一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品及其制备方法，首先向棉纺织品表面依次均匀喷涂含磷酸基团的离子型助剂、过渡金属的可溶盐溶液、含有

【技术实现步骤摘要】
一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品及其制备方法


[0001]本专利技术属于纺织品整理加工
，涉及一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会和经济的发展，各类纺织品在人类生活中的地位越来越重要，使用范围也愈加广泛，然而绝大多数纺织品都属于易燃材料，而且是大多数火灾发生的直接原因，特别是棉纺织品。因此，如何预防纺织品燃烧带来的危害，降低人民生命及经济的损失，己引起世界各界的关注。
[0003]纺织品材料的阻燃始于1820年，Gay-lussac首次发现胺盐与硼砂的混合物可用于纤维的阻燃，开辟了阻燃研究先河。纺织品用阻燃剂根据其阻燃效果，可分为暂时性阻燃剂、半耐久性阻燃剂及耐久性阻燃剂。整理方法主要有：溶胶-凝胶法、浸轧焙烘法、涂层法、逐层组装法、双重固化法、微胶囊制备法、等离子体法及阻燃纤维纺丝法。然而，传统的纺织品阻燃后整理存在甲醛释放超标、阻燃效果不耐久以及手感粗糙变硬等缺陷，限制了阻燃整理后纺织品材料的应用领域。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品及其制备方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，采用喷涂法和层层自组装法(Layer-by-Layer)相结合的方法，包括如下步骤：
[0007](1)首先向棉纺织品表面依次均匀喷涂含磷酸基团的离子型助剂的溶液(含磷酸基团的离子型助剂分子结构中含有大量的-P＝O、-O-基团，结构中的氧原子最外层存在孤对电子，具有较强的供电子能力，可以和过渡金属离子形成比较强的配位作用)、过渡金属的可溶盐溶液、含有-NH-基团的离子型助剂的溶液以及海泡石分散液；
[0008](2)然后对喷涂后的棉纺织品进行烘干；
[0009](3)最后多次重复步骤(1)～(2)制得有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品。
[0010]作为优选的技术方案：
[0011]如上所述的一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，含磷酸基团的离子型助剂的溶液为水溶性植酸盐溶液，含有-NH-基团的离子型助剂的溶液为水溶性聚天冬氨酸盐溶液，水溶性聚天冬氨酸盐中除了-NH-基团，还含有-OH、-C＝O和-O-基团，结构中的氧原子最外层存在孤对电子，具有较强的供电子能力，可以和过渡金属离子形成比较强的配位作用，本专利技术的含有-NH-基团的离子型助剂还可以为二乙烯三胺溶液或乙二胺四乙酸钠溶液等。
[0012]如上所述的一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，海泡石分散液的
浓度为3～10g/L；海泡石分散液是将纳米海泡石分散于去离子水中并搅拌得到；此分散液静置72小时以上不会发生分层，保证纳米海泡石的充分分散及解离；
[0013]水溶性植酸盐溶液是将植酸盐溶于去离子水中并搅拌得到，水溶性植酸盐溶液的浓度为5～52g/L；
[0014]水溶性聚天冬氨酸盐溶液是将聚天冬氨酸钠溶于去离子水中并搅拌得到，水溶性聚天冬氨酸盐溶液的浓度为5～21g/L；
[0015]过渡金属的可溶盐溶液是将过渡金属的可溶盐溶于去离子水中并搅拌得到，过渡金属的可溶盐溶液的浓度为2～22g/L。
[0016]如上所述的一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，水溶性植酸盐为植酸钠或植酸钾；
[0017]水溶性聚天冬氨酸盐为聚天冬氨酸钠或聚天冬氨酸钾；
[0018]过渡金属为铁、锌、铜、镍、钛或钒。
[0019]如上所述的一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，步骤(1)具体为：首先分别将含磷酸基团的离子型助剂的溶液、过渡金属的可溶盐溶液、含有-NH-基团的离子型助剂的溶液以及海泡石分散液装入不同的喷壶中，调节喷壶的喷出效果为雾状，然后以固定于绷布架的纯棉织物为基材，先喷涂含磷酸基团的离子型助剂的溶液，再喷涂过渡金属的可溶盐溶液，接着喷涂含有-NH-基团的离子型助剂的溶液，之后置于烘箱中于90℃干燥3～5min至半干，再喷涂海泡石分散液，最后继续置于烘箱中于90℃干燥3～5min至半干；
[0020]步骤(1)中喷涂的含磷酸基团的离子型助剂的溶液中的溶质、含有-NH-基团的离子型助剂的溶液中的溶质、过渡金属的可溶盐溶液中的溶质和海泡石分散液中的分散质的质量比为30～60:3～6:15～25:8～15；
[0021]步骤(1)中喷涂含磷酸基团的离子型助剂的溶液、含有-NH-基团的离子型助剂的溶液、过渡金属的可溶盐溶液和海泡石分散液后成膜的厚度为50～150nm。
[0022]如上所述的一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，步骤(2)中烘干的温度为90～110℃，时间为5～10min。
[0023]如上所述的一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，步骤(3)中重复步骤(1)～(2)的次数为5～20次；次数过少没有阻燃效果，次数过多影响手感，杂化薄膜包覆棉织物的牢度也会下降。
[0024]本专利技术还提供采用如上所述的方法制得的有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品，棉纺织品表面包覆多层有机/无机杂化薄膜，每层有机/无机杂化薄膜包括含磷酸基团的离子型助剂、过渡金属离子、含有-NH-基团的离子型助剂和纳米海泡石；
[0025]与棉纺织品表面贴合的一层有机/无机杂化薄膜中，含磷酸基团的离子型助剂与棉纺织品之间、含磷酸基团的离子型助剂与纳米海泡石之间、含有-NH-基团的离子型助剂与棉纺织品之间以及含有-NH-基团的离子型助剂与纳米海泡石之间通过过渡金属离子的离子键及配位键相结合，总而言之，过渡金属离子作为连接剂，将各个组份结合在一起。
[0026]作为优选的技术方案：
[0027]如上所述的有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品，能够达到阻燃标准UL94的V0级阻燃；续燃时间为0～10s，阴燃时间为0～19s，LOI为19～28％。
[0028]如上所述的有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品，经向和纬向断裂强力分别为720～860N和307～420N，经向和纬向断裂伸长率分别为14～20％和14～18％(棉织物断裂强力和断裂伸长率的测试依据国家标准GB3923.1-2013，测试结果显示断裂强力略高于纯棉织物，说明经过有机/无机杂化薄膜包覆后材料强力提升，可满足服用产品的指标)。
[0029]本专利技术的原理如下：
[0030]传统方法主要采用Layer-by-Layer与浸渍法相结合，将不同电荷的物质包覆在基材表面，不同性质的组份组装反应发生在浸渍过程中，反应时间短，反应不完全，采用此种方法制备的薄膜，对基材的包覆不够完善，且基材在不同组份溶液中重复浸渍，造成溶液浓度波动，影响薄膜的膜厚及对基材的包覆效果，重复浸渍的另外一个缺点就是浸渍过程会造成已包覆薄膜的脱落，包覆效果差；
[0031]本专利技术采用Layer-by-Layer与喷涂法相结合，将不同性质的组分包覆在基材表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)首先向棉纺织品表面依次均匀喷涂含磷酸基团的离子型助剂的溶液、过渡金属的可溶盐溶液、含有-NH-基团的离子型助剂的溶液以及海泡石分散液；(2)然后对喷涂后的棉纺织品进行烘干；(3)最后多次重复步骤(1)～(2)制得有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品。2.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，其特征在于，含磷酸基团的离子型助剂的溶液为水溶性植酸盐溶液，含有-NH-基团的离子型助剂的溶液为水溶性聚天冬氨酸盐溶液。3.根据权利要求2所述的一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，其特征在于，海泡石分散液的浓度为3～10g/L；海泡石分散液是将纳米海泡石分散于去离子水中并搅拌得到；水溶性植酸盐溶液的浓度为5～52g/L；水溶性聚天冬氨酸盐溶液的浓度为5～21g/L；过渡金属的可溶盐溶液的浓度为2～22g/L。4.根据权利要求3所述的一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，其特征在于，水溶性植酸盐为植酸钠或植酸钾；水溶性聚天冬氨酸盐为聚天冬氨酸钠或聚天冬氨酸钾；过渡金属为铁、锌、铜、镍、钛或钒。5.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体为：首先分别将含磷酸基团的离子型助剂的溶液、过渡金属的可溶盐溶液、含有-NH-基团的离子型助剂的溶液以及海泡石分散液装入不同的喷壶中，调节喷壶的喷出效果为雾状，然后以固定于绷布架的纯棉织物为基材，先喷涂含磷酸基团的离子型助剂的溶液，再喷涂过渡金属的可溶盐溶液，接着喷涂含有-NH-基团的离子型助剂的溶液，之后置于烘箱中于90℃干燥3～5min，再喷涂海泡石分散液，最后继续置于烘箱中于90℃干...

【专利技术属性】
技术研发人员：续通，毛志平，徐红，钟毅，张琳萍，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：