一种浸泡法制备疏水阻燃纺织品的方法技术

本发明专利技术涉及一种浸泡法制备疏水阻燃纺织品的方法，包括以下步骤：(1)取带有磷酸基团的苯基化合物、带有氨基基团的含硅化合物以及纳米氧化物，配置成疏水阻燃液；(2)再将待处理的纺织品浸泡在疏水阻燃液中，取出后烘干，即得到疏水阻燃纺织品。与现有技术相比，本发明专利技术通过P、N、Si协效机理提高阻燃性能，另一方面，用含硅类物质和纳米氧化物在纺织品表面构建凹凸不平的微纳结构，增加疏水自清洁功能，工艺简单，无氯无氟添加，对环境友好，浸泡时间短，节约能耗，可进一步扩展纺织品的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种浸泡法制备疏水阻燃纺织品的方法
本专利技术属于功能性纺织品制备
，涉及一种浸泡法制备疏水阻燃纺织品的方法。
技术介绍
纺织品应用广泛，如服装、床上用品、地毯、窗帘、汽车内饰等。在各类纺织纤维中棉是具有燃烧危险性的一种，它的氧指数只有18％，不仅燃烧速度快，而且有很大的助燃性，一旦燃烧会给人的生命财产造成极大的损失，因此，对纺织品进行阻燃研究非常有必要。含磷化合物能加速纤维素燃烧时的炭化，产生的可燃性气体减少，因此，国内外大多采用亲水的含磷化合物做为阻燃剂。但是用含磷化合物处理的阻燃纺织品存在易吸水、易析出、手感差、耐洗性能差的缺点。另一方面，具有单一阻燃功能的纺织品已经难以满足各行各业的复杂需求，如何赋予阻燃纺织品多功能性，如防水、自清洁、抗菌、抗紫外等，也获得越来越多的关注和研究。特别是疏水自清洁功能，科学家发现，荷叶表面具有微米级的乳突，乳突上有纳米级的蜡晶物质，这种微-纳米级的粗糙结构可以大幅度提高水滴在其上的接触角，导致水滴极易滚落，水滴在表面滚动时会带走表面的污染物或灰尘，从而达到自清洁的效果。目前有两种方法解决纺织品疏水性能和耐洗性能差的问题。一种是用聚氨酯或环氧树脂等黏性树脂作为粘胶剂增加纺织品表面与阻燃剂的结合能力，但是粘胶剂的加入会直接使阻燃性能下降。因此，将阻燃性与疏水性结合起来，是另一个解决阻燃纺织品易吸水、不耐洗问题的有效的方案。通常影响表面疏水性能的两个主要因素分别是固体表面自由能和微观结构，故大多数研究采用低表面能物质修饰或构建微米/纳米级粗糙结构两种方式来提高疏水性能。例如，中国专利201310188503.1公布了一种阻燃/超疏水性棉织物的制备方法，采用十七氟癸基三甲氧基硅烷进行疏水改性，但是含氟物质对环境危害较大。中国专利201610826073.5公布了具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法，采用含磷、氮元素的阻燃剂提高织物阻燃性，再加入长链烷基硅烷作为疏水剂，但是整理液制备时间长，约为10h，且操作工艺复杂。显然，这些方法在制备兼具疏水阻燃性能纺织品方面还存在一些不足。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了提供一种浸泡法制备疏水阻燃纺织品的方法，使得制备的纺织品兼具良好的疏水阻燃性能，且制备工艺简单等。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种浸泡法制备疏水阻燃纺织品的方法，包括以下步骤：(1)取带有磷酸基团的苯基化合物、带有氨基基团的含硅化合物以及纳米氧化物，配置成疏水阻燃液；(2)再将待处理的纺织品浸泡在疏水阻燃液中，取出后烘干，即得到疏水阻燃纺织品。进一步的，所述带有磷酸基团的苯基化合物为苯基膦酸(C6H7O3P)、苯膦酸(C6H7O2P)、二苯基磷酸中的一种或几种的混合。进一步的，所述带有氨基基团的含硅化合物为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙胺基)丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]二甲氧基硅烷、N-3-(三甲氧基硅基)丙基乙二胺中的一种或几种的混合。更进一步的，所述带有氨基基团的含硅化合物为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙胺基)丙基三乙氧基硅烷、[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]二甲氧基硅烷、N-3-(三甲氧基硅基)丙基乙二胺中的一种或几种的混合。进一步的，所述纳米氧化物为纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化铁、纳米氧化锆、纳米二氧化钛、纳米氧化镁中的一种或几种的混合。更进一步的，所述的纳米氧化物为纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米二氧化钛中的一种或几种的混合。进一步的，所述带有磷酸基团的苯基化合物与带有氨基基团的含硅化合物的质量比为1:3-2:1，优选的，质量比为1:2-1:1。进一步的，所述纳米氧化物的添加量为疏水阻燃液质量百分比的0.02～2％，可选的，为0.5-1.0％；所述疏水阻燃液的溶质质量百分比总浓度为5～30％，优选的，为10～25％。进一步的，疏水阻燃液中的pH被调节至3～12。进一步的，烘干过程具体为：先在120～200℃下预热5～10min，优选为150～190℃，然后在75～85℃烘干。进一步的，浸泡时间为10～60min。进一步的，所述纺织品的材质为棉、麻、涤棉中的一种或几种的混纺织物。优选的，纺织品为棉织物。本专利技术所采用的原料中带有磷酸基团的苯基化合物与带有氨基基团的含硅化合物中的R-P-O-与NH3+经一步反应得到反应产物，反应产物上的Si-O-R水解后与纤维素上羟基结合，接枝到纺织品上。其中，含磷化合物能加速纤维素燃烧时的炭化，生成不燃的水蒸气，使产生的可燃性气体减少；含氮化合物的加入能增强含磷化合物对纤维素的阻燃作用，同时能释放包括氨在内的惰性气体，通过磷-氮协效增加阻燃效果；含苯基化合物的加入能增加·PO自由基的链终止阻燃作用；含硅类物质的加入有助于P/Si/N协效形成陶瓷化的致密炭层，增加阻燃效果。同时，含硅类物质与纳米氧化物可与在低表面能物质上构建凹凸不平微米/纳米级粗糙结构，从而提高纺织品的疏水性能。预热烘干可增加-Si-O-Si的网状交联程度，进一步提高纺织品的疏水性能。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术所制备的疏水阻燃纺织品，通过一步浸泡法制备，工艺简单，反应时间短，方便应用于大规模工业化生产。(2)本专利技术无卤环保，通过P、N、Si协效机理，极大的提高了材料的阻燃性能，同时在纺织品表面形成凹凸不平的微纳结构增加疏水性能，使最终制备的疏水阻燃纺织品兼具良好的疏水、阻燃性能，可进一步扩展纺织品的应用前景。附图说明图1为实施例1制备的疏水阻燃纺织品与水的接触角的照片。图2为实施例1与对比例1中制备的纺织品在垂直燃烧测试后的照片。图3为本专利技术实施例1与对比例1中制备的纺织品的扫描电子显微镜图片。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。以下各实施例中，如无特别说明的原料试剂或处理技术，则表明其均为本领域的常规市售原料或常规处理技术。实施例1：采用苯基膦酸、3-氨丙基三乙氧基硅烷和纳米二氧化硅，与水配置成质量百分比浓度为15％的疏水阻燃液，其中苯基膦酸、3-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为2:3，纳米二氧化硅的添加量为疏水阻燃液质量百分比的0.5％，并将该疏水阻燃液的pH值调至6.0。将棉织物浸泡在上述疏水阻燃液中60min，取出后在160±5℃烘箱中预热5min，再将烘箱温度调节至80±5℃烘干，即得到疏水阻燃纺织品。本实施例中制备的纺织品表面的水接触角为139°，表现出优异的疏水性能。本实施例中制备的纺织品的垂直燃烧测试中，纺织品能够离火自熄，无续燃及阴燃，损毁长度为10.4cm，极限氧指数为29.4％。说明本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浸泡法制备疏水阻燃纺织品的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)取带有磷酸基团的苯基化合物、带有氨基基团的含硅化合物以及纳米氧化物，配置成疏水阻燃液；/n(2)再将待处理的纺织品浸泡在疏水阻燃液中，取出后烘干，即得到疏水阻燃纺织品。/n

【技术特征摘要】
1.一种浸泡法制备疏水阻燃纺织品的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取带有磷酸基团的苯基化合物、带有氨基基团的含硅化合物以及纳米氧化物，配置成疏水阻燃液；
(2)再将待处理的纺织品浸泡在疏水阻燃液中，取出后烘干，即得到疏水阻燃纺织品。


2.根据权利要求1所述的一种浸泡法制备疏水阻燃纺织品的方法，其特征在于，所述带有磷酸基团的苯基化合物为苯基膦酸、苯膦酸、二苯基磷酸中的一种或几种的混合。


3.根据权利要求1所述的一种浸泡法制备疏水阻燃纺织品的方法，其特征在于，所述带有氨基基团的含硅化合物为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙胺基)丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]二甲氧基硅烷、N-3-(三甲氧基硅基)丙基乙二胺中的一种或几种的混合。


4.根据权利要求1所述的一种浸泡法制备疏水阻燃纺织品的方法，其特征在于，所述纳米氧化物为纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化铁、纳米氧化锆、纳米二氧化钛、纳米氧化镁中的一种或几种的混合。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平阳，付灿，叶文，董玲玲，肖雄，许肖丽，林倬仕，许保云，翟金国，
申请(专利权)人：上海化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31