一种层层组装的阻燃疏水涤纶织物及其制备方法

本发明属于纺织工程，具体涉及一种通过层层组装在涤纶织物表面构建阻燃疏水涂层的方法。背景技术：1、纺织品应用在生活的各个方面，但据有关数据表明每年由纺织品引起的火灾占世界火灾事故的一半，给人们的生命财产安全造成了巨大的损失。涤纶织物作为应用最为广泛的天然纤维，其具有染色性、生物相容性、吸湿透气性、保暖性、手感柔软等优点，但是其极限氧指数只有20%，容易燃烧引起火灾，严重威胁人们的生命财产安全。因此，对涤纶织物的阻燃整理进行研究就显得尤为重要。为了赋予涤纶织物一定的阻燃性能，一般需加入相当量的阻燃剂，这会在一定程度上延缓涤纶织物的燃烧，为灭火和拯救人们的生命财产赢得时间。但阻燃剂的加入可能会影响织物的其他服用性能，故在赋予涤纶织物一定的阻燃性能的同时，要考虑涤纶织物的其他性能，力求在阻燃性能和其他性能间求得最佳的综合平衡。2、近年来，新型的加工技术，电子束辐射技术、层层组装技术在纺织品的改性加工中得到了越来越多的应用。相对于轧烘焙工艺，层层组装技术具有制备简单、厚度可控、可以组合控制不同的生物分子等优点，是一种全新的方法，它通过在织物表面交替吸附阴阳离子形成功能性的薄膜，赋予纺织品多功能性的同时，对纺织品本身的优良性能影响很小。3、与常规复合材料相比，蒙脱土纳米复合材料具有以下优点：l、质量更轻，因其无机物添加量低(有机土掺0.5wt%~15wt%就可使聚合物性能明显改善)；2、力学性能得到改善，其纳米分散的片层结构在二维方向对聚合物进行增强作用；3、优良的气体阻隔效应和一定的阻燃效应；4、不影响材料的透明度，其分散的片层厚度约为1nm，与可见光光波波长相当，光波可以直接通过；5、成本低廉，加工方便。正是由于蒙脱土纳米复合材料的这些优点，使其具有广泛的应用前景，受到各国研究机构、政府及企业的广泛研究和重视。技术实现思路1、针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种层层组装的阻燃疏水涤纶织物及其制备方法。本发明采用的pei和蒙脱土插层铁化合物/聚磷酸铵溶液，在阻燃效果上具有一定的协同作用，pdms的添加能赋予涤纶织物良好的疏水性能，并能协同阻燃，且其反应条件温和，工艺简单，操作方便，绿色无污染。2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：3、一种层层组装的阻燃疏水涤纶织物，其制备方法包括以下步骤：4、（1）涤纶织物的预处理5、将涤纶织物裁剪好后放入超声波中，依次用去离子水、碱性溶液、去离子水进行清洗，以去除涤纶织物表面杂质，然后将涤纶织物烘干备用；6、（2）蒙脱土插层铁化合物的制备：将蒙脱土分散在去离子水中形成稳定的悬浮液，然后加入fecl3并用磁力搅拌器连续搅拌，直到溶液混合均匀，再将na2co3水溶液和抗坏血酸依次加入上述混合液中并进行水热反应；反应后冷却至室温，离心沉淀，用去离子水洗涤并进行干燥，得到蒙脱土插层铁化合物；7、（3）蒙脱土插层铁化合物/聚磷酸铵悬浮液的制备：将得到的蒙脱土插层铁化合物与聚磷酸铵共同加入到去离子水中，制成悬浮液；8、（4）pei溶液的制备：将聚乙烯亚胺（pei）溶解于去离子水中，制成pei溶液；9、（5）pdms溶液的制备：将聚二甲基硅氧烷（pdms）及固化剂以一定比例溶解于去离子水中，制成pdms溶液；10、（6）阻燃疏水涤纶织物的制备：将预处理后的涤纶织物放入pei溶液中浸渍一段时间，取出压至无明显液体滴落，用去离子水冲洗，除去表面未吸附的物质，烘干；然后将织物放入配好的蒙脱土插层铁化合物/聚磷酸铵悬浮液中浸渍一段时间，取出压至无明显液体滴落，用去离子水冲洗，除去表面未吸附的物质，烘干，得到一层阻燃改性的涤纶织物（1dl）；之后重复前述浸渍操作，获得所需要的层数后，将所得织物于配好的pdms溶液中浸渍，取出压至无明显液体滴落，用去离子水冲洗，除去表面未吸附的物质，烘干，得到所述阻燃疏水涤纶织物。11、进一步地，步骤（1）所述碱性溶液为1-5wt%的氢氧化钠溶液。12、进一步地，步骤（1）所述烘干的温度为40-100℃，时间为1-3h。13、进一步地，步骤（2）每0-1g蒙脱土使用1-60ml去离子水、1-4mmol fecl3、1-20ml浓度0.1-1 mol/l的na2co3水溶液和0.01-0.1g抗坏血酸。14、进一步地，步骤（2）所述水热反应的温度为100-180℃，时间为6-24h。15、进一步地，步骤（2）所述干燥的温度为40-100℃，时间为6-24h。16、进一步地，步骤（3）所得悬浮液中蒙脱土插层铁化合物的浓度为1-8wt%，聚磷酸铵的浓度为1-8wt%。17、进一步地，步骤（4）所得pei溶液的浓度为1-5wt%。18、进一步地，步骤（4）所述pdms溶液中pdms的浓度为1-8wt%，固化剂的浓度为0.1-1wt %。19、进一步地，步骤（6）中制备第一层阻燃疏水改性涂层的浸渍时间为0.1-1h，之后每层的浸渍时间均为1-30min。20、进一步地，步骤（6）所述烘干的温度为40-100℃，时间为0.5-3h。21、本发明的有益效果在于：22、（1）本发明采用环境友好的聚乙烯亚胺、蒙脱土、氯化铁和聚二甲基硅氧烷等作为阻燃和疏水表面改性剂，并将其吸附于涤纶织物表面，使其具有健康环保的效益。23、（2）受热时，聚磷酸铵分解生成聚/多磷酸（强脱水剂），可与蒙脱土插层铁化合物起到协同作用，有效催化有机物的脱水、脱氢和成炭，在燃烧过程中促进基体表面形成致密稳定的焦炭层。焦炭能起到隔热层的作用，将氧气和燃烧气体从燃烧材料中分离出来，从而抑制聚合物热解而达到阻燃的目的。24、（3）本发明创新地使用蒙脱土插层铁化合物/聚磷酸铵作为阻燃剂，将其通过氢键及静电作用吸附于涤纶织物表面，构成新型的协同阻燃体系，在阻燃的同时可增加涤纶织物的表面粗糙度，经聚二甲基硅氧烷进一步处理后可赋予织物良好的疏水性能。技术特征：1. 一种层层组装的阻燃疏水涤纶织物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的一种层层组装的阻燃疏水涤纶织物的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述碱性溶液为1-5wt%的氢氧化钠溶液；所述烘干的温度为40-100℃，时间为1-3h。3. 根据权利要求1所述的一种层层组装的阻燃疏水涤纶织物的制备方法，其特征在于：步骤（2）每0-1g蒙脱土使用1-60ml去离子水、1-4mmol fecl3、1-20ml浓度0.1-1 mol/l的na2co3水溶液和0.01-0.1g抗坏血酸。4.根据权利要求1所述的一种层层组装的阻燃疏水涤纶织物的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述水热反应的温度为100-180℃，时间为6-24h；所述干燥的温度为40-100℃，时间为6-24h。5.根据权利要求1所述的一种层层组装的阻燃疏水涤纶织物的制备方法，其特征在于：步骤（3）所得悬浮液中蒙脱土插层铁化合物的浓度为1-8wt%，聚磷酸铵的浓度为1-8wt%。6.根据权利要求1所述的一种层层组装的阻燃疏水涤纶织物的制备方法，其特征在于：步骤（4）所得pei溶液的浓度为1-5wt%。7.根据权利要求1所述的一种层层组装的阻燃疏水涤纶织物的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述pdms溶液中pdms的浓度为1-8wt%，固化剂的浓度为0.1-1wt%。8.根据权利要求1所述的一种层层组装的阻燃疏水涤纶织物的制备方法，其特征在于：步骤（6）中制备第一层阻燃疏水改性涂层的浸渍时间为0.1-1h，之后每层的浸渍时间均为1-30min；所述烘干的温度为40-100℃，时间为0.5-3h。9.一种如权利要求1-8任一所述方法制备的层层组装的阻燃疏水涤纶织物。技术总结本发明公开了一种层层组装的阻燃疏水改性涤纶织物及其制备方法，其是将预处理后的涤纶织物先浸入聚乙烯亚胺（PEI）溶液中进行处理，然后将其浸入蒙脱土插层铁化合物/聚磷酸铵悬浮液中，得到一层阻燃改性的涤纶织物，之后通过重复前述浸渍操作得到所需的组装层数，以实现对涤纶织物的阻燃改性，再将其浸入聚二甲基硅氧烷（PDMS）溶液中，赋予涤纶织物疏水性能。本发明通过氢键及静电作用将阻燃及疏水物质附着于涤纶织物表面，使所得涤纶织物在良好阻燃效果的同时具有良好的疏水性能。技术研发人员：郑玉婴,李煜受保护的技术使用者：福州大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29