阻燃抗紫外尼龙织物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阻燃抗紫外尼龙织物的制备方法：将表面洁净的尼龙织物浸渍于多巴胺水溶液中，得到多巴胺改性尼龙织物；然后将多巴胺改性尼龙织物浸渍于带氨基或巯基的硅烷偶联剂溶液中，烘干后得到硅烷偶联剂修饰的改性尼龙织物；最后采用带羧基的含磷阻燃剂溶液浸轧整理硅烷偶联剂修饰的改性尼龙织物。本发明专利技术还要求保护采用上述方法所制备的阻燃抗紫外尼龙织物，织物中磷元素的含量≥2.0wt％，氮元素的含量≥8.6wt％，硅元素的含量≥2.4wt％，硫元素的含量≥0wt％。本发明专利技术制备方法简便易行，对设备要求低，原料环保，最终制备的织物具有优良的阻燃性能和抗紫外性能，首次熔滴出现的时间≥23.1s，UPF值≥200。

Flame retardant and anti ultraviolet nylon fabric and preparation method thereof

The invention relates to a preparation method of flame retardant and ultraviolet resistant nylon fabric: the surface clean nylon fabric is impregnated in the aqueous solution of dopamine to obtain dopamine modified nylon fabric; then the dopamine modified nylon fabric is impregnated in the solution of silane coupling agent with amino or mercapto obtain silane coupling agent modified after drying. Modified nylon fabric; finally, modified nylon fabric modified by silane coupling agent was dipped and rolled with carboxyl phosphorus flame retardant solution. The invention also requires the protection of flame-retardant and ultraviolet-resistant nylon fabrics prepared by the above-mentioned methods, in which the content of phosphorus is more than 2.0wt%, nitrogen is more than 8.6wt%, silicon is more than 2.4wt%, and sulfur is more than 0wt%. The preparation method of the present invention is simple and feasible, has low requirements for equipment and environmental protection of raw materials. The final fabrics have excellent flame retardant and ultraviolet resistance. The first melt droplet occurrence time is more than 23.1s, and the UPF value is more than 200.

【技术实现步骤摘要】
阻燃抗紫外尼龙织物及其制备方法
本专利技术涉及纺织品功能整理领域，尤其涉及一种阻燃抗紫外尼龙织物及其制备方法。
技术介绍
尼龙纤维(锦纶)作为一种合成纤维，具有质轻、易洗快干、不怕霉蛀、强度高和耐酸碱等优点，其在纺织领域应用广泛。现如今，随着人们生活水平的提高，人们对于纺织品的要求也越来越高。尼龙纤维作为热塑性纤维，由于其熔点低于着火点，在燃烧的过程中，极易收缩，并产生大量的熔滴，带有火焰的熔滴不但可能会灼伤皮肤，还可能会点燃其他易燃物质使得火焰迅速蔓延，引发火灾，从而导致大量人力财力的损失。因此，对尼龙织物进行阻燃处理极其重要。目前，尼龙阻燃主要采取两种方法，其一是通过添加阻燃剂共混，另一种是采用后整理方法。例如专利CN201510585602.2公开了一种高效阻燃锦纶丝的制备，采用的是添加阻燃剂共混法，添加了纳米粒子、含磷物质、金属无机物等，熔融纺丝，在保证阻燃性的同时还能提高织物的耐磨性能。但上述方法只能运用于纺织品的制备过程中，无法应用于已经成型的尼龙织物。对于已经成型的尼龙织物，通常会采用后整理的方法，例如专利CN201610996131.9公开了一种用于锦纶织物的阻燃与拒水整理剂的制备，主要采用烯丙基卤对四溴双酚S进行改性，将得到的带有双键的阻燃单体再与含氟丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯进行共聚反应，制备了具有阻燃与拒水功能的整理剂，赋予锦纶织物阻燃性和拒水性，同时该整理剂在焙烘过程中能够与锦纶织物发生交联作用从而也提高了其耐水洗性。后整理的方法具有工艺简单和易操作等优点，但由于尼龙织物表面反应性基团较少，并且阻燃剂难以渗入织物的内部，使得阻燃效果不佳。此外，通常单一阻燃功能的纺织品无法满足人们的需求，制备多功能纺织品是一种趋势。而目前由于大气层中臭氧空洞的出现，紫外线辐射导致的皮肤癌发病率剧增，人们对于抗紫外功能的纺织品的具有一定的需求。紫外吸收剂对纤维素纤维、蛋白质纤维和聚酯纤维的抗紫外整理已较多出现，但在尼龙织物中的应用则鲜见报道。唐慧等人采用反应型(UV-I(二氯均三嗪活性基)、UV-II(乙烯砜/一氯均三嗪活性基))和非反应型(UV-III(苯并三唑类))紫外吸收剂对尼龙织物进行紫外线防护整理，在一定条件下，整理后织物的UPF值为10～40；姜洪武采用黄连色素对锦纶织物进行染色及功能整理，结果表明，黄连色素染色锦纶的适宜条件为pH＝9、温度50℃，染色锦纶织物显示出较好的紫外线防护性能及抗菌性能，UPF值能达到40。以上采用后整理方式获得的功能性尼龙织物具有一定的抗紫外效果，但同时具有抗紫外和阻燃功能性的尼龙织物的制备鲜有报道。因此，研究一种具有优良的阻燃性能和抗紫外性能的阻燃抗紫外尼龙织物具有十分重要的意义。
技术实现思路
为解决上述现有技术中后整理得到的尼龙织物阻燃和抗紫外效果不佳的缺点，本专利技术的目的是提供一种阻燃抗紫外尼龙织物及其制备方法，其制备方法简便易行，对设备要求低，原料环保，最终制备的织物具有优良的阻燃性能和抗紫外性能，首次熔滴出现的时间≥23.1s，UPF值≥200。一方面，本专利技术提供了一种阻燃抗紫外尼龙织物的制备方法，包括以下步骤：(1)按照浴比为1:30-80，将表面洁净的尼龙织物浸渍于pH值为8-9的浓度为1-5g/L多巴胺水溶液中，浸渍温度为35-55℃，处理时间为20-26h，得到多巴胺改性尼龙织物；(2)将所述多巴胺改性尼龙织物浸渍于带氨基或巯基的硅烷偶联剂溶液中，浸渍温度为60-85℃，烘干后得到修饰有硅烷偶联剂的改性尼龙织物；(3)采用带羧基的含磷阻燃剂溶液浸轧整理所述修饰有硅烷偶联剂的改性尼龙织物，得到所述阻燃抗紫外尼龙织物。进一步地，在步骤(1)中，采用Tris和Tris-HCl调节多巴胺水溶液的pH值。优选地，多巴胺水溶液的pH值为8.5。优选地，在步骤(1)中，多巴胺水溶液的浓度为1g/L，浸渍温度45℃，处理时间18h。进一步地，在步骤(2)中，带氨基或巯基的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH580)或γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)。进一步地，在步骤(2)中，所述带氨基或巯基的硅烷偶联剂溶液的浓度为60-150g/L，使用的溶剂为乙醇和水。进一步地，在步骤(2)中，浸渍时间为1-3h，优选地，时间为1-2h。进一步地，在步骤(2)中，烘干温度为80-100℃，时间为10-15min。进一步地，在步骤(3)中，带羧基的含磷阻燃剂为2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)。进一步地，在步骤(3)中，所述带羧基的含磷阻燃剂溶液的浓度为40-100g/L。进一步地，在步骤(3)中，采用两浸两轧的浸轧整理方式，浸轧整理时预烘温度为70-90℃，时间为10-20min，焙烘温度为130-170℃，时间为1-5min。另一方面，本专利技术还要求保护一种采用上述制备方法所制备的阻燃抗紫外尼龙织物，织物中磷元素的含量≥2.0wt％，氮元素的含量≥8.6wt％，硅元素的含量≥2.4wt％，硫元素的含量≥0wt％进一步地，阻燃抗紫外尼龙织物燃烧时首次熔滴出现的时间≥23.1s，UPF值≥200。本专利技术的上述制备方法，是通过对尼龙织物进行后整理得到的，用于后整理的尼龙织物为既不含阻燃剂也不含抗紫外剂的织物。其制备原理如下：由于尼龙织物表面反应性基团极少，故首先采用生物质材料多巴胺在弱碱性的水溶液中改性尼龙织物，在其表面形成聚多巴胺层，赋予其一定的颜色，同时为织物表面提供反应基团，能够作为二次反应平台与其他自由基团进行反应。之后采用硅烷偶联剂进行处理，多巴胺改性后的尼龙织物能与硅烷偶联剂中的氨基或巯基发生迈克尔加成反应，硅烷偶联剂结构中的氮元素、硅元素或硫元素具有一定的阻燃作用，同时能够赋予尼龙织物更高的反应性能。最后，接入带羧基的含磷阻燃剂，利用修饰有硅烷偶联剂的改性尼龙织物表面的氨基或羟基与阻燃剂上的羧基进行反应，有效提高阻燃剂与织物之间的结合力。由于带羧基的含磷阻燃剂分子量小，含磷量较高，能够与硅烷偶联剂中硅元素起到协同阻燃的作用，有效抑制尼龙织物熔滴的产生。此外，使用多巴胺改性尼龙织物，能够赋予织物深棕色，具有一定的透射、反射和部分吸收紫外线效果，从而提高了织物的抗紫外线性能。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：(1)采用本专利技术的方法所制备的阻燃抗紫外尼龙织物，能有效延长首次熔滴出现的时间，同时UPF值达到200，在改善织物燃烧性能的同时，有效提高了尼龙织物的抗紫外抗老化性能。现有技术中后整理得到的尼龙织物的首次熔滴出现的时间大多数为小于15s，后整理得到的抗紫外尼龙织物的UPF值大多数为30-150，本专利技术与现有技术相比，在燃烧过程中首次熔滴出现的时间明显延长，本专利技术整理后的尼龙阻燃和抗熔滴性能优良，此外，本专利技术整理后的尼龙织物UPF值远高于一般抗紫外尼龙织物，说明本专利技术的方法相对于现有技术更能提高尼龙织物的抗紫外性能。(2)本专利技术的阻燃抗紫外尼龙织物的制备方法，简便易行，对设备要求低，制备过程中使用的原料环保易得，无毒无害，具有极好的工业化推广价值。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，以下以本专利技术的较佳实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃抗紫外尼龙织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将尼龙织物浸渍于多巴胺水溶液中处理，，得到多巴胺改性尼龙织物；(2)将所述多巴胺改性尼龙织物浸渍于带氨基或巯基的硅烷偶联剂溶液中处理，水洗，烘干后得到修饰有硅烷偶联剂的改性尼龙织物；(3)采用带羧基的含磷阻燃剂溶液浸轧整理所述修饰有硅烷偶联剂的改性尼龙织物，得到所述阻燃抗紫外尼龙织物。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃抗紫外尼龙织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将尼龙织物浸渍于多巴胺水溶液中处理，，得到多巴胺改性尼龙织物；(2)将所述多巴胺改性尼龙织物浸渍于带氨基或巯基的硅烷偶联剂溶液中处理，水洗，烘干后得到修饰有硅烷偶联剂的改性尼龙织物；(3)采用带羧基的含磷阻燃剂溶液浸轧整理所述修饰有硅烷偶联剂的改性尼龙织物，得到所述阻燃抗紫外尼龙织物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述多巴胺水溶液的浓度为1-5g/L，pH值为8-9。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤(1)中，浸渍温度为35-55℃，处理时间为20-26h，浴比为1:30～80。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤(2)中，带氨基或巯基的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷或γ-巯丙基三甲氧基硅烷。5.根据权利要求1所述的...

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