一种耐久阻燃棉织物及原位沉积交联制备方法与

本发明属于棉织物改性，具体涉及一种耐久阻燃棉织物及原位沉积交联制备方法。背景技术：1、棉织物是最受欢迎的天然纺织品之一，由于其具有优异的吸湿透气性、亲肤性和柔软性等特点，因此在服装、包装等领域应用广泛。然而棉织物极易燃烧的特性限制了其应用，因此对棉织物进行阻燃改性具有重要意义。2、目前，四羟甲基磷盐被广泛应用于棉织物的阻燃整理中，主要有两种方法：3、第一种方法是将四羟甲基氯化磷与尿素发生缩合反应，将缩合产物用作棉织物的阻燃剂，由于该缩合产物具有一定的水溶性，因此在处理棉织物时需要通过氨熏处理使该缩合产物的水溶性变差，并使其沉积在棉纤维内部；但是，氨熏处理不仅设备价格高，而且处理过程中也存在较大污染，同时该缩合产物由于无法与棉纤维通过共价键结合，其最终的棉织物阻燃耐久性也差。4、第二种方法是以四羟甲基硫酸磷和三聚氰胺为原料对棉织物进行阻燃整理，例如文献（“rgo/mthps负载棉织物的阻燃性能研究”，林加垚等，产业用纺织品，2020，38(6):34-39）以四羟甲基硫酸磷和三聚氰胺为原料合成磷-氮协同的膨胀型阻燃剂三聚氰胺四羟甲基硫酸磷，并将还原氧化石墨烯与三聚氰胺四羟甲基硫酸磷负载到棉织物上，还原氧化石墨烯和三聚氰胺四羟甲基硫酸磷不溶于水，将其分散在水溶液中对棉织物进阻燃整理，获得的棉织物的阻燃性能较好；然而，由于该阻燃剂体系无法与棉织物良好的结合，导致阻燃棉织物的阻燃耐久性很差。5、另外，现有技术中有以四羟甲基氯化磷与双氰胺的缩合产物作为阻燃剂对山羊皮进行阻燃处理的案列（“thp盐与双氰胺原位结合鞣研究”，李亚等，精细化工，2006，23(8):797-800），然而经过研究发现，该缩合产物的水溶性较高，无法与棉织物牢固地结合，若采用其对棉织物进行阻燃处理，显然制得的棉织物的阻燃耐久性会较差。6、因此，亟需研发一种阻燃耐久性好的棉织物。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，提供一种耐久阻燃棉织物及原位沉积交联制备方法。2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：3、一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，向双氰胺的水溶液中同时加入四羟甲基氯化磷、聚磷酸铵和棉织物得到由阻燃液和棉织物组成的体系后，在60-70℃下振荡后，依次在70-80℃下预烘、在165-175℃下焙烘，即得耐久阻燃棉织物。4、上述“振荡”过程中会发生以下变化：5、①双氰胺、四羟甲基氯化磷、聚磷酸铵附着棉纤维的表面，扩散至棉纤维的内部；6、②在棉纤维的表面或棉纤维的内部，四羟甲基氯化磷的羟甲基与双氰胺的氨基和氰基发生缩合反应，生成富含阳离子氨基的四羟甲基氯化磷-双氰胺缩合物；7、③在棉纤维的表面或棉纤维的内部，富含阴离子磷酸根的聚磷酸铵与四羟甲基氯化磷-双氰胺缩合物通过静电引力结合生成不可溶性沉淀；8、④不可溶性沉淀中的磷酸酯铵结构与棉纤维的羟基发生酯化反应；9、在上述“预烘”、“焙烘”过程中均会发生以下变化：10、①附着在棉纤维的表面的双氰胺、四羟甲基氯化磷、聚磷酸铵扩散至棉纤维的内部；11、②在棉纤维的表面或棉纤维的内部，四羟甲基氯化磷的羟甲基与双氰胺的氨基和氰基发生缩合反应，生成富含阳离子氨基的四羟甲基氯化磷-双氰胺缩合物；12、③在棉纤维的表面或棉纤维的内部，富含阴离子磷酸根的聚磷酸铵与四羟甲基氯化磷-双氰胺缩合物通过静电引力结合生成不可溶性沉淀；13、④不可溶性沉淀中的磷酸酯铵结构与棉纤维的羟基发生酯化反应；14、因此，最终制得的耐久阻燃棉织物中，棉纤维的表面及内部均分散有不可溶性沉淀，位于棉纤维的内部的不可溶性沉淀由于尺寸原因难以与纤维分离，同时其也能与棉纤维产生共价键结合，因此更加难以与纤维分离，位于棉纤维的外部的不可溶性沉淀虽然暴露在外，但是其能与棉纤维产生共价键结合，因此多次水洗也不会轻易与纤维分离，同时不可溶性沉淀中的磷酸酯结构和双氰胺含氮结构可产生协同阻燃效应，阻燃效果更好，因此耐久阻燃棉织物具有优异的阻燃性能和耐水洗性能。15、作为优选的技术方案：16、如上所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，阻燃液中，四羟甲基氯化磷的浓度为80-150g/l，双氰胺的浓度为50-70g/l，聚磷酸铵的浓度为50-70g/l。17、如上所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，聚磷酸铵的聚合度小于20（产品购自：麦克林，货号a875114）。18、如上所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，棉织物与阻燃液的比例为1g:30-40ml，浴比越大越有助于棉织物处理均匀，但过高则浪费。19、如上所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，振荡处理采用xw-zdr振荡式染样机（靖江新旺），振荡处理的时间为30-50min，振荡处理的频率为80-100次/分。20、如上所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，预烘的时间为2-3min。21、如上所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，焙烘的时间为3-5min。22、本发明还提供了采用如上任一项所述的原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法制得的耐久阻燃棉织物，主要由棉织物以及同时分散在棉纤维的表面和内部的不可溶性沉淀组成，不可溶性沉淀由聚磷酸铵与四羟甲基氯化磷-双氰胺缩合物通过静电引力结合生成，不可溶性沉淀与棉纤维通过共价键结合。23、作为优选的技术方案：24、如上所述的耐久阻燃棉织物，耐久阻燃棉织物的极限氧指数不低于29.7%（未改性棉织物的极限氧指数为18.2%），损毁长度不高于10.9cm（未改性棉织物的损毁长度为30cm），经50次水洗后损毁长度仍低于14.6cm，具有优异的阻燃性能和耐水洗性能。25、有益效果：26、1、本发明制备的耐久阻燃棉织物中，棉纤维的表面及内部均通过牢固的共价键结合有不可溶性沉淀，使耐久阻燃棉织物具有优异的耐水洗性能，同时不可溶性沉淀由聚磷酸铵与四羟甲基氯化磷-双氰胺缩合物通过静电引力结合生成，磷酸酯结构和双氰胺含氮结构可产生协同阻燃效应，使耐久阻燃棉织物的阻燃性能更加优异。27、2、本发明制备的耐久阻燃棉织物的极限氧指数不低于29.7%（未改性棉织物的极限氧指数为18.2%），损毁长度不高于10.9cm（未改性棉织物的损毁长度为30cm），经50次水洗后损毁长度仍低于14.6cm。28、3、本发明提供的制备方法采用水溶液，没有有机溶剂和强酸强碱，制备条件温和，工艺简单，适用于大规模工业应用。技术特征：1.一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，其特征在于，向双氰胺的水溶液中同时加入四羟甲基氯化磷、聚磷酸铵和棉织物得到由阻燃液和棉织物组成的体系后，在60-70℃下振荡后，依次在70-80℃下预烘、在165-175℃下焙烘，即得耐久阻燃棉织物。2.根据权利要求1所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，其特征在于，阻燃液中，四羟甲基氯化磷的浓度为80-150g/l，双氰胺的浓度为50-70g/l，聚磷酸铵的浓度为50-70g/l。3.根据权利要求2所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，其特征在于，聚磷酸铵的聚合度小于20。4.根据权利要求2所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，其特征在于，棉织物与阻燃液的比例为1g:30-40ml。5.根据权利要求1所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，其特征在于，振荡处理的时间为30-50min，振荡处理的频率为80-100次/分。6.根据权利要求1所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，其特征在于，预烘的时间为2-3min。7.根据权利要求1所述的一种原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法，其特征在于，焙烘的时间为3-5min。8.采用如权利要求1~7任一项所述的原位沉积交联制备耐久阻燃棉织物的方法制得的耐久阻燃棉织物，其特征在于，主要由棉织物以及同时分散在棉纤维的表面和内部的不可溶性沉淀组成，不可溶性沉淀由聚磷酸铵与四羟甲基氯化磷-双氰胺缩合物通过静电引力结合生成，不可溶性沉淀与棉纤维通过共价键结合。9.根据权利要求8所述的耐久阻燃棉织物，其特征在于，耐久阻燃棉织物的极限氧指数不低于29.7%，损毁长度不高于10.9cm，经50次水洗后损毁长度仍低于14.6cm。技术总结本发明属于棉织物改性技术领域，涉及一种耐久阻燃棉织物及原位沉积交联制备方法。耐久阻燃棉织物主要由棉织物以及同时分散在棉纤维的表面和内部的不可溶性沉淀组成，不可溶性沉淀由聚磷酸铵与四羟甲基氯化磷‑双氰胺缩合物通过静电引力结合生成，不可溶性沉淀与棉纤维通过共价键结合。原位沉积交联制备方法是：向双氰胺的水溶液中同时加入四羟甲基氯化磷、聚磷酸铵和棉织物得到由阻燃液和棉织物组成的体系后，在60‑70℃下振荡后，依次在70‑80℃下预烘、在165‑175℃下焙烘，即得耐久阻燃棉织物。本发明的耐久阻燃棉织物具有优异的阻燃性能和耐水洗性能，同时制备的条件温和，工艺简单，适用于大规模工业应用。技术研发人员：赵金广,汤方明,倪凤军,任怀林,张烨,魏存宏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：2024/8/27