CN115320192A - 一种防静电阻燃窗帘的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防静电阻燃窗帘的制备方法，步骤如下：(1)酯水解酶对涤纶表面进行预处理，随后使用硅烷偶联剂进一步处理；(2)将阴离子阻燃微胶囊与一系列助剂加入去离子水中进行机械搅拌至发泡，将得到的泡沫整理到织物上，将织物放入烘箱中烘焙，由此获得阻燃纺织品；(3)将PVA薄膜与阻燃纺织品进行层压复合，得到防静电阻燃窗帘。此方法不仅绿色节能环保，可降低织物的带液率，从而节约用水量，而且适用范围广，无论在天然纤维织物(棉和麻布)、人造纤维织物(涤纶和腈纶)还是纸张等片状结构上都可使用。采用上述方法获得的窗帘具有良好的防静电和阻燃效果，且织物的阻燃性能不受水洗影响。

Description

一种防静电阻燃窗帘的制备方法
技术领域
本发明属于纺织品整理及材料复合技术领域，涉及一种防静电阻燃窗帘的制备方法。
背景技术
科学技术的发展推动纺织业不断向前发展，21世纪的纺织品也将向着多功能化及安全、绿色、环保、自然等方向发展。智能纺织品和功能纺织品近几年得到广泛关注与发展。
阻燃剂的品种很多，按照所含元素可分为卤系、磷系、氮系等无机非金属化合物阻燃剂和无机金属化合物阻燃剂。由于卤系阻燃剂存在安全和环保问题，市面上以磷系和氮系阻燃剂为主。但经过阻燃剂常规浸轧整理后，因为阻燃整理剂粘度高，织物主要是通过阻挡的方式来捕获微粒，从而导致大量阻燃助剂附着于织物表面，难以进入织物内部，并且纤维的结合能力较弱，经过多次水洗后会从表面脱落，影响其阻燃效果。另外，此过程会消耗大量的水资源，产生大量的印染废水，进一步处理印染废水会提高企业生产成本，但若处理不当则会造成严重的环境危害。基于此，如何获得一种阻燃整理剂与纺织品结合能力强且不易被洗脱掉的阻燃纺织品是一个需要解决的问题。
另外，现有的纺织品同时会经过防静电整理剂的处理，从而使纺织品具有防静电的性能，但随着时间的流逝，纺织品的防静电性能会减弱，纺织品失去防静电性能。所以如何获得一种持续防静电的纺织品也是一个亟需解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种防静电阻燃窗帘的制备方法，首先使用酯水解酶对涤纶织物表面改性预处理，目的是引入更多的羟基；然后利用硅烷偶联剂接枝氨基并使其带有正电荷；其次配制阴离子型阻燃整理泡沫，对织物进行泡沫整理，通过静电吸附和粘合剂的协同作用赋予阻燃织物优异的耐水洗性能；最后将具有抗静电性能且可降解的PVA薄膜与织物通过阻燃热熔胶层压复合，使复合材料拥有良好的阻燃性能的同时还具有优异的抗静电性能，避免静电附尘现象。
为了达到上述效果，本发明采用了以下技术方案：
一种防静电阻燃窗帘的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)制备酯水解酶的水溶液，使用该酯水解酶水溶液处理涤纶表面；
(2)制备硅烷偶联剂的水溶液，使用该硅烷偶联剂水溶液对步骤(1)获得的涤纶进行处理；
(3)制备阻燃整理泡沫：
①制备阻燃整理液，阻燃整理液由阴离子型阻燃微胶囊、粘合剂、发泡剂、稳泡剂、水性抑泡剂、防沉剂、渗透剂和去离子水构成；
②对整理液进行机械发泡，获得阻燃整理泡沫；
(4)使用步骤(3)获得的阻燃整理泡沫处理步骤(2)获得的涤纶面料，进而获得阻燃纺织物；
(5)将步骤(4)获得的阻燃纺织物、PES阻燃热熔胶、PVA薄膜，依次叠放后进行热压处理，处理结束后，即可获得防静电阻燃窗帘。
进一步的，步骤(1)所述酯水解酶浓度为3U/ml-4U/ml。
进一步的，步骤(1)所述酯水解酶处理温度为40℃-60℃。
进一步的，步骤(1)所述酯水解酶处理pH为8.0-9.0。
进一步的，步骤(1)所述酯水解酶处理时间为2h-3h。
进一步的，步骤(5)所述热压处理压力为1.5Kgf/m2-3Kgf/m2。
进一步的，步骤(5)所述热压处理时间为10s-30s。
进一步的，步骤(5)所述热压处理温度为135℃-140℃。
进一步的，所述阻燃整理液各组分质量比为：阴离子型阻燃微胶囊10％-20％、粘合剂1％-2％、发泡剂1％-2％、稳泡剂0.05％-0.1％、水性抑泡剂0.1％-0.3％、防沉剂0.03％-0.05％、渗透剂0.5％-1％、去离子水补足100％，NaHPO4调节pH至6-6.5。
本发明另一方面提供了一种通过上述方法制备而成的阻燃窗帘。
有益效果：
1、本发明利用静电引力与粘合剂的协同结合，使织物的阻燃性能不受水洗影响，从而得到耐水洗的阻燃织物。
2、本发明采用的方法对基底的破坏性小，可适用于多种基底表面，包括天然纤维织物(棉和麻布)、人造纤维织物(涤纶和腈纶)和纸张等片装结构，具有广泛的适用性。
3、本发明采用的泡沫整理方法绿色环保，它可降低织物的带液率，从而降低用水量50％左右；可降低整理剂和助剂用量30％左右；在烘干焙烘环节可节能40％左右。
4、本发明使用可降解的PVA薄膜，不仅满足了窗帘织物的防静电附尘现象，且绿色环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不仅仅限于这些实施例。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。
涤纶面料购自石家庄市龙马纺织有限公司，PES(TES01)阻燃热熔胶购自上海恒凝新材料有限公司。
酯水解酶E0231购自南京杜莱生物科技有限公司，CAS号：9016-18-6；阴离子型阻燃微胶囊结构片段：NaSO3OCHN-R-NHCOSO3Na，R-代表聚醚多元醇和阻燃聚醚多元醇与氰酸酯基的反应交联物，制备方法参考专利CN1584189A《阴离子型反应性水性聚氨酯阻燃整理剂及其制备方法》；黏合剂为支链型环氧基硅烷聚合物Silok-6654F8，购自广州斯洛柯股份有限公司；发泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚型表面活性剂(JU)，购自广州纳珑化工有限公司；稳泡剂为羟乙基纤维素(HEC)，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；水性抑泡剂为有机硅，购自上海麦克林生化科技有限公司；环保型渗透剂JFC购自江苏省海安石油化工厂；防沉剂为硅酸镁锂无机凝胶，购自广州博峰化工科技有限公司。
参照GB/T 33283-2016《纺织品色牢度试验耐工业洗涤色牢度》，对阻燃织物进行20次水洗。
参照GB/T 8745-2001《纺织品燃烧性能织物表面燃烧时间的测定》测定织物阻燃性能；阻燃测试中火焰高度为4cm，火源点燃织物12s，测试其续燃时间及阴燃时间。
参照FZ/T 50017-2011《涤纶纤维阻燃性能试验方法氧指数法》测试其经纬向的极限氧指数。
参照GB/T 12703-2009《纺织品静电性能的评定第2部分：电荷面密度》标准，电荷面密度小于1.5uC/m2，测试防静电性能。
实施例1：
1、一种防静电附尘层压复合阻燃窗帘的制备方法，其步骤如下：
(1)制备酯水解酶E0231水溶液，使用酯水解酶E0231对涤纶表面进行浸泡处理，酯水解酶E0231浓度为3U/ml，处理温度40℃、处理pH 8.0、处理时间2h。
(2)制备0.1g/L的硅烷偶联剂KH550水溶液作为整理液，将步骤(1)获得的涤纶在整理液中进行两浸两轧，轧余率80％；下一步使用烘焙机对涤纶进行预烘，预烘温度100℃、预烘时间3min；再下一步使用烘焙机对涤纶进行烘焙，烘焙温度为180℃、烘焙时间3min。
(3)制备阴离子型阻燃整理泡沫：
①配置阻燃整理液，组分及质量占比为：阴离子型阻燃微胶囊15％、粘合剂1％、发泡剂1％、稳泡剂0.05％、水性抑泡剂0.1％、防沉剂0.03％、渗透剂1％、去离子水补足100％，NaHPO4调节pH至6；
②采用动态泡沫分析仪对阻燃整理液进行机械发泡，发泡剂浓度为4g/L、稳泡剂浓度为0.2g/L，阻燃整理液浓度为100g/L。动态泡沫分析仪参数设置为剪切速率为3500r/min、30℃、发泡时间2min，在此条件下对整理液进行发泡处理即可获得阴离子型阻燃整理泡沫。
(4)施加泡沫整理织物：将制备好的阴离子型阻燃整理泡沫施加到涤纶面料上进行刮刀涂层，涂层厚度为4mm，随后放入80℃烘箱中干燥2min，定型机焙烘170℃、焙烘2min即可获得长效持久的耐水洗的阻燃纺织品。
(5)将步骤(4)获得的阻燃纺织品、PES系列(TES01)阻燃热熔胶(厚度为0.05mm)、PVA薄膜，从上至下依次叠放在热压机台面上进行热压处理，处理温度为135℃，压力为1.5Kgf/m2，热压时间为10s，处理结束后即可获得防静电阻燃窗帘。
2、阻燃窗帘阻燃性能和防静电性能检测结果：
(1)所制备窗帘阻燃测试结果如表1所示。
表1未水洗和水洗窗帘阻燃测试结果
Figure BDA0003815758260000041
(2)所制备窗帘的防静电结果如表2所示。
表2窗帘的防静电结果
技术要求 检测结果
电荷面密度/uC/m<sup>2</sup> <1.5 0.5
检测结果显示，通过上述方法所制备的阻燃窗帘防静电和阻燃指标均符合国家标准，所制备窗帘在进行20次水洗后，仍然保持其原有的96.9％～98.5％的阻燃效果。
实施例2：
1、一种防静电附尘层压复合阻燃窗帘的制备方法，其步骤如下：
(1)制备一定浓度的酯水解酶E0231水溶液，使用酯水解酶E0231对涤纶表面进行浸泡处理，酯水解酶E0231浓度为3U/ml，处理温度50℃、处理pH 8.0、处理时间2.5h。
(2)制备0.1g/L的硅烷偶联剂KH550水溶液作为整理液，将步骤(1)获得的涤纶在整理液中进行两浸两轧，轧余率80％；下一步使用烘焙机对涤纶进行预烘，预烘温度100℃、预烘时间3min；再下一步使用烘焙机对涤纶进行烘焙，烘焙温度为180℃、烘焙时间3min。
(3)制备阴离子型阻燃整理泡沫：
①配置阻燃整理液，阻燃整理液由阴离子型阻燃微胶囊、粘合剂、发泡剂、稳泡剂、水性抑泡剂、防沉剂、渗透剂和去离子水构成。各成分质量占比为：阴离子型阻燃微胶囊15％、粘合剂1.5％、发泡剂1.5％、稳泡剂0.05％、水性抑泡剂0.1％、防沉剂0.03％、渗透剂1％、去离子水补足100％，NaHPO4调节pH至6.5；
②采用动态泡沫分析仪对阻燃整理液进行机械发泡，发泡剂浓度为4g/L、稳泡剂浓度为0.2g/L，阻燃整理液浓度为150g/L。动态泡沫分析仪参数设置为剪切速率为3500r/min、30℃、发泡时间2min，在此条件下对整理液进行发泡处理即可获得阴离子型阻燃整理泡沫。
(4)施加泡沫整理织物：将制备好的阴离子型阻燃整理泡沫施加到涤纶面料上进行刮刀涂层，涂层厚度为4mm，随后放入80℃烘箱中干燥3min，定型机焙烘160℃、焙烘2min即可获得长效持久的耐水洗的阻燃纺织品。
(5)将步骤(4)获得的阻燃纺织品、PES系列(TES01)阻燃热熔胶(厚度为0.05mm)、PVA薄膜，从上至下依次叠放在热压机台面上进行热压处理，处理温度为135℃，压力为2Kgf/m2，热压时间为15s，处理结束后即可获得防静电阻燃窗帘。
2、阻燃窗帘阻燃性能和防静电性能检测结果：
(1)所制备窗帘阻燃测试结果如表3所示。
表3未水洗和水洗窗帘阻燃测试结果
续燃时间 阴燃时间 极限氧指数(经向) 极限氧指数(纬向)
未水洗 0s 0s 33.5％ 34％
20次水洗 0s 0s 33％ 33％
(2)所制备窗帘的防静电结果如表4所示。
表4窗帘的防静电结果
技术要求 检测结果
电荷面密度/uC/m<sup>2</sup> <1.5 0.5
检测结果显示，通过上述方法所制备的阻燃窗帘防静电和阻燃指标均符合国家标准，
所制备窗帘在进行20次水洗后，仍然保持其原有的96.9％～98.5％的阻燃效果。
实施例3：
1、一种防静电附尘层压复合阻燃窗帘的制备方法，其步骤如下：
(1)制备一定浓度的酯水解酶E0231水溶液，使用酯水解酶E0231对涤纶表面进行浸泡处理，酯水解酶E0231浓度为4U/ml，处理温度50℃、处理pH 8.5、处理时间2.5h。
(2)制备0.1g/L的硅烷偶联剂KH550水溶液作为整理液，将步骤(1)获得的涤纶在整理液中进行两浸两轧，轧余率80％；下一步使用烘焙机对涤纶进行预烘，预烘温度100℃、预烘时间3min；再下一步使用烘焙机对涤纶进行烘焙，烘焙温度为180℃、烘焙时间3min。
(3)制备阴离子型阻燃整理泡沫：
①配置阻燃整理液，阻燃整理液由阴离子型阻燃微胶囊、粘合剂、发泡剂、稳泡剂、水性抑泡剂、防沉剂、渗透剂和去离子水构成。各成分质量占比为：阴离子型阻燃微胶囊15％、粘合剂1.5％、发泡剂1.5％、稳泡剂0.1％、水性抑泡剂0.2％、防沉剂0.04％、渗透剂1％、去离子水补足100％，NaHPO4调节pH至6.5；
②采用动态泡沫分析仪对阻燃整理液进行机械发泡，发泡剂浓度为6g/L、稳泡剂浓度为0.3g/L，阻燃整理液浓度为200g/L。动态泡沫分析仪参数设置为剪切速率为3500r/min、30℃、发泡时间2min，在此条件下对整理液进行发泡处理即可获得阴离子型阻燃整理泡沫。
(4)施加泡沫整理织物：将制备好的阴离子型阻燃整理泡沫施加到涤纶面料上进行刮刀涂层，涂层厚度为4mm，随后放入80℃烘箱中干燥3min，定型机焙烘160℃、焙烘2min即可获得长效持久的耐水洗的阻燃纺织品。
(5)将步骤(4)获得的阻燃纺织品、PES系列(TES01)阻燃热熔胶(厚度为0.05mm)、PVA薄膜，从上至下依次叠放在热压机台面上进行热压处理，处理温度为140℃，压力为2.5Kgf/m2，热压时间为20s，处理结束后即可获得阻燃窗帘。
2、阻燃窗帘阻燃性能和防静电性能检测结果：
(1)所制备窗帘阻燃测试结果如表5所示。
表5未水洗和水洗窗帘阻燃测试结果
续燃时间 阴燃时间 极限氧指数(经向) 极限氧指数(纬向)
未水洗 0s 0s 34％ 34.5％
20次水洗 0s 0s 33％ 33.5％
(2)所制备窗帘的防静电结果如表6所示。
表6窗帘的防静电结果
技术要求 检测结果
电荷面密度/uC/m<sup>2</sup> <1.5 0.5
检测结果显示，通过上述方法所制备的阻燃窗帘防静电和阻燃指标均符合国家标准，
所制备窗帘在进行20次水洗后，仍然保持其原有的96.9％～98.5％的阻燃效果。
实施例4：
1、一种防静电附尘层压复合阻燃窗帘的制备方法，其步骤如下：
(1)制备一定浓度的酯水解酶E0231水溶液，使用酯水解酶E0231对涤纶表面进行浸泡处理，酯水解酶E0231浓度为4U/ml，处理温度60℃、处理pH 9.0、处理时间3h。
(2)制备0.1g/L的硅烷偶联剂KH550水溶液作为整理液，将步骤(1)获得的涤纶在整理液中进行两浸两轧，轧余率80％；下一步使用烘焙机对涤纶进行预烘，预烘温度100℃、预烘时间3min；再下一步使用烘焙机对涤纶进行烘焙，烘焙温度为180℃、烘焙时间3min。
(3)制备阴离子型阻燃整理泡沫：
①配置阻燃整理液，阻燃整理液由阴离子型阻燃微胶囊、粘合剂、发泡剂、稳泡剂、水性抑泡剂、防沉剂、渗透剂和去离子水构成。各成分质量占比为：阴离子型阻燃微胶囊15％、粘合剂2％、发泡剂2％、稳泡剂0.1％、水性抑泡剂0.3％、防沉剂0.05％、渗透剂1％、去离子水补足100％，NaHPO4调节pH至6；
②采用动态泡沫分析仪对阻燃整理液进行机械发泡，发泡剂浓度为8g/L、稳泡剂浓度为0.4g/L，阻燃整理液浓度为300g/L。动态泡沫分析仪参数设置为剪切速率为3500r/min、30℃、发泡时间2min，在此条件下对整理液进行发泡处理即可获得阴离子型阻燃整理泡沫。
(4)施加泡沫整理织物：将制备好的阴离子型阻燃整理泡沫施加到涤纶面料上进行刮刀涂层，涂层厚度为4mm，随后放入80℃烘箱中干燥3min，定型机焙烘160℃、焙烘2min，即可获得长效持久的耐水洗的阻燃纺织品。
(5)将步骤(4)获得的阻燃纺织品、PES系列(TES01)阻燃热熔胶(厚度为0.05mm)、PVA薄膜，从上至下依次叠放在热压机台面上进行热压处理，处理温度为140℃，压力为3Kgf/m2，热压时间为30s，处理结束后即可获得阻燃窗帘。
2、阻燃窗帘阻燃性能和防静电性能检测结果：
(1)所制备窗帘阻燃测试结果如表7所示。
表7未水洗和水洗窗帘阻燃测试结果
续燃时间 阴燃时间 极限氧指数(经向) 极限氧指数(纬向)
未水洗 0s 0s 34％ 34.5％
20次水洗 0s 0s 33.5％ 33.5％
(2)所制备窗帘的防静电结果如表8所示。
表8窗帘的防静电结果
Figure BDA0003815758260000071
Figure BDA0003815758260000081
检测结果显示，通过上述方法所制备的阻燃窗帘防静电和阻燃指标均符合国家标准，
所制备窗帘在进行20次水洗后，仍然保持其原有的96.9％～98.5％的阻燃效果。
本发明方法处理得到的产品具有优异的阻燃性能和耐水洗性能，通过静电吸附和粘合剂协同，提高纺织品阻燃性能的同时赋予其防静电附尘性能，且织物在水洗过后依旧能保持其阻燃性能。对环境友好，节能减排，保障操作人员的人身安全。此外本发明处理时对基底的破坏性小，适用于多种基底表面，包括但不限于棉麻等天然纤维织物、涤纶和腈纶等人造纤维织物甚至纸张等片装结构基底，具有广泛的适用性，有望实现具备爽滑手感阻燃防静电附尘织物的大规模产业化。
以上实施例仅是对本发明的解释和具体实施方式和实施效果进行举例，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对发明做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种防静电阻燃窗帘的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)制备酯水解酶的水溶液，使用该酯水解酶水溶液处理涤纶表面；
(2)制备硅烷偶联剂的水溶液，使用该硅烷偶联剂水溶液对步骤(1)获得的涤纶进行处理；
(3)制备阻燃整理泡沫：
①制备阻燃整理液，阻燃整理液由阴离子型阻燃微胶囊、粘合剂、发泡剂、稳泡剂、水性抑泡剂、防沉剂、渗透剂和去离子水构成；
②对整理液进行机械发泡，获得阻燃整理泡沫；
(4)使用步骤(3)获得的阻燃整理泡沫处理步骤(2)获得的涤纶面料，进而获得阻燃纺织物；
(5)将步骤(4)获得的阻燃纺织物、PES阻燃热熔胶、PVA薄膜，依次叠放后进行热压处理，处理结束后，即获得防静电阻燃窗帘。
2.根据权利要求1所述的防静电阻燃窗帘的制备方法，其特征在于，所述酯水解酶浓度为3U/ml-4U/ml。
3.根据权利要求1所述的防静电阻燃窗帘的制备方法，其特征在于，所述酯水解酶处理温度为40℃-60℃。
4.根据权利要求1所述的防静电阻燃窗帘的制备方法，其特征在于，所述酯水解酶处理pH为8.0-9.0。
5.根据权利要求1所述的防静电阻燃窗帘的制备方法，其特征在于，所述酯水解酶处理时间为2h-3h。
6.根据权利要求1所述的防静电阻燃窗帘的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述热压处理压力为1.5K gf/m2-3K gf/m2。
7.根据权利要求1所述的防静电阻燃窗帘的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述热压处理时间为10s-30s。
8.根据权利要求1所述的防静电阻燃窗帘的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述热压处理温度为135℃-140℃。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的防静电阻燃窗帘的制备方法，其特征在于，所述阻燃整理液各组分质量比为：阴离子型阻燃微胶囊10％-20％、粘合剂1％-2％、发泡剂1％-2％、稳泡剂0.05％-0.1％、水性抑泡剂0.1％-0.3％、防沉剂0.03％-0.05％、渗透剂0.5％-1％、去离子水补足100％，pH至6-6.5。
10.根据权利要求1-8中任一制备方法制备的阻燃窗帘。
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