一种基于生物质的阻燃真丝织物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于生物质的阻燃真丝织物及其制备方法，方法为：在真丝织物表面按先后顺序交替浸轧正电荷溶液和负电荷溶液制得基于生物质的阻燃真丝织物，其中正电荷溶液为pH值为5.0～5.5的壳聚糖溶液，负电荷溶液为pH值为4.0～4.5的植酸钠溶液和pH值为4.0～4.5的木质素磺酸钙溶液；浸轧的工艺为：浸渍→取出→轧辊挤压。制得的基于生物质的阻燃真丝织物主要由真丝织物以及沉积在真丝织物表面的壳聚糖、植酸钠和木质素磺酸钙组成，其极限氧指数为24％～41.5％，炭长为99～110mm，无阴燃及续燃现象。本发明专利技术的制备方法工艺简单、生产效率高，制得的产品的阻燃性能和力学性能好，可实现工业化生产。

A Flame Retardant Silk Fabric Based on Biomass and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种基于生物质的阻燃真丝织物及其制备方法
本专利技术属于纺织品整理
，涉及一种基于生物质的阻燃真丝织物及其制备方法。
技术介绍
真丝由于其具有良好的吸湿透气性和舒适性，以及柔和的光泽和优良的保健性，被人赞誉为“纤维皇后”，被广泛用于各种服装和室内装饰材料。但由于大部分火灾事故都是纺织品引起的，而且真丝的极限氧指数(LOI)在23％左右，属于可燃纤维。所以对真丝织物进行阻燃整理研究，使其获得良好的阻燃性能具有重要的现实意义。静电层层自组装，是通过各层分子间的弱相互作用(如静电交替吸附、氢键或共价键等)以逐层交替沉积的方式使层和层之间能够自发地缔合形成结构完整、性能相对稳定并且具有某种特定功能的分子聚集体的过程。静电层层自组装法较多采用浸渍法实现，该法需要耗费大量时间，且难以实现工业化生产。生物质材料多为天然、无毒以及环保的高分子化合物。随着人们环保意识的不断增强，利用静电层层自组装工艺设备简单、制备条件温和的技术，将具有阻燃作用的生物质材料应用于纺织品阻燃整理，已经成为了当前研究的热门课题之一。专利ZL201310284364.2公开了一种静电层层自组装法制备阻燃真丝织物的技术，该专利主要是采用1-2％植酸钠及0.5-1％低分子量壳聚糖溶液为整理液，将织物交替浸渍在该两种溶液中并水洗和烘干，重复5～20个正负离子交替沉积，即完成改性，经1％壳聚糖和1％植酸钠经过20个交替沉积后，真丝织物的极限氧指数可达32％，但真丝织物经向及纬向强力均有所下降，其中纬向下降较多。专利ZL201410162821.5公开了一种通过逐层自组装聚电解质纳米阻燃涂层制备阻燃织物、塑料和木材等材料的方法，主要先将基体酸化，然后交替沉积阴、阳离子聚电解质溶液的方法制备阻燃材料。虽然以上方法均能赋予材料一定的阻燃性能，但是阻燃性能仍有待于进一步提高，且处理过程(浸渍、水洗和烘干)用时过长，效率过低。因此，亟待需要提供一种处理工艺简单、效率较高、环境友好且产品的阻燃性能优良的真丝织物阻燃处理方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术中存在的环境友好性差、处理工艺复杂、效率低下且产品阻燃性能无法达到较高水平的问题，提供一种处理工艺简单、效率较高、环境友好且产品的阻燃性能优良的真丝织物阻燃处理方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于生物质的阻燃真丝织物，主要由真丝织物以及沉积在真丝织物表面的壳聚糖、植酸钠和木质素磺酸钙组成。本专利技术的织物上较高分子量的壳聚糖与植酸钠和木质素磺酸钙通过静电作用力结合，连接牢固，耐久性强，极大地提高了真丝织物的阻燃性能，同时也在一定程度上提高了真丝织物的力学性能。作为优选的技术方案：如上所述的一种基于生物质的阻燃真丝织物，基于生物质的阻燃真丝织物的极限氧指数为24％～41.5％，炭长为99～110mm，无阴燃及续燃现象，无强力损伤。采用已报道的生物基阻燃改性方法，依次以1wt％壳聚糖溶液和1wt％植酸钠溶液浸渍真丝电力纺，在织物表面层层组装，依次交替沉积10次后，制得织物的极限氧指数为28.3％，低于本专利技术的极限氧指数，而且经向及纬向强力均有所下降(经向从338.1N下降到333.6N，纬向从296.8N下降到259.7N)。如上所述的一种基于生物质的阻燃真丝织物，所述沉积为正电荷层与负电荷层交替沉积，正电荷层为壳聚糖层，负电荷层为植酸钠层和木质素磺酸钙层。本专利技术的壳聚糖层带正电荷，植酸钠层和木质素磺酸钙层带负电荷，壳聚糖层分别与植酸钠层和木质素磺酸钙层静电连接，交替沉积。壳聚糖层与真丝织物层是通过静电作用力和分子间作用力连接的。如上所述的一种基于生物质的阻燃真丝织物，所述真丝织物表面各层组装在一起形成复合膜层。本专利技术通过交替浸轧形成的层层组装结构相比于通过浸渍形成的层层组装结构更为均匀，各层能够组装在一起形成复合膜层，常规的静电层层自组装法采用浸渍(轧)正离子—清洗—浸渍(轧)负离子—清洗的流程，操作繁琐，且适用于金属或硅片表面改性，本专利技术以织物为基材，尝试省去清洗步骤，反而获得了更为均匀致密的复合膜层，而且织物强力有所提高。如上所述的一种基于生物质的阻燃真丝织物，所述复合膜层由n个单元层构成，n＝1～15，所述单元层由依次排列的壳聚糖层、木质素磺酸钙、壳聚糖层和植酸钠层构成。n大于15，真丝织物手感变硬。优选为n＝3～5，这是因为n数值越大虽然阻燃和力学性能较好，但会影响织物手感，n在3～5的范围内即可满足一般服用性能的要求。如上所述的一种基于生物质的阻燃真丝织物，所述壳聚糖的分子量为41万道尔顿以上，壳聚糖分子量太低，组装牢度不够；分子量太大，如高于百万，壳聚糖的粘度过高且溶解度不好。本专利技术还提供制备如上所述的一种基于生物质的阻燃真丝织物的方法，在真丝织物表面按先后顺序交替浸轧正电荷溶液和负电荷溶液制得基于生物质的阻燃真丝织物；所述正电荷溶液为pH值为5.0～5.5的壳聚糖溶液，所述负电荷溶液为pH值为4.0～4.5的植酸钠溶液和pH值为4.0～4.5的木质素磺酸钙溶液，负电荷溶液也可以是植酸钠溶液与木质素磺酸钙溶液的混合液；所述浸轧的工艺为：浸渍→取出→轧辊挤压，交替浸轧的工艺为：浸渍正电荷溶液→取出→轧辊挤压→浸渍负电荷溶液→取出→轧辊挤压，重复所需组装层数，然后烘干。本专利技术通过省略水洗步骤简化了现有浸轧工艺，节约了时间成本，提高了生产效率，制得了阻燃效果佳、机械性能好的真丝织物。又由于本专利技术使用的原料都是环境友好型产品，因而不会对环境产生不利影响。作为优选的技术方案：如上所述的方法，所述真丝织物为练白真丝织物，织物经过练白处理能够更加牢固地与壳聚糖结合，所述壳聚糖溶液的浓度为0.5～1.0wt％，所述植酸钠溶液的浓度为0.5～1.0wt％，所述木质素磺酸钙溶液的浓度为0.5～1.0wt％。壳聚糖溶液、植酸钠溶液和木质素磺酸钙溶液的浓度过小，无法满足产品阻燃性能的要求；壳聚糖溶液和核黄素磷酸钠溶液的浓度过大，造成了成本的浪费。如上所述的方法，所述浸渍的时间小于1min，所述轧辊挤压的轧液率为90～100％，所述交替浸轧过程中各阶段轧辊挤压的轧液率相同或不同。轧辊挤压的轧液率过低，阻燃剂轧入织物较少，影响织物的阻燃性能。如上所述的方法，所述壳聚糖溶液、植酸钠溶液和木质素磺酸钙溶液的pH值是采用乙酸和氢氧化钠调节的，此处仅以乙酸和氢氧化钠为例，也可使用其他溶剂调节pH，只要不引入其他可能影响产品性能的物质即可，所述交替浸轧结束后，将真丝织物在90℃的温度条件下干燥5min。烘干温度过高，真丝容易泛黄，影响产品美观度；烘干温度过低，烘燥效率太低，所需烘干时间过长。专利技术机理：本专利技术在真丝织物表面交替浸轧特定pH值及分子量的壳聚糖溶液、植酸钠溶液和木质素磺酸钙溶液实现层层组装，其中带负电的真丝织物层与带正电的壳聚糖层通过静电作用力和分子间作用力结合，带正电的壳聚糖层与带负电的植酸钠层或木质素磺酸钙层通过静电作用力结合，壳聚糖层与植酸钠层或木质素磺酸钙层依次沉积，实现正负电荷物质在真丝织物表面的均匀沉积。壳聚糖溶液、植酸钠溶液和木质素磺酸钙溶液的pH值分别为5.0～5.5、4.0～4.5和4.0～4.5，保证了壳聚糖溶液、植酸钠溶液和木质素磺酸钙溶液具有合适的溶解度及电荷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于生物质的阻燃真丝织物，其特征是：主要由真丝织物以及沉积在真丝织物表面的壳聚糖、植酸钠和木质素磺酸钙组成。

【技术特征摘要】
1.一种基于生物质的阻燃真丝织物，其特征是：主要由真丝织物以及沉积在真丝织物表面的壳聚糖、植酸钠和木质素磺酸钙组成。2.根据权利要求1所述的一种基于生物质的阻燃真丝织物，其特征在于，基于生物质的阻燃真丝织物的极限氧指数为24％～41.5％，炭长为99～110mm，无阴燃及续燃现象。3.根据权利要求1所述的一种基于生物质的阻燃真丝织物，其特征在于，所述沉积为正电荷层与负电荷层交替沉积，正电荷层为壳聚糖层，负电荷层为植酸钠层和木质素磺酸钙层。4.根据权利要求3所述的一种基于生物质的阻燃真丝织物，其特征在于，所述真丝织物表面各层组装在一起形成复合膜层。5.根据权利要求4所述的一种基于生物质的阻燃真丝织物，其特征在于，所述复合膜层由n个单元层构成，n＝1～15，所述单元层由依次排列的壳聚糖层、木质素磺酸钙、壳聚糖层和植酸钠层构成。6.根据权利要求1所述的一种基于生物质的阻燃真丝织物，其特征在于，所述壳聚糖的分子量为41万道尔顿以上。7.制备如权利要求1～6任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：关晋平，吕仲，陈国强，唐人成，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32