CN101864666A - 一种织物的溶胶凝胶阻燃整理方法 - Google Patents

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杜鹃
孙雯君
陈东红
朱雪茹
韦淦钟
丁立英
罗艳
钟毅
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Abstract

本发明涉及一种织物的溶胶凝胶阻燃整理方法，包括：(1)将重量比为1∶4～9的铝盐与弱碱混合反应，室温下搅拌2小时后陈化0.5-5小时得到透明的含铝的溶胶；(2)将纤维素、真丝织物在上述溶胶整理液中二浸二轧，压力2～3kg/cm2，置于80℃恒温干燥箱中烘干。本方法工艺简单，培烘温度低，在织物上形成铝纳米溶胶粒子和纳米微孔的薄膜，达到了良好的阻燃的作用，克服了常规细小粒子在织物上易聚集，易泳移和结合力弱的缺点，同时发挥出纳米粒子特殊的性能；使用本方法整理后的织物用垂直燃烧法测试，经测量棉织物经向平均炭长为6.4～13.8cm，纬向平均炭长8.1～19.7cm，氧指数高达35.9。

Description

一种织物的溶胶凝胶阻燃整理方法
技术领域
本发明属织物的阻燃整理领域，特别是涉及一种织物的溶胶凝胶阻燃整理方法。
背景技术
有关织物的阻燃研究已取得一定进展，尤其对含卤素、磷及锆、钛元素的阻燃剂研究较多，其中一些体系已获得广泛应用，但这些阻燃体系由于含磷、卤、重金属离子等有毒、有害物质而急需改进。目前，开发无卤、无毒阻燃剂已成为国内外阻燃领域的研究热点。近年来，溶胶-凝胶技术因工艺简单、反应温度低、易对溶胶进行物理和化学改性等而被应用于纺织品后整理。
利用溶胶-凝胶技术，通过浸轧或浸渍处理，可以在各种纺织品上形成透明的、粘附性强的金属或非金属氧化物薄膜。前驱体的种类以及薄膜在织物表面的吸附状态可赋予织物不同的性能，如抗磨强度、抗静电性、粘性/抗粘性、着色、光泽、光致变色、紫外光稳定性、生物相容性、生物催化作用、抗菌、抗过敏、生物活性物质及香味的释放。
溶胶-凝胶技术多用于制备纳米陶瓷粉和制膜上，根据基本原理，将其应用到纺织品上，制备功能性织物是具有可行性而且有意义的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种织物的溶胶凝胶阻燃整理方法，本方法工艺简单，培烘温度低，在织物上形成铝纳米溶胶粒子和纳米微孔的薄膜，达到了良好的阻燃的作用，克服了常规细小粒子在织物上易聚集，易泳移和结合力弱的缺点，同时发挥出纳米粒子特殊的性能。
本发明的一种织物的溶胶凝胶阻燃整理方法，包括：
(1)纳米溶胶整理液的制备
将重量比为1∶4～9的铝盐与弱碱混合反应，室温下搅拌2小时后陈化0.5-5小时得到透明的含铝的溶胶；
(2)阻燃整理
将织物在上述溶胶整理液中二浸二轧，压力2～3kg/cm2，置于80℃恒温干燥箱中烘干。
所述步骤(1)中的铝盐与弱碱重量比为1∶5。
所述步骤(1)中的铝盐为三氯化铝、硫酸铝。
所述步骤(1)中的弱碱为浓度为0.5-0.7M的氨水。
所述步骤(2)中的织物为棉织物或真丝织物。
铝盐在碱性环境下发生水解聚合，形成溶胶方程式如下：
Figure BSA00000149126400021
将其整理到织物上，在焙烘过程中，在织物上形成一层具有纳米粒子和纳米微孔薄膜，赋予织物阻燃性能。
本发明选用铝盐作为前驱体制备了含铝的纳米溶胶，采用浸轧这一适合纺织品的整理方法，只需对纺织品进行60-80℃的热处理，即可在纤维内，外表面形成含铝的纳米薄膜，可以有很好的阻燃效果。
这种阻燃整理方法与现有阻燃方法不同，它是运用溶胶-凝胶过程在织物上形成铝纳米溶胶粒子和纳米微孔的薄膜，从而达到阻燃的作用，克服了常规细小粒子在织物上易聚集，易泳移和结合力弱的缺点，同时发挥出纳米粒子特殊的性能。
有益效果
(1)本方法工艺简单，培烘温度低，只需要在80℃焙烘，比传统溶液胶-凝胶工艺的焙烘温度低200～600℃，在降低工艺成本的同时具有良好的应用前景；
(2)本方法采用粗糙表面作为成膜物质，在基质表面形成薄而透明的复杂网络纳米溶胶粒子膜，克服了细小粒子在织物上易聚集、易泳移、分散不均匀的缺点，同时克服了细小粒子与织物结合力弱、耐洗性差的弱点，解决了细小粒子难分散以及稳定性差的问题；
(3)使用本方法整理后的织物用垂直燃烧法测试，经测量棉织物经向平均炭长为6.4～13.8cm，纬向平均炭长8.1～19.7cm，氧指数高达35.9。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)整理液的制备
先制备浓度为0.5-0.7M的氨水
将6g含六结晶水的三氯化铝和50ml浓度为0.5-0.7M的氨水混合，室温下搅拌2小时后陈化0.5-5小时得到透明的含铝的溶胶。
(2)阻燃整理
将全棉府绸4040×3372在上述溶胶整理液中二浸二轧，压力2kg/cm2，在鼓风烘箱中于80℃焙烘5分钟。
(3)阻燃测试
用垂直燃烧法测试，把样品放在试样框架上，用气体点火器点燃，计时控制和测量火焰施加时间以及火焰蔓延时间，测量织物炭长。经测量棉织物经向平均炭长为6.4cm，纬向平均炭长8.1cm，氧指数为31.5。未经整理的棉织物经向和纬向全部烧完，氧指数为18.1
实施例2
(1)溶胶整理液的制备
将8g含六结晶水的三氯化铝和50ml浓度为0.5-0.7M的氨水混合，室温下搅拌2小时陈化0.5-5小时得到透明的含铝的溶胶。
(2)阻燃整理
将全棉府绸4040×3372在上述溶胶整理液中二浸二轧，压力2kg/cm2，在鼓风烘箱中于80℃焙烘5分钟。
(3)阻燃测试
用垂直燃烧法测试，把样品放在试样框架上，用气体点火器点燃，计时控制和测量火焰施加时间以及火焰蔓延时间，测量织物炭长。经测量棉织物经向平均炭长为8.6cm，纬向平均炭长8.2cm，氧指数为33.7。未经整理的棉织物经向和纬向全部烧完，氧指数为18.1。
实施例3
(1)溶胶整理液的制备
将8g含六结晶水的三氯化铝和50ml浓度为0.5-0.7M的氨水混合，室温下搅拌2小时陈化0.5-5小时得到透明的含铝的溶胶。
(2)阻燃整理
将全棉府绸4040×3372在上述溶胶整理液中二浸二轧，压力2kg/cm2，在鼓风烘箱中于80℃焙烘5分钟。
(3)阻燃测试
用垂直燃烧法测试，把样品放在试样框架上，用气体点火器点燃，计时控制和测量火焰施加时间以及火焰蔓延时间，测量织物炭长。经测量棉织物经向平均炭长为12.7cm，纬向平均炭长11.7cm，氧指数为34.5。未经整理的棉织物经向和纬向全部烧完，氧指数为18.1。
实施例4
(1)溶胶整理液的制备
将12g含六结晶水的三氯化铝和50ml浓度为0.5-0.7M的氨水混合，室温下搅拌2小时陈化0.5-5小时得到透明的含铝的溶胶。
(2)阻燃整理
将全棉府绸4040×3372在上述溶胶整理液中二浸二轧，压力2kg/cm2，在鼓风烘箱中于80℃焙烘5分钟。
(3)阻燃测试
用垂直燃烧法测试，把样品放在试样框架上，用气体点火器点燃，计时控制和测量火焰施加时间以及火焰蔓延时间，测量织物炭长。经测量棉织物经向平均炭长为13.8cm，纬向平均炭长19.7cm，氧指数为35.9。未经整理的棉织物经向和纬向全部烧完，氧指数为18.1。
实施例5
(1)整理液的制备
将10g含六结晶水的三氯化铝和50ml浓度为0.5-0.7M的氨水混合，室温下搅拌2小时陈化0.5-5小时得到透明的含铝的溶胶。
(2)阻燃整理
将75g/m2真丝稠在上述溶胶整理液中二浸二轧，压力3kg/cm2，在鼓风烘箱中105℃于80℃焙烘5分钟。
(3)阻燃测试
把样品放在试样框架上，用气体点火器点燃，计时控制和测量火焰施加时间以及火焰蔓延时间，测量织物炭长。经测量真丝织物经向平均炭长为7.7cm，纬向平均炭长6.5cm。未经整理的真丝织物经向和纬向全部烧完。

Claims (5)

1.一种织物的溶胶凝胶阻燃整理方法，包括：
(1)纳米溶胶整理液的制备
将重量比为1∶4～9的铝盐与弱碱混合反应，室温下搅拌2小时后陈化0.5-5小时得到透明的含铝的溶胶；
(2)阻燃整理
将织物在上述溶胶整理液中二浸二轧，压力2～3kg/cm2，置于80℃恒温干燥箱中烘干。
2.根据权利要求1所述的一种织物的溶胶凝胶阻燃整理方法，其特征在于：所述步骤(1)中的铝盐与弱碱重量比为1∶5。
3.根据权利要求1所述的一种织物的溶胶凝胶阻燃整理方法，其特征在于：所述步骤(1)中的铝盐为三氯化铝或硫酸铝。
4.根据权利要求1所述的一种织物的溶胶凝胶阻燃整理方法，其特征在于：所述步骤(1)中的弱碱为浓度为0.5-0.7M的氨水。
5.根据权利要求1所述的一种织物的溶胶凝胶阻燃整理方法，其特征在于：所述步骤(2)中的织物为棉织物或真丝织物。
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