高。
将涂层织物置于 60 ℃条件下加热，测试不同加
热时间涂层织物的紫外防护效果，表 3 为加热时间
对涂层织物 UPF、紫外线透过率的影响。其中，涂

图 6 加速老化时间对涂层织物疏水性的影响 层织物的整理条件为 w(SiO 2 )=15%，w(UVA400)=
Fig. 6 Effect of accelerated aging time on the hydrophobicity 1.5%，w(聚氨酯)=83.5%。
of coated fabric
表 3 加热时间对涂层织物紫外防护效果的影响
由图 6 可知，加速老化时间在 0~48 h 时，含 Table 3 Effect of heating time on the UV protection factor of
coated fabric
UVA400 涂层织物的接触角随老化时间的增加而提
加热时间/h UPF T(UV-A)/% T(UV-B)/%
高，这是由于涂层织物中有机氟硅链段受热迁移到
0 72 2.96 1.20
涂层表面，进一步降低涂层的表面自由能，从而提
12 91 1.97 1.07
高涂层织物的接触角；当老化时间超过 48 h 时，含
24 97 2.44 0.79
UVA400 涂层织物的接触角有所下降，加速老化实
验时，UVA400 将紫外线转化为热能或无害低能辐 由表 3 可见，经 24 h 的加热处理后，涂层织物
射释放出来，使织物表面的涂层避免受到紫外线的 的 UPF 为 97，UV-A 波段的透过率为 2.44%，仍具
损害，但是经过湿热条件下长时间的紫外光照射， 有紫外线防护效果。这是由于 UVA400 经热处理后，