一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法与流程

本发明属于阻燃织物，具体涉及一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法。

背景技术：

1、棉织物具有吸湿透气、穿着舒适等优点，被广泛应用于服装、室内装潢、床上用品等领域；但是棉织物极易燃烧，属于易燃纺织品，火灾危害性大，因此，对棉织物进行阻燃整理对减少家庭火灾、降低火灾危害至关重要。然而，随着人们对功能纺织品的要求越来越高，开发环保、可持续的纺织品阻燃整理体系具有重要意义。

2、层层自组装技术，通过阴阳离子电解质在织物表面逐层沉积阻燃剂，有效提升织物的阻燃性能。该技术具有材料利用率高、对基质选择性小等优点，在纺织品的阻燃后整理领域得到了广泛应用。但值得注意的是，层层自组装技术目前仍存在一些亟待解决的缺陷。

3、文献（静电层层自组装在棉织物阻燃整理中的应用[j]. 印染,2018,44(7):40-44.）采用静电层层自组装法将聚磷酸铵和壳聚糖成功组装到棉织物表面进行阻燃整理，组装层数20层后提高了棉织物的阻燃性能，然而该涂层无法与棉织物产生结合，仅靠两者之间的离子键结合沉积在棉织物表面，耐久性差。

4、采用阴阳离子电解质通过层层自组装技术制备耐久的阻燃织物仍存在较大挑战。中国发明专利cn117188148a公开一种耐久阻燃涂层涤/棉混纺织物的层层组装制备方法，采用层层组装方法在经戊二醛预处理后的涤/棉混纺织物上依次沉积聚乙烯亚胺、乙醇胺植酸酯和含羟基对苯双醛，制得耐久阻燃涂层涤/棉混纺织物。然而，戊二醛、含羟基对苯双醛与含氨基的聚乙烯亚胺、乙醇胺植酸酯反应形成席夫碱结构，使得织物泛黄严重，影响染色或印花织物自身的颜色，导致其无法应用在服装、家居装饰等有色织物的阻燃改性；该方法需进行4步组装为一个周期，需进行4~6周期制备阻燃涤/棉混纺织物，步骤繁杂，严重限制了其实际应用价值；此外，戊二醛、含羟基对苯双醛和聚乙烯亚胺环保性差，对人体皮肤伤害较大。

5、因此，开发一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层，用于提高棉织物的阻燃功能意义重大。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，交替使用整理液1和整理液2对棉织物进行整理，形成“整理液1-整理液2”的循环模式；

4、整理液1中含有海藻酸钠、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、次亚磷酸钠和水，次亚磷酸钠作为催化剂使用；

5、整理液2中含有壳聚糖和水；

6、每个循环中整理液1对应的整理流程为：浸轧→预烘→焙烘→水洗；最后1个循环中整理液2对应的整理流程为：浸轧→预烘→焙烘→水洗；其它循环中整理液2对应的整理流程为：浸轧→烘干→水洗；水洗有助于去除表面未参与反应的2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、海藻酸钠、壳聚糖，有助于提高涂层的均匀性和耐久性；采用整理液2对织物进行整理时，仅在最后1个循环中进行焙烘，如此设计既有利于各组分充分反应，又可避免对织物的物理性能产生较大损伤；

7、所有焙烘的温度范围为140~150℃，如此有助于2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷的活性羧基与海藻酸钠、壳聚糖的羟基发生共价键交联反应，与棉纤维的羟基发生共价键交联反应，也有助于壳聚糖与海藻酸钠之间产生离子键结合和超分子作用力相互吸引。

8、作为优选的技术方案：

9、如上所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，所有焙烘的时间范围为3~4min。

10、如上所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，所有预烘和烘干的温度范围为70~80℃，时间范围为2~3min。

11、如上所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，所有浸轧的轧余率范围为90~100%，轧余率越高，棉织物带液量和阻燃剂的量越高，阻燃效果越好。

12、如上所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，循环的次数为2~3。

13、如上所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，整理液1中，海藻酸钠的浓度为10~20g/l，海藻酸钠浓度高，有助于在棉织物表面沉积，2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷的浓度为30~50g/l，次亚磷酸钠的浓度为10~20g/l。

14、如上所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，整理液2中，壳聚糖的浓度为10~20g/l，壳聚糖浓度高，有助于在棉织物表面沉积；整理液2的ph值是通过向其中加入醋酸来进行调节和控制的，整理液2的ph值为4~5，这样的ph值设置有助于促进壳聚糖的溶解。

15、如上所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的极限氧指数不低于29.7%，损毁长度不高于11.9cm，经40次水洗后的损毁长度不高于14.2cm，具有优异的阻燃性能和耐水洗性能。

16、发明原理：

17、本发明采用生物质壳聚糖作为阳离子组份，生物质海藻酸钠作为阴离子组份，2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷作为阴离子交联组份，通过层层自组装处理制备环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物。

18、制备过程中，2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷的活性羧基与海藻酸钠、壳聚糖的羟基发生共价键交联反应，也与棉纤维的羟基发生共价键交联反应，从而有助于将阻燃涂层通过共价键接枝在棉织物上；

19、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷可以扩散进入棉纤维内部，在棉纤维内部发生交联反应，从而进一步提高阻燃效率和耐水洗性能；

20、壳聚糖与海藻酸钠之间能够发生多种形式的结合，一方面，壳聚糖的氨基与海藻酸钠的羧酸根之间能够产生离子键结合，这种结合作用促使两者共同在棉织物表面沉积形成一层不溶性的涂层，另一方面，海藻酸钠与壳聚糖的主链结构均基于六元葡萄糖环，这种相似的化学基础不仅使得它们之间能够通过离子键紧密结合，还进一步通过超分子作用力（如氢键、范德华力等）相互吸引，从而增强了两者之间的结合牢固度。

21、最终形成的阻燃涂层中，2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷的磷酸根充当酸源，壳聚糖的氨基充当气源，壳聚糖和海藻酸钠的糖环充当碳源，因此该阻燃涂层主要通过膨胀阻燃机理提高棉织物的阻燃性能，阻燃效率较高；壳聚糖和海藻酸钠均为生物质材料，属于环保型阻燃剂，两者结合生成的阻燃涂层无色透明，不影响棉织物的颜色，具有较高的实际应用价值。

22、有益效果：

23、本发明制得的阻燃涂层棉织物，其阻燃涂层无色透明，不影响棉织物的颜色；阻燃效率较高，且具有较好的阻燃耐水洗性能，阻燃涂层中使用的壳聚糖和海藻酸钠均为生物质材料，具有显著的环保优势。

技术特征：

1.一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，其特征在于，交替使用整理液1和整理液2对棉织物进行整理，形成“整理液1-整理液2”的循环模式；

2.根据权利要求1所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，其特征在于，所有焙烘的时间范围为3~4min。

3.根据权利要求1所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，其特征在于，所有预烘和烘干的温度范围为70~80℃，时间范围为2~3min。

4.根据权利要求1所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，其特征在于，所有浸轧的轧余率范围为90~100%。

5.根据权利要求1所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，其特征在于，循环的次数为2~3。

6.根据权利要求1所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，其特征在于，整理液1中，海藻酸钠的浓度为10~20g/l，2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷的浓度为30~50g/l，次亚磷酸钠的浓度为10~20g/l。

7.根据权利要求1所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，其特征在于，整理液2中，壳聚糖的浓度为10~20g/l，整理液2的ph值为4~5。

8.根据权利要求1~7任一项所述的一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，其特征在于，环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的极限氧指数不低于29.7%，损毁长度不高于11.9cm，经40次水洗后的损毁长度不高于14.2cm。

技术总结本发明属于阻燃织物技术领域，涉及一种环保、无色透明、耐久阻燃涂层棉织物的制备方法，具体为：交替使用整理液1和整理液2对棉织物进行整理，形成“整理液1‑整理液2”的循环模式；整理液1中含有海藻酸钠、2‑磷酸基‑1,2,4‑三羧酸丁烷、次亚磷酸钠和水；整理液2中含有壳聚糖和水；每个循环中整理液1对应的整理流程为：浸轧→预烘→焙烘→水洗；最后1个循环中整理液2对应的整理流程为：浸轧→预烘→焙烘→水洗；其它循环中整理液2对应的整理流程为：浸轧→烘干→水洗；所有焙烘的温度范围为140~150℃。本发明制得的阻燃涂层棉织物，阻燃涂层无色透明，阻燃效率较高，阻燃耐水洗性能好，具有显著的环保优势。技术研发人员：赵金广,倪凤军,程献伟,蔡瑞,王丽丽,张元华受保护的技术使用者：江苏恒力化纤股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21