一种具有阻燃和抗菌作用的生物安全涂层棉织物及其制备方法和用途与流程

本发明属于材料加工领域，具体涉及一种同时具有优异的阻燃作用和抗菌作用的生物安全涂层棉织物及其制备方法和用途。

背景技术：

1、棉织物由于丰度高、生物降解性好、具有透气性、亲肤性、舒适性等优异特性，广泛应用于服装面料、家具用品、汽车装饰等领域。

2、但是，棉织物的易燃性和点燃后火焰快速蔓延的特点限制了它的应用，因此，增强棉织物的阻燃性，减少其在燃烧中的危害，对降低人们的财产损失具有重要意义。

3、过去几十年中，含卤阻燃剂广泛应用在棉织物上。含卤阻燃剂具有用量少，阻燃效率高，对棉织物性能影响小的特点。含卤阻燃剂受热释放卤素自由基，捕捉气相中的h·和·oh自由基，降低高能自由基的浓度，从而中断燃烧。但是，含卤阻燃剂燃烧过程中会释放致癌物，危害人类健康。而且某些含卤阻燃剂热降解过程中释放的腐蚀性物质对环境也有很大危害。自2003年以来，含卤阻燃剂已在许多国家被禁止使用。

4、商业中常常用高效环保的有机磷阻燃剂，如四羟甲基氯化磷－尿素初合体(proban)和全棉耐洗防火阻燃剂(pyrovatex cp)，处理棉织物的表面，使棉织物具有稳定的阻燃性能。但是，一些含羟甲基的磷基阻燃剂在加工和使用过程中，亚甲基醚和纤维素分子间的醚键会发生断裂，释放甲醛，对人类的生态环境造成极大危害。

5、植酸是一种天然有机酸，具有较好的阻燃性能和抑烟效果。目前已经有将植酸附着于棉织物上来提高棉织物极限氧指数(loi值)的相关报道。北京化工大学硕士学位论文《基于有机/无机杂化体系的阻燃/抗菌涤棉织物的制备与性能研究》公开了一种使用磷酸锆(zrp)、植酸(pa)和有机抗菌剂聚六亚甲基胍(phmg)为原料制备有机-无机杂化涂层棉织物的方法，该有机-无机杂化涂层棉织物在使用了有机抗菌剂聚六亚甲基胍基础上，抗菌性能良好。但是该有机-无机杂化涂层棉织物的极限氧指数(loi)值最高仅为27.8％，阻燃性能仍需进一步提升。

6、因此，亟需制备一种环保、耐用、低毒、抗菌和阻燃效果优异的棉织物。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种同时具有优异的阻燃作用和抗菌作用的生物安全涂层棉织物及其制备方法和用途。

2、本发明提供了一种涂层织物，所述涂层织物的制备方法包括以下步骤：

3、(1)将基础织物置于强碱溶液中浸泡、洗涤并干燥，得到预处理织物；

4、(2)将预处理织物置于抗菌聚合物水溶液中浸泡，干燥；

5、(3)将步骤(2)的产物置于植酸水溶液中浸泡，干燥；

6、(4)将步骤(3)的产物置于含铁盐和铝盐的水溶液中浸泡，洗涤，干燥；

7、(5)重复步骤(2)-(4)0-10次，得到涂层织物。

8、进一步地，所述基础织物为棉织物；所述抗菌聚合物为聚乙烯亚胺、甲基聚乙烯亚胺或聚磷酸铵中的任意一种或两种以上；所述铁盐为fe2(so4)3、fecl3或fe(oh)3中的任意一种或两种以上；所述铝盐为al2(so4)3、alcl3或al(oh)3中的任意一种或两种以上。

9、进一步地，所述抗菌聚合物为聚乙烯亚胺；所述铁盐为fe2(so4)3；所述铝盐为al2(so4)3。

10、进一步地，步骤(1)所述强碱溶液为(0.1-10)mol/l的naoh水溶液或koh水溶液，浸泡时间为0.1-10h；优选地，所述强碱溶液为1mol/l naoh水溶液，浸泡时间为1h。

11、进一步地，步骤(2)中抗菌聚合物水溶液浓度为0.1-20wt％，浸泡时间为0.1-24h；步骤(3)中植酸水溶液的浓度为0.1-20wt％，浸泡时间为0.1-24h；步骤(4)含铁盐和铝盐的水溶液中铁盐的浓度为0.1-5mol/l，铝盐的浓度为0.1-5mol/l，浸泡时间为0.1-24h。

12、进一步地，所述步骤(2)中抗菌聚合物水溶液的浓度为1-3wt％，浸泡时间为0.5-2h；步骤(3)中植酸水溶液的浓度为1-3wt％，浸泡时间为0.5-2h；步骤(4)中含铁盐和铝盐的水溶液中铁盐的浓度为0.1-1mol/l，铝盐的浓度为0.1-1mol/l，浸泡时间为0.5-2h，优选为1h。

13、进一步地，所述步骤(2)中抗菌聚合物水溶液的浓度为2wt％，浸泡时间为1h；步骤(3)中植酸水溶液的浓度为2wt％，浸泡时间为1h；步骤(4)中含铁盐和铝盐的水溶液中铁盐的浓度为0.1mol/l，铝盐的浓度为0.1mol/l，浸泡时间为1h。

14、本发明还提供了一种制备上述涂层织物的方法，制备方法包括以下步骤：

15、(1)将基础织物置于强碱溶液中浸泡、洗涤并干燥，得到预处理织物；

16、(2)将预处理织物置于抗菌聚合物水溶液中浸泡，干燥；

17、(3)将步骤(2)的产物置于植酸水溶液中浸泡，干燥；

18、(4)将步骤(3)的产物置于含铁盐和铝盐的水溶液中浸泡，洗涤，干燥；

19、(5)重复步骤(2)-(4)0-10次，即得。

20、本发明还提供了一种上述的涂层织物在制备具有阻燃和抗菌作用的纺织品中的用途。

21、本发明提供了一种同时具有优异的阻燃作用和抗菌作用的生物安全涂层棉织物及其制备方法和用途，本发明通过简单绿色的浸涂方式，在未使用含卤阻燃剂和含羟甲基的磷基阻燃剂的基础上，使用植酸、聚乙烯亚胺、含铁离子水溶液和含铝离子水溶液，成功制备出一种兼具阻燃性能和抗菌性能的生物安全涂层棉织物。本发明棉织物具有良好的阻燃特性，在火焰上不被点燃，loi达到35％；本发明棉织物还具有良好的抗菌性能，能有效杀灭大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，抑菌率达到99％以上，且白度为86.98％，和普通棉织物白度(87.89％)相比几乎没有变化，有利于织物生产过程中的后续染色处理。此外，本发明棉织物的750℃的残碳量相对未处理棉织物，在空气氛围下提升54倍，在氮气氛围下提升137.9％。同时，本发明棉织物挥发性产物产量低，且原料中不含有含羟甲基的磷基阻燃剂，燃烧过程不产生甲醛，具有多种功能和环境友好性，在化工纺织品和功能纺织品等领域有广泛的应用前景。

22、显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

23、以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

技术特征：

1.一种涂层织物，其特征在于，所述涂层织物的制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的涂层织物，其特征在于，所述基础织物为棉织物；所述抗菌聚合物为聚乙烯亚胺、甲基聚乙烯亚胺或聚磷酸铵中的任意一种或两种以上；所述铁盐为fe2(so4)3、fecl3或fe(oh)3中的任意一种或两种以上；所述铝盐为al2(so4)3、alcl3或al(oh)3中的任意一种或两种以上。

3.根据权利要求2所述的涂层织物，其特征在于，所述抗菌聚合物为聚乙烯亚胺；所述铁盐为fe2(so4)3；所述铝盐为al2(so4)3。

4.根据权利要求1或2所述的涂层织物，其特征在于，步骤(1)所述强碱溶液为(0.1-10)mol/l的naoh水溶液或koh水溶液，浸泡时间为0.1-10h；优选地，所述强碱溶液为1mol/lnaoh水溶液，浸泡时间为1h。

5.根据权利要求1-3任一项所述的涂层织物，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的涂层织物，其特征在于，所述步骤(2)中抗菌聚合物水溶液的浓度为1-3wt％，浸泡时间为0.5-2h；步骤(3)中植酸水溶液的浓度为1-3wt％，浸泡时间为0.5-2h；步骤(4)中含铁盐和铝盐的水溶液中铁盐的浓度为0.1-1mol/l，铝盐的浓度为0.1-1mol/l，浸泡时间为0.5-2h，优选为1h。

7.根据权利要求6所述的涂层织物，其特征在于，所述步骤(2)中抗菌聚合物水溶液的浓度为2wt％，浸泡时间为1h；步骤(3)中植酸水溶液的浓度为2wt％，浸泡时间为1h；步骤(4)中含铁盐和铝盐的水溶液中铁盐的浓度为0.1mol/l，铝盐的浓度为0.1mol/l，浸泡时间为1h。

8.一种制备权利要求1-7任一项所述的涂层织物的方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：

9.一种权利要求1-7任一项所述的涂层织物在制备具有阻燃和抗菌作用的纺织品中的用途。

技术总结本发明提供了一种具有阻燃和抗菌作用的生物安全涂层棉织物及其制备方法和用途，属于材料加工领域。本发明通过简单绿色的浸涂方式，成功制备出一种兼具阻燃性能和抗菌性能和生物安全性高的涂层棉织物。本发明涂层棉织物具有良好的阻燃特性，在火焰上不被点燃，LOI达到35％，具有良好的抗菌性能，能有效杀灭大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，抑菌率达到99％以上，且白度为86.98％，和普通棉织物白度87.89％相比几乎没有变化，有利于织物生产过程中的后续染色处理。该涂层织物具有多种功能和环境友好性，在化工纺织品和功能纺织品等领域有广泛的应用前景。技术研发人员：谭淋,李清怡,王康建,施亦东,赵瑞方,王素兰,陈剑铭,蒋元章,纵亚坤受保护的技术使用者：四川省纤维检验局技术研发日：技术公布日：2024/6/13