[发明专利]一种基于全生物质阻燃体系的层层自组装阻燃织物及其制备方法

说明书

本发明涉及阻燃处理领域，具体涉及一种基于全生物质阻燃体系的层层自组装阻燃织物及其制备方法，该阻燃织物以织物为基材，以聚阳离子电解质生物质海藻酸盐和聚阴离子电解质生物质含磷酸作为修饰层，通过层层自组装交替吸附在织物表面。与现有技术相比，本发明所使用的阻燃组分绿色环保、来源丰富且可再生；阻燃处理工艺简便易产业化，并且过程中不使用有毒溶剂；产品的阻燃织物具有优异的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及阻燃处理领域，具体涉及一种基于全生物质阻燃体系的层层自组装阻燃织物及其制备方法。

背景技术

近几年随着环保意识的提高，以天然纤维为原材料的纺织物的产量和应用范围逐年呈现出增长的趋势，然而，天然纤维本身的易燃性往往伴随着潜在火灾风险，这极大地限制了其在一些对阻燃性能要求严格的领域的进一步拓展应用。因此，提高织物的阻燃性是进一步推广其应用领域所面临的关键问题。

目前，织物阻燃领域产业化应用的阻燃工艺是利用Pyrovatex CP和Proban阻燃剂进行后整理工艺，尽管阻燃性能优异，但处理后的织物在储存和使用过程中会释放游离甲醛，对人体有致癌性，具有较大危险性。近年来，生物质材料被开发应用在织物的阻燃领域，其原材料来源于自然界，具有绿色环保可再生的优势。生物质阻燃剂的发现和应用，符合绿色化学和可持续的发展理念，服务碳中和、碳达峰的国家战略。

层层自组装(Layer by layer(LBL)self-assembly)技术是以静电力、配位键、化学键和氢键等作为驱动力，使基板在带相反电荷的聚电解质溶液中交替沉积制备聚电解质自组装多层膜的一种简易、多功能的表面修饰方法。自2009年LBL技术首次应用于阻燃织物领域以来，利用LBL技术在织物表面构建各种阻燃涂料的研究得到了广泛的研究。例如，发明专利CN105951419 B利用磷腈类化合物作为带正电电解质，将含DOPO结构的次磷酸类化合物作为带负电电解质，通过层层自组装的办法来阻燃聚酯织物，在5-30阻燃层数下赋予织物一定的阻燃性能。CN109734967A利用聚阳离子电解质壳聚糖(CH)和聚阴离子电解质聚磷酸铵(APP)作为修饰层，通过静电作用层层自组装交替沉积于剑麻纤维素微晶基材表面，在5-20组装层数下可使剑麻纤维素微晶高温条件下的热稳定性能提高，并且可以实现自熄。专利CN113882141 A基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸对织物进行阻燃处理，首先对织物表面进行碱处理，再利用酸性和碱性溶液调节生物蛋白和生物质酸的电负性，将两者沉积在植物表面，再通过离子交换反应获得含有不同金属离子的阻燃涂层，提升织物的阻燃效率。

然而目前的层层自组装所用的阻燃组分大多为非生物质组分，且处理过程中所用溶剂为有毒溶剂，引起环境污染的问题。另外，为了实现织物优异的阻燃性能往往需要15层以上的组装层数，这就导致整理工艺繁琐，加大了工业化的难度以及生产成本。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种基于全生物质阻燃体系的层层自组装阻燃织物及其制备方法，所使用的阻燃组分绿色环保、来源丰富且可再生；阻燃处理工艺简便易产业化，并且过程中不使用有毒溶剂；产品的阻燃织物具有优异的阻燃性能。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明第一方面公开了一种基于全生物质阻燃体系的层层自组装阻燃织物，该阻燃织物以织物为基材，以聚阳离子电解质生物质海藻酸盐和聚阴离子电解质生物质含磷酸作为修饰层，通过层层自组装交替吸附在织物表面。

优选地，所述的织物为亚麻织物、苎麻织物、洋麻织物、剑麻织物、棉织物、聚酯织物和粘胶纤维中的一种。

优选地，所述的聚阳离子电解质生物质海藻酸盐为海藻酸铵、海藻酸钠和海藻酸钙中的一种或多种。

优选地，所述的聚阴离子电解质生物质含磷酸为植酸。