一种植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物

本发明属于纺织材料改性领域，涉及一种植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物及其制备方法和应用，其是由植物基阻燃剂涂层和防紫外超疏水涂层依次表面修饰的织物，适用于服装、防紫外和阻燃等产品中。背景技术：1、织物因其可持续性、丰富性和低廉的价格等优点成为日常生活中最常用的保护和装饰材料之一，被广泛应用于汽车，航空航天，军事和住宅等领域。然而，棉织物高度易燃且紫外屏蔽性能较差。为了降低火灾和强烈紫外线对人类生命财产的威胁，有必要赋予棉织物阻燃和紫外屏蔽性能。考虑到近年来人们对环保和健康的重视，生物基阻燃剂作为一种环境友好策略而引起广泛关注。然而，大多数生物基阻燃剂是水溶性的，在洗涤过程中容易被损失而失去阻燃性能，因此有必要赋予棉织物防水性能，以减少频繁洗涤的需要，从而进一步延长功能性织物涂层使用寿命。2、目前，许多研究正在尝试利用各种方法来解决这些问题，例如在阻燃剂上接枝具有紫外线吸收性能的基团等，但仍然有许多问题尚未得到解决，例如反应条件苛刻、制备步骤复杂等。值得注意的是，一些阻燃剂和无机纳米粒子同样有优异的紫外线吸收性能，尤其是无机纳米粒子在构建微纳米结构的同时，可以大幅降低紫外线透过率。因此，将具有紫外线屏蔽性能的阻燃剂和无机纳米粒子结合起来，可以在阻燃和超疏水的基础上实现紫外屏蔽性能。技术实现思路1、有鉴于此，本发明公开提供了一种植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物及其制备方法和应用。本发明公开一种由植物基阻燃剂涂层和防紫外超疏水涂层依次表面修饰的织物，具有优良阻燃、防紫外、防污性能以及优异的耐久性和环境友好性，同时保持织物特有的透气性和柔韧性。2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：3、本发明的第一个技术目的是提供一种植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物，是由植物基阻燃剂涂层和防紫外超疏水涂层依次表面修饰的织物，所述的阻燃剂涂层质量是原织物质量的10～20％，防紫外超疏水涂层是原织物质量的5～12％。4、需要说明的是，阻燃剂含量高虽有利于提高阻燃性能但影响透气性，而超疏水涂层质量高有利于涂层耐久性和阻燃剂的流失，但过高也影响透气性和柔韧性，因此，需要合适的含量。5、进一步地，所述的植物基阻燃剂选自植酸铵和木质素组成的复合阻燃剂。6、进一步地，所述的防紫外超疏水涂层是介孔硅/纳米氧化铁超疏水复合纳米粒子与胶黏剂复合形成的涂层。7、更进一步地，所述的介孔硅/纳米氧化铁超疏水复合纳米粒子(pdms@fe2o3-msns)，是以醋酸铁为铁源，在介孔硅的孔道内原位生成了纳米氧化铁粒子，得到负载fe2o3纳米粒子的介孔硅(fe2o3-msns)，随后使用聚二甲基硅氧烷(pdms)对fe2o3-msns纳米粒子进行改性，得到具有超疏水性能的复合纳米粒子pdms@fe2o3-msns。8、更进一步地，所述的胶黏剂是有机硅胶黏剂道康宁-184。9、本发明的第二个技术目的是提供所述的植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物的制备方法，具体包括以下步骤：10、(1)织物清洗：用1wt％的十二烷基硫酸钠溶液洗涤织物，再用去离子水冲洗干净后，将棉织物在60℃下干燥；11、(2)修饰阻燃剂涂层：将植酸铵和木质素溶解在去离子水中，配制阻燃剂水溶液，并置于喷枪的喷壶中，喷涂距离为15-25cm，均匀的喷涂到上述清洗后的棉织物表面，80℃下干燥得到阻燃剂修饰的织物；12、(3)制备pdms@fe2o3-msns纳米粒子：将0.30g的fe(ch3coo)3和0.5g的msns分散在50ml的去离子水中，通过液氮处理除去体系中的空气，并在n2气氛中搅拌24h；然后将溶液在8000rpm下离心10min，取下层沉淀并用去离子水和无水乙醇洗涤数次，最后在60℃的真空干燥箱中干燥24h，并将研磨好的粉末置于马弗炉中于550℃下煅烧5h，所得样品标记为fe2o3-msns。然后，将0.3g的fe2o3-msns粉末分散在20ml的四氢呋喃(thf)中，超声处理30min，然后再加入1.0g的二甲基硅氧烷(pdms)(道康宁-184主剂)和0.01g的道康宁-184助剂，并搅拌直到thf完全蒸发；最后将反应后的混合物在85℃的真空干燥箱中加热2h；待反应完成后，用四氢呋喃离心洗涤数次，以去除残留未反应的pdms，得到pdms@fe2o3-msns纳米粒子。13、(4)将pdms@fe2o3-msns纳米粒子分散到四氢呋喃溶液中，涡旋震荡并超声分散10min，然后加入道康宁-184，涡旋震荡5min得到纳米粒子分散液；用喷枪将纳米粒子分散液喷涂到上述织物的阻燃剂涂层表面，在80℃下固化2h，制备出所述的植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物。14、进一步地，所述的阻燃剂水溶液的浓度为8～15％，植酸铵和木质素的质量比为15:1；所述的纳米粒子分散液中，pdms@fe2o3-msns纳米粒的浓度为7～12％，道康宁-184与pdms@fe2o3-msns的质量比为1:3。15、需要说明的是，阻燃剂和纳米粒的浓度太高不利于均匀的喷涂，太低则涂层形成时间长，也不均匀。16、本发明的第三个技术目的是提供一种植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物在服装、紫外线屏蔽和阻燃防护产品中的应用。17、与现有技术相比，本发明公开了一种植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物及其制备方法和应用，具有如下有益效果：18、本发明的植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物，制备技术简单，制备条件温和，采用无氟无卤的原料，具有环境友好性，通过阻燃剂层和抗紫超疏水层的合理组合，解决了水溶性织物阻燃剂织物不耐洗涤和易被污染失效等问题，把阻燃、防紫外和防污性能结合到织物上，同时涂层具有很好的耐酸碱、耐磨、耐超声洗涤和耐热等性能。尤其是，涂层后的织物仍能保持织物特有的透气性和柔韧性，所开发的功能性织物在服装、阻燃和防紫外防护等领域具有良好的应用前景。技术特征：1.一种植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物，其特征在于，是由植物基阻燃剂涂层和防紫外超疏水涂层依次表面修饰的织物，所述的阻燃剂涂层质量是原织物质量的10～20％，防紫外超疏水涂层是原织物质量的5～12％。2.根据权利要求1所述的植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物，其特征在于，所述的植物基阻燃剂选自植酸铵和木质素组成的复合阻燃剂。3.根据权利要求1所述的植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物，其特征在于，所述的防紫外超疏水涂层是介孔硅/纳米氧化铁超疏水复合纳米粒子与胶黏剂复合形成的涂层。4.根据权利要求3所述的植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物，其特征在于，所述的介孔硅/纳米氧化铁超疏水复合纳米粒子是以醋酸铁为铁源，在介孔硅的孔道内原位生成了纳米氧化铁粒子，得到负载fe2o3纳米粒子的介孔硅(fe2o3-msns)，随后使用聚二甲基硅氧烷(pdms)对fe2o3-msns纳米粒子进行改性，得到介孔硅/纳米氧化铁超疏水复合纳米粒子(pdms@fe2o3-msns)。5.根据权利要求3所述的植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物，其特征在于，所述的胶黏剂是有机硅胶黏剂道康宁-184。6.一种如权利要求1所述的植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：7.根据权利要求6所述的植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物的制备方法，其特征在于，所述的阻燃剂水溶液的浓度为8～15％，植酸铵和木质素的质量比为15:1。8.根据权利要求6所述的植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物的制备方法，其特征在于，所述的纳米粒子分散液中，pdms@fe2o3-msns纳米粒的浓度为7～12％，道康宁-184与pdms@fe2o3-msns的质量比为1:3。9.一种如权利要求1所述的植物基阻燃剂-防紫外超疏水涂层修饰的织物在阻燃、紫外线屏蔽和防污领域中的应用。技术总结本发明属于纺织材料改性领域，公开了一种植物基阻燃剂‑防紫外超疏水涂层修饰的织物及其制备方法和应用。本发明公开一种由植物基阻燃剂涂层和防紫外超疏水涂层依次表面修饰的织物，先以醋酸铁为铁源，在介孔硅的孔道内原位生成纳米氧化铁粒子，得到负载Fe