一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法与流程

本发明属于纺织品阻燃改性，涉及一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法。背景技术：1、锦纶6纤维是一种热塑性纺织材料，具有优异的性能如耐磨、高弹、质轻等特点，广泛应用于民用和军用领域。然而，锦纶6织物易燃，且熔滴严重，给人们的安全带来了隐患。开发高效耐久的阻燃锦纶6织物仍存在较大挑战。2、中国发明专利cn116623429a公开了一种耐久阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，涤/棉混纺织物浸渍于dopo/硫脲分散液中，经高温处理后，进行水洗干燥，再将水洗干燥后的涤/棉混纺织物浸渍于含苯二醛溶液中，经高温处理，通过原位聚合在涤纶纤维和棉纤维内部形成分子结构更大的阻燃剂，制得耐久阻燃涤/棉混纺织物。然而采用该专利的方法对锦纶6纤维进行阻燃改性时存在如下缺陷：(1)锦纶6纤维结构更为紧密，采用该方法时dopo分散液无法扩散进入锦纶6纤维内部，因此仅能在纤维表面形成大分子阻燃剂，导致其耐水洗性能差；(2)该大分子阻燃剂由于是dopo/硫脲/含苯二醛三者之间的反应，存在较大的空间位阻，因此生成的阻燃剂体系分子结构大小受限，其持久性仍需进一步提高；(3)此外，锦纶6纤维成炭性能差，在燃烧过程中熔滴严重，而dopo/硫脲/含苯二醛体系主要通过气相和固相机理起到阻燃效果，其改性锦纶6纤维在燃烧过程中仍无法成炭，导致其阻燃效果不佳。3、文献1(基于多巴胺表面改性的蚕丝和锦纶织物阻燃整理[d].江苏:苏州大学,2018.)采用氨基磺酸铵对多巴胺改性锦纶织物的阻燃性能，但氨基磺酸铵与锦纶织物无法产生良好的结合，因此改性织物的耐水洗性能差，且其阻燃性能仍需进一步提高。文献2(聚酰胺6织物的磺胺阻燃抗熔滴整理[j].纺织学报,2022,43(2):171-175,188.)采用磺胺提高了锦纶6织物的阻燃防熔滴性能，然而磺胺与锦纶6织物无法产生结合，导致改性织物的耐水洗性能差。4、因此，开发一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法，以解决上述问题，具有十分重要的意义。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，提供一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法。2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：3、一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法，依次采用2,5-二氨基苯磺酸溶液、均苯三甲醛溶液和氯化钙溶液对锦纶6织物进行处理，制得阻燃锦纶6织物。4、作为优选的技术方案：5、如上所述的一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法，具体步骤如下：6、(1)采用2,5-二氨基苯磺酸溶液对锦纶6织物进行处理，使得2,5-二氨基苯磺酸进入锦纶6纤维内部；7、(2)采用均苯三甲醛的水/乙醇混合溶液对步骤(1)处理后的锦纶6织物进行处理，均苯三甲醛与间氨基苯磺酸在锦纶6织物内部反应形成网络状阻燃剂，结构增大；8、(3)采用氯化钙溶液对步骤(2)处理后的锦纶6织物进行处理，制得阻燃锦纶6织物；钙离子可与2,5-二氨基苯磺酸的磺酸根、锦纶纤维产生螯合作用，且进一步增大2,5-二氨基苯磺酸/均苯三甲醛阻燃剂的结构，降低其水溶性，有助于将阻燃剂体系固定在锦纶6织物上，进一步提高改性锦纶6织物的阻燃效率和持久性。9、如上所述的一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法，步骤(1)中2,5-二氨基苯磺酸溶液的浓度为70～90g/l；2,5-二氨基苯磺酸富含磺酸根基团，具有良好的催化成炭性能，其用量越高阻燃效果越好，但过高则浪费。10、如上所述的一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法，步骤(2)均苯三甲醛的水/乙醇混合溶液中，以水和乙醇的总体积为基准，乙醇的占比为5～10％；均苯三甲醛易溶于乙醇和热水中，加入乙醇有助于提高均苯三甲醛的溶解度；均苯三甲醛与2,5-二氨基苯磺酸的摩尔比为1～1.2:1；均苯三甲醛的醛基可与2,5-二氨基苯磺酸的氨基反应，理论上两摩尔均苯三甲醛可与三摩尔2,5-二氨基苯磺酸发生席夫碱反应，适当提高均苯三甲醛的用量，使得2,5-二氨基苯磺酸完全参与反应，形成网络状、结构较大的阻燃剂，难以向纤维外部扩散，多余的醛基可与锦纶6纤维的氨基产生反应，均苯三甲醛的用量越高，越有助于提高阻燃组份的交联反应，但过高则浪费。11、如上所述的一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法，步骤(3)中氯化钙溶液的浓度为30～40g/l。12、如上所述的一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法，步骤(1)处理的温度为90～100℃，温度升高，有助于促进2,5-二氨基苯磺酸进入锦纶6纤维内部，时间为50～70min，浴比为1:30～40；13、步骤(2)处理的温度为90～95℃，温度提高有助于提高均苯三甲醛的溶解度，并促进均苯三甲醛向锦纶6纤维内部扩散，时间为50～70min，浴比为1:30～40；14、步骤(3)处理的温度为80～85℃，时间为40～60min，浴比为1:30～40。15、如上所述的一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法，阻燃锦纶6织物的损毁长度不高于12.3cm，无熔滴产生，阻燃等级为b1级，极限氧指数不低于29.2％(未改性锦纶6织物的损毁长度为30cm，产生熔滴，阻燃性能差，极限氧指数为21.0％)；16、阻燃锦纶6织物经30次洗涤后损毁长度不高于14.1cm，无熔滴产生，表明改性锦纶6织物具有优异的阻燃性能和耐水洗性能。17、发明原理：18、2,5-二氨基苯磺酸的磺酸根可与锦纶6的氨基产生离子键结合，但是锦纶6织物的氨基含量较少，且仅靠两者之间的离子键结合难以提供持久的阻燃性能。19、本发明分别采用2,5-二氨基苯磺酸与均苯三甲醛对锦纶6织物进行处理，通过一定的温度辅助，促进均苯三甲醛与2,5-二氨基苯磺酸溶解，可以扩散进入锦纶6纤维内部，并在锦纶6纤维内部发生席夫碱反应，如图1所示，从而在锦纶6纤维内部产生结合，生成结构比较大的阻燃剂体系，使得难以向纤维外部扩散；锦纶6纤维上的可反应基团少，很难借助阻燃剂与锦纶6纤维之间的化学反应来提高其耐久性，只能通过使锦纶6纤维内部形成的阻燃剂结构尽可能增大来达到耐久阻燃效果，这是因为在水洗过程中，分子间形成的共价键会产生水解，导致阻燃剂结构逐渐变小，如果在锦纶6纤维内部形成的阻燃剂结构不够大的话，水解后的组份很容易向纤维外部扩散，失去阻燃性能。另外，氯化钙可螯合锦纶6纤维和2,5-二氨基苯磺酸来提高阻燃剂体系在锦纶6织物上的固着，2,5-二氨基苯磺酸与氯化钙螯合生成不溶性沉淀，进一步降低阻燃剂体系的水溶性，同时使阻燃剂体系结构进一步增大，使得阻燃剂体系难以向纤维外部扩散，从而提供持久的阻燃性能。20、本发明是通过使锦纶6纤维内部形成的阻燃剂结构尽可能增大来达到耐久阻燃效果。这与专利cn116623429a是显著不同的，专利cn116623429a公开的一种耐久阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，棉纤维结构松散，在水溶液中溶胀，使得纤维结构更大，因此依靠结构增大提高阻燃剂在棉纤维上的耐久性可行性较差，因此该专利需要借助阻燃剂与棉纤维之间的共价键交联才能提高其耐久性，而结构太大导致阻燃剂与棉纤维的交联不充分，使得其耐水洗性能差，因此该专利反而需控制阻燃剂结构不能太大。21、并且，2,5-二氨基苯磺酸的磺酸根具有良好的催化成炭效果，可作为酸源，均苯三甲醛作为芳香族成炭剂，2,5-二氨基苯磺酸的氨基可作为气源，有机地构成膨胀阻燃体系，阻燃效率高，且钙金属盐在高温条件下生成氧化钙，使得残炭的热稳定性提高，进一步提高阻燃效率，因此，本发明所采用的阻燃剂体系具有较高的阻燃效率和耐水洗性能。22、有益效果：23、(1)本发明的一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法，采用均苯三甲醛与2,5-二氨基苯磺酸作为水溶性组份构筑自沉积涂层，可进入锦纶6纤维内部并发生沉积；且2,5-二氨基苯磺酸、均苯三甲醛和氯化钙三者有机地构建无磷膨胀阻燃体系，高效促进锦纶6纤维成炭，阻燃效率高且持久；24、(2)本发明的一种原位沉积制备阻燃锦纶6织物的方法，生成的阻燃剂不受空间位阻的影响，可以生成网络交联结构，阻燃剂分子更大；且通过氯化钙沉积，使得残炭的热稳定性提高，从而具有较高的阻燃效率和耐水洗性能。