CN114855468A - 一种阻燃抗静电涤纶墙布及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃抗静电涤纶墙布及其制备工艺，包括基布层(1)和面布层(3)，基布层(1)和面布层(3)之间设有热熔胶层(2)，面布层(3)表面设有阻燃隔热层(4)。制备工艺包括以下步骤：步骤A、将涤纶织物坯布进行浸渍碱减量工艺处理，得到A品；步骤B、将A品进行染色处理，得到B品；步骤C、将CS/MMT膨胀系阻燃剂采用层层自组装的方式对B品表面进行改性阻燃后整理，得到C品；步骤D、通过热熔胶将C品与基布层进行黏合，得到成品。本发明具有易于生产以及提高产品质量的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种涤纶墙布的制备方法，特别是一种阻燃抗静电涤纶墙布及其制备工艺。
背景技术
随着室内装修行业的迅速发展，用户对建筑内墙墙面装饰材料提出新的要求，认为墙布不仅要设计美观、绿色环保，还必须具备去除静电、预防火灾等特殊功能。目前市面上墙布大多是由基布层和面布层粘接构成，而涤纶纤维从属化学纤维，织物密度高，耐磨牢度好，并且不易产生褶皱变形，因而能够很好地保护墙面，是作为墙布优选的面布层材料。但是涤纶回潮率低，不具备较好的吸湿性，摩擦产生的电荷无法通过表面水分子膜传导分散到空间中去，容易出现静电累积，对人体和预防火灾都具备一定的风险；同时由于构成涤纶的主要成分聚对苯二甲酸乙二酯在高温环境中会收缩融化产生黏热的液滴，并伴随一氧化碳、二恶英等气体释放，这些液态高温物质和可燃性气体具有流动扩散性，一旦接触到房屋内其他木材、纺织品和家用电器等易燃易爆材料表面，便会成为热量传递可能的途径。所以，为了解决涤纶面料所存在在弊端，人们合成了很多环保高效的新型有机阻燃剂，主要是磷、氮系阻燃剂以及其他复配型阻燃剂，通过阻燃剂开发和对涤纶纤维、纱线或织物不同层面的改性研究，能够赋予涤纶抗静电、抗紫外、阻燃、透气、亲水和拒水等特殊功能。
文献(张春花,刘建平,孙爱华,朱月琴.涤纶织物的阻燃整理[J].印染,2016,42(03):28-30.)提出将磷酸、季戊四醇和二乙醇胺三种原料通过化学合成方法相互融合为一种新型阻燃剂，该阻燃剂的涤纶整理织物在进行燃烧实验时，炭长降至3.0cm，续燃时间和阴燃时间都降为0s。但是磷酸受热分解会产生氧化磷刺激性有毒烟气，作为大规模产业用阻燃剂合成原料可能会对环境产生一定影响。
文献(丁放,任学宏.磷氮阻燃剂对涤纶织物的阻燃整理[J].纺织学报,2020,41(3):100-105.)以氯磷酸二乙酯、甲基丙烯酰胺作为底物合成一种磷氮阻燃剂(DMPP)，将质量分数为35％的阻燃剂添加到涤纶织物上进行燃烧实验，织物的极限氧指数达到28.7％，炭长降至8cm以下，阻燃效果极佳。但是这种磷氮阻燃剂会降低涤纶织物的断裂强度和尺寸稳定性，从而降低涤纶产品织物固有的抗皱性和使用耐久性。
陈水林等人在发明专利(抗静电溶胶凝胶整理液及其在制备抗静电涤纶中的应用)以含环氧基团的试剂为原料，采用溶胶凝胶法制备抗静电整理液对涤纶织物处理，虽说该后整理工艺流程简单，但是合成阻燃剂所使用的有机试剂原料价格高昂，对环境有害，而且整个工艺过程耗时长，不利于高效生产。
文献(袁凯.天然高分子/聚酯纤维的制备及性能研究[D].上海:东华大学,2017.)阐述了通过控制较高的温度和压强，使涤纶织物表面附着蔗糖脂肪酸酯，再基于溶胶凝胶法理论在其表面附着壳聚糖和海藻酸盐，形成一层薄膜，在抗静电测试中这种改性后的涤纶纤维显示出较短的静电半衰期，但由于海藻酸盐粘性大，在满足抗静电等级的海藻酸盐浓度下，整理后的涤纶织物柔软性大大降低，织物粗糙厚重，品质感太差。
有机磷系阻燃剂具有低毒、抑烟、环保等优点，在涤纶织物阻燃整理方面有很好的应用前景，可是目前磷系阻燃剂的表面处理技术还不够成熟，表面相容性无法提高，磷系阻燃剂与其他阻燃剂的亲和性问题待进一步突破，再者就是磷系阻燃剂多为液相，高温环境下易滴落挥发，发烟量较大，也是成为市场制约的关键因素。
因此，现有的技术存在着不易生产以及产品质量不佳的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种阻燃抗静电涤纶墙布及其制备工艺。本发明具有易于生产以及提高产品质量的特点。
本发明的技术方案：一种阻燃抗静电涤纶墙布，包括基布层和面布层，基布层和面布层之间设有热熔胶层，面布层表面设有阻燃隔热层。
前述的一种阻燃抗静电涤纶墙布中，所述阻燃隔热层为CS/MMT阻燃隔热层。
前述的一种阻燃抗静电涤纶墙布中，所述基布层为纯棉机织布，面布层为涤纶织物。
一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺，
步骤A、将涤纶织物坯布进行浸渍碱减量工艺处理，得到A品；
步骤B、将A品进行染色处理，得到B品；
步骤C、将CS/MMT膨胀系阻燃剂采用层层自组装的方式对B品表面进行改性阻燃后整理，得到C品；
步骤D、通过热熔胶将C品与基布层进行黏合，得到成品。
前述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺中，所述步骤A中碱减量工艺的具体方法为：将涤纶织物坯布在浓度为15～20g/L的NaOH溶液中浸轧，浸轧时间为30～40min，温度为80～90℃，车速为25～30m/min；浸轧完成后，在100℃的条件下汽蒸30min后水洗烘干，得到A品。
前述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺中，步骤B中，染色处理的染液配置过程为：先将分散染料化料，再向30～50℃的染缸净水中加入冰醋酸，调节染缸的pH值至4～5，再加入匀染剂和分散剂，最后加入分散染料，得到染液；
染色处理采用分阶段逐步上染的方式进行，先在60℃的染液中上染10min，再将溶液升温至100℃上染10min，最后染液在110℃条件下保温5min后水洗烘干，得到B品。
前述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺中，步骤C中，CS/MMT膨胀系阻燃剂采用层层自组装的具体方法为：将B品依次采用CS溶液进行交联处理和采用MMT分散液进行附着处理；记第一次进行交联处理和附着处理得到的产品为1BL，此后重复以上处理过程10次、15次和20次，得到的产品记为10BL、15BL和20BL，每次重复过程中不需要再进行戊二醛交联处理，最终得到C品。
前述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺中，CS溶液与B品交联处理的具体过程为：
首先将B品在CS溶液中进行二浸二轧处理，轧液率为70％，每次浸渍时间为20min，其中CS溶液浓度为0.1％～0.3％g/mL，CS溶液温度维持在50～70℃；然后在戊二醛溶液中浸轧交联处理，浸渍时间为30min，浸轧后在70℃下预烘5min，再在120℃下焙烘5min，去离子水洗后在70℃条件下烘干，得到c1品；所述戊二醛溶液浓度为0.3％g/mL，戊二醛溶液溶液温度为50℃；
前述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺中，MMT分散液附着在B品表面的具体过程为：
将c1品在MMT分散液中浸轧，浸渍时间为10min，浸轧后在去离子水中浸泡5min，再在70℃下烘干；所述MMT分散液的质量分数为0.05％～0.1％，MMT分散液温度在25～30℃，得到c2品。
前述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺中，将C品与纯棉机织布通过热熔胶进行粘合，其中复合温度为120～130℃，压强为2～3MPa。
与现有技术相比，本发明由基布层、热熔胶层、面布层和CS/MMT阻燃隔热层组成，CS/MMT(壳聚糖/钠改性蒙脱土)阻燃隔热层采用层层自组装的方式对面布层表面进行改性阻燃处理，阻燃整理液能自发附着于基底表面，赋予织物相应表面特性；而且制备原料来源广泛，例如植酸、海藻酸盐、蒙脱土等均属于生物基材料，具有绿色环保、价格低廉的优点；与此同时，本发明整体的整体工艺简单，生产效率高，且不会污染环境，具有良好的环保性。
经过CS/MMT处理10BL后的涤纶织物，由其制作而成的墙布具有手感丝滑，绿色健康，耐磨牢度好，断裂强度高等优异特质；并且由于涤纶织物表面结合大量CS分子，该分子结构中含强极性基团的羟基，能够增强表面亲水吸湿性，在表面形成的水分子薄膜能有效传导电荷，电荷不易聚集从而消除静电的产生，降低危险发生系数。
当发生火灾时，CS/MMT膨胀阻燃体系材料在层层自组装过程中形成的纳米砖墙膜开始发挥作用，且MMT受热后促进壳聚糖脱水形成紧密的多层炭结构；同时所述CS受热分解产生H2O、CO2、NH3和N3等不燃性气体，形成一层氧气隔绝层，能够抑制涤纶纤维分解生成挥发性的可燃物质。
综上所述，本发明具有易于生产以及提高产品质量的特点。
附图说明
图1是本发明在高温环境中的结构示意图。
附图中的标记为：1-基布层，2-热熔胶层，3-面布层，4-CS/MMT阻燃隔热层，5-氧气隔绝层，6-热源。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种阻燃抗静电涤纶墙布及其制备工艺，构成如图1所示，包括基布层1和面布层3，基布层1和面布层3之间设有热熔胶层2，面布层3表面设有阻燃隔热层4。
所述阻燃隔热层4为CS/MMT(壳聚糖/钠改性蒙脱土)阻燃隔热层。
所述基布层1为纯棉机织布，面布层3为涤纶织物。
一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺，
步骤A、将涤纶织物坯布进行浸渍碱减量工艺处理，得到A品；
步骤B、将A品进行染色处理，得到B品；
步骤C、将CS/MMT膨胀系阻燃剂采用层层自组装的方式对B品表面进行改性阻燃后整理，得到C品；
步骤D、通过热熔胶将C品与基布层进行黏合，得到成品。
所述步骤A中碱减量工艺的具体方法为：将涤纶织物坯布在浓度为15-20g/L的NaOH溶液中浸轧，浸轧时间为30-40min，温度为80-90℃，车速为25-30m/min；浸轧完成后，在100℃的条件下汽蒸30min后水洗烘干，得到A品。
步骤B中，染色处理的染液配置过程为：先将分散染料化料，再向30-50℃的染缸净水中加入冰醋酸，调节染缸的pH值至4-5，再加入匀染剂和分散剂，最后加入分散染料，得到染液；
染色处理采用分阶段逐步上染的方式进行，先在60℃的染液中上染10min，再将溶液升温至100℃上染10min，最后染液在110℃条件下保温5min后水洗烘干，得到B品。
步骤C中，CS/MMT膨胀系阻燃剂采用层层自组装的具体方法为：将B品依次采用CS溶液进行交联处理和采用MMT分散液进行附着处理；记第一次进行交联处理和附着处理得到的产品为1BL，此后重复以上处理过程10～20次，每次重复过程中不需要再进行戊二醛交联处理，最终得到C品。
CS溶液与B品交联处理的具体过程为：
首先将B品在CS溶液中进行二浸二轧处理，轧液率为70％，每次浸渍时间为20min，其中CS溶液浓度为0.1％-0.3％g/mL，CS溶液温度维持在50-70℃；然后在戊二醛溶液中浸轧交联处理，浸渍时间为30min，浸轧后在70℃下预烘5min，再在120℃下焙烘5min，去离子水洗后在70℃条件下烘干，得到c1品；所述戊二醛溶液浓度为0.3％g/mL，戊二醛溶液溶液温度为50℃；
MMT分散液附着在B品表面的具体过程为：
将c1品在MMT分散液中浸轧，浸渍时间为10min，浸轧后在去离子水中浸泡5min，再在70℃下烘干；所述MMT分散液的质量分数为0.05％-0.1％，MMT分散液温度在25-30℃，得到c2品。
将C品与纯棉机织布通过热熔胶进行粘合，其中复合温度为120-130℃，压强为2-3MPa。
壳聚糖(CS)：上海赫特化工有限公司，工业级，脱乙酰度98％；DAC≥90％。
钠改性蒙脱土(MMT)：灵寿县万多矿产品加工有限公司，规格400目，蒙脱石≥60％～88％，工业级。
实施例2。一种阻燃抗静电涤纶墙布及其制备工艺，构成如图1所示，结构首先是基布层1和面布层3通过热熔胶层2粘接结合，基布层1是纯棉机织布，是通过糯米胶粘贴在刷过丙烯酸乳液基膜后的墙体上，面布层3是涤纶织物，其表面覆盖的是CS/MMT阻燃隔热层4。
所述的CS为壳聚糖，MMT为钠改性蒙脱土。
所述基布层1纯棉机织布的厚度为0.3mm，面布层3涤纶织物的厚度为0.5mm。
所述一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺流程如下：
前处理：将所述面布层涤纶织物坯布在浓度为15g/L的NaOH溶液中浸轧，浸渍时间为30min，溶液温度为80℃，车速为25m/min，然后再100℃条件下汽蒸30min后水洗烘干。
染色：首先对分散染料化料，在干净的染缸里加入匀染剂和分散剂，保持染缸温度为40℃，然后再加入分散染料。染色过程分阶段逐步上染，首次在60℃的染液中上染10min，再升温至100℃上染10min，最后在110℃条件下保温5min后水洗烘干。
后整理步骤：分为CS与涤纶织物交联、MMT分散液的附着、基布层与面布层的粘接。
CS溶液与涤纶坯布交联：面布层3与CS溶液的首次结合是在戊二醛溶液作为交联剂下实现的。
首先面布层3在CS溶液中二浸二轧(轧液率为70％)，每次浸渍时间为20min，其中CS溶液浓度为0.2％g/mL，溶液温度维持在65℃；然后在戊二醛溶液中浸轧交联处理，浸渍时间为30min，浸轧后在70℃下预烘5min，再在120℃下焙烘5min，去离子水洗后在70℃条件下烘干，戊二醛溶液浓度为0.3％g/mL，溶液温度为50℃。
CS溶液应该是均匀分散呈浑浊状，滴加浓盐酸调节pH＝4时，CS能够完全溶解而变澄清。其中戊二醛能够促进CS溶液的吸附，增大涤纶表面吸湿回潮率。
MMT分散液的附着：与CS交联后的涤纶织物再在所述的MMT分散液中浸轧10min，然后用去离子水清洗后在70℃下烘干，其中MMT分散液呈淡黄色不透明状，质量分数为0.1％，分散液温度为25℃。
经过所述CS溶液和所述MMT分散液吸附处理的面布层3记为1BL，此后重复以上处理过程10次、15次和20次，得到的样品记为10BL、15BL和20BL。每次重复过程中不需要再进行戊二醛交联处理，最终形成CS/MMT阻燃隔热层5。
基布层与面布层的粘接：涤纶阻燃抗静电整理织物与纯棉机织布通过热熔胶网膜作为粘胶剂进行粘合，其中复合温度为120℃，压强为2MPa。
壳聚糖(CS)：上海赫特化工有限公司，工业级，脱乙酰度98％；DAC≥90％。
钠改性蒙脱土(MMT)：灵寿县万多矿产品加工有限公司，规格400目，蒙脱石≥60％～88％，工业级。
对于实施例2中阻燃抗静电涤纶墙布和未处理的涤纶墙布依据GB/T5454—1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》和GB/T5455—1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》进行极限氧指数测试和垂直燃烧测试，测试结果如下表：
经CS/MMT体系处理过的涤纶复合墙布在组装层数为15BL时的氧指数值已经达到28.4％，已属于难燃材料，组装层数为20BL时的氧指数值更是高达34.3％，此时续燃时间和阴燃时间均降为0s，炭长降至5cm。
对于实施例2中阻燃抗静电涤纶墙布和未处理的涤纶墙布依据GB/T12703-1991《面料品静电测试方法》进行抗静电测试，用+10kV高压对试样放电30s，测感应电压的半衰期(S)，测试结果如下表：
由表可知，处理组装层数为15BL后的峰值电压半衰期下降到0.31s，说明经过CS/MMT整理液能够明显增强涤纶织物抗静电性，20BL后峰值电压半衰期下降相对不太明显。
Claims (10)
1.一种阻燃抗静电涤纶墙布，其特征在于：包括基布层(1)和面布层(3)，基布层(1)和面布层(3)之间设有热熔胶层(2)，面布层(3)表面设有阻燃隔热层(4)。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃抗静电涤纶墙布，其特征在于：所述阻燃隔热层(4)为CS/MMT阻燃隔热层。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃抗静电涤纶墙布，其特征在于：所述基布层(1)为纯棉机织布，面布层(3)为涤纶织物。
4.制备权利要求1至3中任一项所述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的工艺，其特征在于：
步骤A、将涤纶织物坯布进行浸渍碱减量工艺处理，得到A品；
步骤B、将A品进行染色处理，得到B品；
步骤C、将CS/MMT膨胀系阻燃剂采用层层自组装的方式对B品表面进行改性阻燃后整理，得到C品；
步骤D、通过热熔胶将C品与基布层进行黏合，得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺，其特征在于：所述步骤A中碱减量工艺的具体方法为：将涤纶织物坯布在浓度为15～20g/L的NaOH溶液中浸轧，浸轧时间为30～40min，温度为80～90℃，车速为25～30m/min；浸轧完成后，在100℃的条件下汽蒸30min后水洗烘干。
6.根据权利要求4所述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺，其特征在于，步骤B中，染色处理的染液配置过程为：先将分散染料化料，再向30～50℃的染缸净水中加入冰醋酸，调节染缸的pH值至4～5，再加入匀染剂和分散剂，最后加入分散染料，得到染液；
染色处理采用分阶段逐步上染的方式进行，先在60℃的染液中上染10min，再将溶液升温至100℃上染10min，最后染液在110℃条件下保温5min后水洗烘干，得到B品。
7.根据权利要求4所述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺，其特征在于，步骤C中，CS/MMT膨胀系阻燃剂采用层层自组装的具体方法为：将B品依次采用CS溶液进行交联处理和采用MMT分散液进行附着处理；记第一次进行交联处理和附着处理得到的产品为1BL，此后重复以上处理过程10～20次，每次重复过程中不需要再进行戊二醛交联处理，最终得到C品。
8.根据权利要求7所述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺，其特征在于，CS溶液与B品交联处理的具体过程为：
首先将B品在CS溶液中进行二浸二轧处理，轧液率为70％，每次浸渍时间为20min，其中CS溶液浓度为0.1％～0.3％g/mL，CS溶液温度维持在50～70℃；然后在戊二醛溶液中浸轧交联处理，浸渍时间为30min，浸轧后在70℃下预烘5min，再在120℃下焙烘5min，去离子水洗后在70℃条件下烘干，得到c1品；所述戊二醛溶液浓度为0.3％g/mL，戊二醛溶液溶液温度为50℃。
9.根据权利要求8所述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺，其特征在于，MMT分散液附着在B品表面的具体过程为：
将c1品在MMT分散液中浸轧，浸渍时间为10min，浸轧后在去离子水中浸泡5min，再在70℃下烘干；所述MMT分散液的质量分数为0.05％～0.1％，MMT分散液温度在25～30℃，得到c2品。
10.根据权利要求4所述的一种阻燃抗静电涤纶墙布的制备工艺，其特征在于，将C品与纯棉机织布通过热熔胶进行粘合，其中复合温度为120～130℃，压强为2～3MPa。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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