[发明专利]一种基于蒙脱土/DNA水溶胶的阻燃整理剂、其制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及功能纺织品领域，更具体地说涉及一种基于蒙脱土/DNA水溶胶的阻燃整理剂、其制备方法及其应用。

背景技术

涤棉混纺织物因其涤棉组分理化性质互补，不仅具有强度高、耐磨性好、色牢度高、耐酸耐热性好等优点，而且还具有优良的吸湿性、透气性和手感柔软舒适等服用性能，广泛使用于服装行业和装饰领域。但涤棉织物由于燃烧时的“灯芯效应”可燃性高，一旦着火，难以熄灭，容易引发火灾，在日常生活中留下了不小的安全隐患，因而应用受到了限制。依据棉纤维与涤纶的燃烧及阻燃机理，一般是通过对织物进行阻燃后处理而达到阻燃目的。

国外涤棉混纺织物阻燃剂可归结为以下两大类：含磷氮类阻燃剂系列、在含磷氮阻燃剂中加入卤素（溴）的阻燃剂系列和含锑及含溴化合物阻燃剂系列。磷氮系阻燃剂常用的有N-羟甲基化合物（如DMDHEU），四羟甲基氯化鳞（THPC），三羟甲基三聚氰酰胺（TMM），三甲基磷酸酯（TMP），THPN（四羟甲基鳞盐THPS与氨的预缩物）等。由THPN、尿素和TMM整理50/50涤棉混纺织物，施加量达20～30%时，可获得很高的阻燃性，但此时织物的手感稍硬，较难适应各方面的使用要求。卤系阻燃剂这是目前使用较多的涤棉混纺织物阻燃剂，包括溴系和氯系，常用的为溴锑复合阻燃剂。常用的溴化物有十溴联苯醚、六溴环十二烷等，锑化物主要为三氧化二锑、五氧化二锑。含溴化合物的衍生物与三氧化二锑协同作用，采用浸轧焙烘工艺整理得到LOI≥27%，损毁长度<150cm，续燃时间≤5s，阴燃时间≤5s的织物，具有较好的阻燃效果。但这些阻燃剂的缺点是燃烧时发烟量大，产生有毒、有害、有强列腐蚀性的卤化物。

长期以来，已开发的涤棉织物阻燃整理工艺技术和其阻燃剂性能难以满足某些用途的要求。存在的问题主要是整理后的织物手感或机械强度不尽如人意，其次是生产生态学方面还需改善。本发明申请是基于环境保护和可持续发展的要求，无卤阻燃体系具有非常广阔的发展前景，天然存在的层状黏土-蒙脱土属于无机纳米阻燃剂，在地壳中分布极广，具有优良的力学性能、气体阻隔及阻燃效应，完全可作为新一代纺织品用阻燃剂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于蒙脱土/DNA水溶胶的阻燃整理剂，其制备方法及其在涤棉织物后整理中的应用，该阻燃整理剂可以降低阻燃体系的阻燃剂添加量，在保证阻燃效果的同时保证材料的力学性能。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种基于蒙脱土/DNA水溶胶的阻燃整理剂，所述阻燃整理剂主要包括以下组分：蒙脱土、DNA、偶联剂；以重量份数计，所述阻燃整理剂中各组分的含量如下：1重量份的蒙脱土、0.1～10重量份的DNA、0.1～10重量份的偶联剂。

进一步地，所述蒙脱土是商品化的蒙脱土经剥分、改性后得到纳米蒙脱土；所述改性后的纳米蒙脱土的平均晶片厚度小于25nm。改性后的纳米蒙脱土片层厚度变得更小，整理后可以更平整地包覆在织物表面，提高了蒙脱土片晶在织物表面的分布均匀性，更有利于蒙脱土包覆膜与纤维间结合力的提升，在火焰接触涤棉织物时，对其具有一定的阻燃隔热效果。

进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种。偶联剂的作用是改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等。

优选地，所述的硅烷偶联剂为KH550、KH560，所述的钛酸酯偶联剂为HY311。

DNA，又称脱氧核糖核酸，是一种分子，双链结构，由脱氧核糖核苷酸（成分为：脱氧核糖、磷酸及四种含氮碱基）组成。DNA是双螺旋结构，是称为B型的水结合型DNA，DNA中含有大量的氨基、羧基等极性基团，在改性蒙脱土与织物的结合过程中形成大量的氢键。DNA分子中大量的磷、氮元素在受到热量攻击时起到协同阻燃的作用，在磷-氮复合体系中，磷作为酸源，高温受热情况下可以分解出促进隔热炭层在聚合物表面形成；氮则作为气源，在热分解过程中释放不可燃气体，可使上述炭层膨胀发泡，并最终形成膨胀炭层。膨胀炭层可有效隔绝物质交换和热交换，从而达到良好的阻燃效果。

一种基于蒙脱土/DNA水溶胶的阻燃整理剂的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：