具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法，包括以下步骤：采用含有多元羧酸和催化剂的水溶液，对织物进行浸轧整理，烘干后得到预处理织物；将硅氧烷、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂在水中混匀，然后加入阻燃剂，调节pH至2‑3进行反应，得到掺杂阻燃剂的溶胶；向所述溶胶中加入硅酸酯进行反应，反应结束后，加入长链烷基硅烷作为疏水剂继续反应，得到阻燃疏水整理液；将上述预处理织物浸渍于阻燃疏水整理液中，经轧烘焙、水洗、烘干后得到具有阻燃和疏水功能的织物。使用该方法整理的织物同时具备较好的阻燃性和疏水性，具有多次耐水洗性能，且制备过程中无有机溶剂的使用，有利于环境保护。

Method for preparing fabric with flame retardant and hydrophobic function

The invention relates to a method for preparing fabric with flame retardant and hydrophobic function, which comprises the following steps: using aqueous solution containing polycarboxylic acid and catalyst, fabric padding finishing, drying after pretreatment of fabric; silicone, cationic surfactant and nonionic surfactant mixed in the water, then adding flame retardant, adjusting the pH to 2 3 was obtained doped flame retardant sol; adding silicate sol to the reaction, after the reaction, the addition of long-chain alkyl silane as hydrophobic agent to obtain hydrophobic reaction, flame retardant finishing liquid; the pretreatment of fabric impregnated with flame retardant hydrophobic finishing liquid, by rolling baking, washing and drying the obtained with flame retardant and hydrophobic functional fabric. The fabric prepared by the method has the advantages of good flame retardancy and hydrophobicity, and has the advantages of multiple water resistance and no organic solvent in the preparation process, which is favorable for environmental protection.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功能纺织品整理
，尤其涉及一种具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法。
技术介绍
羊毛和蚕丝作为蛋白质纤维由于其保暖、质地柔软等优点深受消费者青睐，广泛应用于高档纺织面料，如床上用品、毛呢大衣、窗帘、墙布、飞机、汽车内饰、户外运动服等方面。但是这些物品一旦燃烧，可能会造成巨大的财产和人员安全问题。因此，为了提高这类高档纺织用品的附加值，从上世纪70年代开始就有了很多关于这类织物阻燃的研究，然而效果都不尽如人意：不耐洗、对环境和人体有危害。近年来，开发高效、低毒无毒的新型阻燃剂已成为国内外研究的热点。另外，各种功能性纺织品的开发随着人们生活水平的提高而日益受到热捧，其中拒水性也是一大研究热点。溶胶凝胶法是制备材料湿化学方法中的一种崭新方法，可以通过有机或无机前驱体水解、缩合形成溶胶，再经热处理形成氧化物薄膜覆盖在纺织品表面。因此该方法广泛地被用于纺织品功能改性领域，如拒水拒油、抗菌、抗紫外、阻燃等方面。其中对溶胶凝胶法阻燃方面的研究才刚刚兴起，提供一种有效的提高耐洗性的方法是溶胶凝胶法阻燃方面目前的一个重要的问题。专利CN101250810采用SnO2等金属氧化物溶胶处理羊毛织物获得阻燃效果，但金属离子对环境有一定危害；专利CN101509193A采用生物酶方法提高羊毛阻燃性并有强力修复作用，但羊毛的阻燃性能提升较少，且生物酶存在不稳定性。文献《稀土氧化物溶胶对羊毛纤维的阻燃改性及及其热降解》中提到用La2O3、CeO2、Y2O3等稀土氧化物溶胶对羊毛织物进行阻燃整理，阻燃性得到明显改善，但是不耐水洗。文献《硼酸铵掺杂硅溶胶整理真丝织物的阻燃性能》中采用物理掺杂的方法赋予蚕丝织物阻燃性能，但是也不耐水洗。而同时赋予纺织品阻燃和疏水两种功能有一定的矛盾性，如何在这两种效果之间找到一个平衡点：既有较好的阻燃性又有较好的疏水性比较困难。因此国内外对这方面研究的较少，成绩也不够理想。鉴于上述原因，本专利技术人积极加以研究创新，以期创建一种新型具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法，使用该方法整理的织物同时具备较好的阻燃性和疏水性，具有多次耐水洗性能，且制备过程中无有机溶剂的使用，有利于环境保护。本专利技术的一种具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法，包括以下步骤：(1)采用含有多元羧酸和催化剂的水溶液，对织物进行浸轧整理，烘干后得到预处理织物；(2)将硅氧烷、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂在水中混匀，然后加入阻燃剂，调节pH至2-3进行反应，得到掺杂阻燃剂的溶胶；向所述溶胶中加入硅酸酯进行反应，反应结束后，加入长链烷基硅烷作为疏水剂继续反应，得到阻燃疏水整理液；(3)将步骤(1)得到的预处理织物浸渍于步骤(2)得到的阻燃疏水整理液中，经轧烘焙、水洗、烘干后得到具有阻燃和疏水功能的织物。进一步的，在步骤(1)中，多元羧酸为1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)、柠檬酸或酒石酸中的一种或几种。进一步的，在步骤(1)中，水溶液中多元羧酸的质量分数为5-8％。进一步的，在步骤(1)中，催化剂为一水合次亚磷酸钠。进一步的，在步骤(1)中，水溶液中催化剂的质量分数为4％。进一步的，在步骤(1)中，浸轧整理采用二浸二轧法，轧余率80％-100％，然后80℃-100℃下烘5-10min得到预处理织物。进一步的，在步骤(1)中，织物为羊毛织物或蚕丝织物进一步的，在步骤(2)中，硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷或正丙基三甲氧基硅烷。进一步的，在步骤(2)中，混匀后的水溶液中硅氧烷的质量分数为1.5％-2％。进一步的，在步骤(2)中，阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵。进一步的，在步骤(2)中，混匀后的水溶液中阳离子表面活性剂的质量分数为0.36％。进一步的，在步骤(2)中，非离子表面活性剂为吐温60。进一步的，在步骤(2)中，混匀后的水溶液中非离子表面活性剂的质量分数为0.54％。进一步的，在步骤(2)中，采用高速剪切10-15min的方法使得硅氧烷、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂在水中混匀。进一步的，在步骤(2)中，阻燃剂为含磷、氮元素的阻燃剂。进一步的，在步骤(2)中，阻燃剂为己二胺四亚甲基磷酸盐。进一步的，在步骤(2)中，混匀后的水溶液中阻燃剂的质量分数为8％-10％。进一步的，在步骤(2)中，用氨水或盐酸调节pH为2-3。进一步的，在步骤(2)中，硅酸酯为正硅酸四乙酯、甲基三乙氧基硅烷或丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。进一步的，在步骤(2)中，硅酸酯的质量分数为2％。进一步的，在步骤(2)中，长链烷基硅烷为十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷或正辛基三乙氧基硅烷中的一种或几种。进一步的，在步骤(2)中，长链烷基硅烷的质量分数为1％-2％。进一步的，在步骤(2)中，在25-45℃下反应以制备阻燃疏水整理液。进一步的，在步骤(3)中，轧烘焙包括在80℃-100℃下预烘5-10min和在170-190℃下焙烘2-4min的步骤。本专利技术的原理是：采用多元羧酸预处理织物，可以增加织物表面的反应性基团，使其后的整理液与其反应完全，改善整理牢度，增加耐洗性；硅氧烷在酸性条件下水解形成带烷基的三维网状结构溶胶体系，使用的阳离子表面活性剂具有长链的疏水烷基，能提高织物的疏水性，并掺杂含磷、氮元素的阻燃剂提高织物阻燃性；用硅酸酯改性上述溶胶体系，增加反应性基团Si-OH，使后续加入的长链烷基硅烷水解形成的硅醇能更多地与之结合，然后可以与多元羧酸化学键结合，同时长链烷基硅烷中的长链烷基进一步提高了织物的疏水性；织物经轧焙烘之后，溶胶失水成膜并与纤维表面多元羧酸形成的反应性基团结合，而所用阻燃剂作为一种阴离子，在pH值为2-3的酸性环境中，织物等电点下与带正电荷的织物产生静电吸引，最终烘干形成磷、氮、硅协同阻燃材料牢固地结合在织物表面，获得具有阻燃和疏水功能的织物。借由上述方案，本专利技术具有以下优点：采用溶胶凝胶法制备阻燃疏水整理液，阻燃疏水整理液的制备过程中未使用有机溶剂，且原料无卤低毒，有利于环境保护；阻燃疏水整理液的制备过程中反应温度低，操作方便简单，对设备要求低；采用本专利技术的方法，整理后的织物极限氧指数较高，能够同时赋予织物较好的阻燃和疏水功能，并有一定耐洗性，改善了溶胶凝胶法阻燃不耐洗的问题。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下为本专利技术的实施例，并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术实施例1中整理后的羊毛织物与未整理羊毛织物垂直燃烧对比图；图2是本专利技术未整理羊毛织物以及整理后的羊毛织物在水洗前后的接触角对比图；图3是本专利技术实施例3中整理后的羊毛织物与未整理羊毛织物垂直燃烧对比图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术以下实施例中均根据GB/T5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》标准测定织物的限氧指数(LOI)。本专利技术以下实施例中均根据GB/T5455-1997《纺织品燃烧性能实验垂直法》标准测定织物的损毁长度。本专利技术以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用含有多元羧酸和催化剂的水溶液，对织物进行浸轧整理，烘干后得到预处理织物；(2)将硅氧烷、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂在水中混匀，然后加入阻燃剂，调节pH至2‑3进行反应，得到掺杂阻燃剂的溶胶；向所述溶胶中加入硅酸酯进行反应，反应结束后，加入长链烷基硅烷作为疏水剂继续反应，得到阻燃疏水整理液；(3)将步骤(1)得到的所述预处理织物浸渍于步骤(2)得到的所述阻燃疏水整理液中，经轧烘焙、水洗、烘干后得到所述具有阻燃和疏水功能的织物。

【技术特征摘要】
1.一种具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用含有多元羧酸和催化剂的水溶液，对织物进行浸轧整理，烘干后得到预处理织物；(2)将硅氧烷、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂在水中混匀，然后加入阻燃剂，调节pH至2-3进行反应，得到掺杂阻燃剂的溶胶；向所述溶胶中加入硅酸酯进行反应，反应结束后，加入长链烷基硅烷作为疏水剂继续反应，得到阻燃疏水整理液；(3)将步骤(1)得到的所述预处理织物浸渍于步骤(2)得到的所述阻燃疏水整理液中，经轧烘焙、水洗、烘干后得到所述具有阻燃和疏水功能的织物。2.根据权利要求1所述的具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述多元羧酸为1,2,3,4-丁烷四羧酸、柠檬酸或酒石酸中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述织物为羊毛织物或蚕丝织物。4.根据权利要求1所述的具有阻燃和疏水功能的织物的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢铁玲，顾佳丽，陈国强，
申请(专利权)人：南通纺织丝绸产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32