CN115573170A - 一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，先将植酸、尿素、1,3‑二环己基碳化二亚胺和4‑二甲氨基吡啶溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，在一定温度反应一定时间，经分离、洗涤和干燥制得生物质大分子磷/氮阻燃剂，再将含硅前驱体和乙醇的混合液滴加至pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液中，反应得到杂化硅溶胶溶液；将杂化硅溶胶溶液、氨水和双氰胺加入蒸馏水中配置阻燃整理液，然后将涤/棉混纺织物浸入阻燃整理液中，通过浸轧‑烘‑焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得阻燃涤/棉混纺织物。本发明的方法能够有效地构筑磷/氮/硅协同阻燃效应以提高涤/棉混纺织物的阻燃性能。

Description

一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法
技术领域
本发明属于纺织品阻燃整理技术领域，涉及一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法。
背景技术
涤/棉混纺织物各种性能优良，大量应用于汽车内饰、防护服等领域。但涤/棉混纺织物存在“烛芯效应”，导致其阻燃性能差，难以满足严苛的阻燃标准要求。国内外一般采用含卤阻燃剂对涤/棉混纺织物进行阻燃整理，但是阻燃的耐久性较差、且不环保。开发环保高效的阻燃体系以制备可持续阻燃纺织品是目前的发展趋势。植酸是一种来源于植物的生物质有机酸，具有28%的磷含量和较高的反应活性。植酸具有无毒、可再生和生物相容性良好等优点，在食品、医疗、金属加工、日用化工等领域作为一种有机添加剂而广泛使用。近年来，富含磷元素的植酸在纺织品生态阻燃研究中受到广泛关注。采用植酸基阻燃体系开发高效耐水洗的阻燃织物是亟需解决的问题。
中国发明专利CN108049173A公开了一种含磷氮阻燃整理剂及阻燃纤维素纤维织物的制备方法，采用植酸和尿素等在高温条件下合成了小分子植酸铵盐，然后利用双氰胺催化磷酸铵根与纤维素纤维的羟基产生共价键结合，阻燃剂小分子与纤维素纤维产生单点结合，提高纤维素纤维织物的阻燃性能和耐水洗性能。然而，采用该技术无法将足量的小分子阻燃剂通过共价键接枝在以涤纶组分为主的涤/棉混纺织物上，导致整理涤/棉混纺织物的耐水洗性能差。另外，在高温焙烘的过程中，磷酸铵基团易产生分解生成磷酸根和氨气，氨气释放后导致无法构筑磷/氮协同阻燃效应，因此该类技术中主要是磷元素起到阻燃效果，导致阻燃效率降低。
溶胶-凝胶是一种制备功能材料的绿色方法，具有合成高度均匀性的分子水平涂层的优点。近年来，借助于硅元素的协同阻燃效应，溶胶-凝胶法广泛应用于阻燃纤维或织物的制备。采用溶胶凝胶法提高植酸阻燃体系的阻燃效率有助于开发高效耐久的阻燃体系。文献1（植酸掺杂硅溶胶协同体系对棉织物的阻燃整理[J]. 印染,2021,47(4):37-42.）将植酸与硅溶胶掺杂后，采用轧-烘-焙工艺对棉织物进行阻燃整理，整理棉织物获得较好的阻燃性能，但阻燃剂与棉织物无法产生共价键结合，阻燃棉织物的耐水洗性能较差。中国发明专利CN112921647A公开了一种对涤纶的抗熔滴整理方法，首先制备了含席夫碱结构的硅烷前驱体，然后将植酸与含席夫碱结构的硅烷前驱体混合制备阻燃整理液，整理的涤纶织物具有阻燃防熔滴功能，但阻燃剂与涤纶无法产生共价键结合，阻燃涤纶织物的耐水洗性能较差。
文献2（紫外光接枝/溶胶-凝胶技术制备耐久性阻燃腈纶织物[J]. 纺织学报,2020,41(10):107-115.）首先通过紫外光诱导将甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝在腈纶织物上，然后采用植酸和尿素在加热回流条件制备植酸铵盐，采用植酸铵盐与正硅酸四乙酯混合制备杂化硅溶胶，杂化硅溶胶可与接枝在腈纶织物上的活性环氧基团反应，经杂化硅溶胶整理的腈纶织物获得较好的阻燃性能和耐水洗性能；然而，紫外光诱导接枝聚合技术成本较高，目前在纺织品改性领域仍无法大规模使用，且硅溶胶整理织物干燥固化条件苛刻，无法应用于涤/棉混纺织物的耐久阻燃整理。
因此，开发阻燃效率高、反应性能好的植酸杂化硅溶胶体系，并用于制备环保耐久阻燃涤/棉混纺织物具有重要的应用价值及现实意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，包括如下步骤：
（1）将植酸、尿素、1,3-二环己基碳化二亚胺和4-二甲氨基吡啶溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在一定温度反应一定时间，然后经分离、洗涤和干燥制得生物质大分子磷/氮阻燃剂；一定温度为105~115℃，一定时间为5~7h；本发明温度和时间的范围内植酸和尿素可很好的发生反应，生成粘稠性大分子磷/氮阻燃剂；
（2）由生物质大分子磷/氮阻燃剂配置pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液，将含硅前驱体和乙醇的混合液滴加（滴加的方式可以使得加入的含硅前驱体混合充分）至pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液中，反应得到杂化硅溶胶溶液；
（3）将杂化硅溶胶溶液、氨水和双氰胺加入蒸馏水中配置阻燃整理液，然后将涤/棉混纺织物浸入阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得阻燃涤/棉混纺织物。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，步骤（1）中植酸与尿素的摩尔比为1:1.3~1.8，通过控制植酸和尿素比例并借助于空间位阻效应使得尿素与植酸对位的磷酸根发生反应，优选地合成对位接枝的生物质大分子磷/氮阻燃剂。1,3-二环己基碳化二亚胺为脱水缩合剂，1,3-二环己基碳化二亚胺的用量为植酸和尿素总摩尔量的20~30%，4-二甲氨基吡啶为催化剂，4-二甲氨基吡啶的用量为植酸和尿素总摩尔量的2~5%，N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，N,N-二甲基甲酰胺与植酸的质量比为5~7:1，在该范围内反应单体能够较好的溶解，且溶剂量不至于过多导致浪费。现有技术植酸、尿素等合成阻燃剂一般是在水介质的条件进行反应，合成的是小分子阻燃剂，需要尿素等含氮物质过量，保证每个磷酸根都变成磷酸铵，植酸与尿素的摩尔比在1:6~12的范围；对于本发明而言，虽然理论上尿素比例越高，越有助于生成链状大分子磷/氮阻燃剂，提高大分子阻燃剂的成膜性能，但过多则浪费，因此在本发明所提供的范围内能够较好的形成大分子磷/氮阻燃剂。
如上所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，步骤（2）中pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液是将生物质大分子磷/氮阻燃剂和氨水溶于蒸馏水中配置得到的。合成的生物质大分子磷/氮阻燃剂，分子量大，水溶性不是很好，加氨水变成磷酸铵根以后能够提高水溶性。
如上所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，步骤（2）中滴加的速率为0.5~1mL/min。
如上所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂中的植酸组分与含硅前驱体的摩尔比为1:4~6，生成的硅溶胶颗粒均匀分散在大分子磷/氮阻燃剂中，含硅前驱体用量高有助于引进含硅基团，构建磷/氮/硅协同阻燃效应，但过高则易导致大分子磷/氮阻燃剂在织物上的成膜性降低，且造成浪费；乙醇与含硅前驱体的体积比为1:2~3，乙醇的加入有助于促进含硅前驱体溶于溶剂中，与水和大分子磷/氮阻燃剂结合产生反应，乙醇的用量过高则浪费，且不利于含硅前驱体的水解缩合反应。
如上所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，含硅前驱体为正硅酸四乙酯和正硅酸四甲酯的一种以上。
如上所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，步骤（2）中反应的温度为75~85℃，滴加完成后继续反应的时间为2~4h，在该温度和反应时间内，含硅前驱体能较好地水解缩合形成硅溶胶。
如上所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，步骤（3）中阻燃整理液的pH值为6~7，该pH值条件下使得剩余的磷酸根基团转变为磷酸铵基团，有助于与纤维素纤维发生反应，氨水用量过高，会损伤涤纶纤维，使得涤/棉混纺织物的强力性能受到损伤。
如上所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，以步骤（3）配置得到的阻燃整理液为基准，步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂的用量为100~400g/L；
以步骤（2）中的生物质大分子磷/氮阻燃剂为基准，步骤（3）中双氰胺可催化生物质大分子磷/氮阻燃剂的磷酸铵基团与纤维素纤维的羟基发生酯化交联反应，双氰胺的用量为7.5~10wt%。
如上所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，步骤（3）中浸轧-烘-焙的工艺参数为：轧余率90~110%；烘干温度70~80℃，烘干时间2~4min，焙烘温度160~170℃，焙烘时间2~4min。轧余率越高，涤/棉混纺织物的带液量越高，有助于提高阻燃性能，但过高织物上的阻燃剂含量会达到饱和，造成浪费；焙烘温度升高有助于促进杂化硅溶胶中的磷酸铵基团与纤维素纤维的羟基发生酯化交联反应，促进大分子磷/氮阻燃剂在涤/棉混纺织物表面成膜，但过高则浪费，且易导致织物的物理性能受到损伤。
如上所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，步骤（3）中涤/棉混纺织物为40/60、45/55或65/35的涤/棉混纺织物。
如上所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，阻燃涤/棉混纺织物的阻燃性能为：损毁长度不高于12.0cm，极限氧指数高于27.6%（阻燃改性之前涤/棉混纺织物的损毁长度为30cm，LOI为17.1%）；
经20次水洗后阻燃涤/棉混纺织物的损毁长度不高于14.8cm。
本发明的原理是：
现有技术公开过紫外光接枝/溶胶-凝胶技术制备耐久性阻燃腈纶织物，通过紫外光诱导将甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝在腈纶织物上，然后将植酸和尿素在水介质中合成植酸铵盐，是通过离子键结合把植酸的磷酸根变成磷酸铵根，再采用植酸铵盐与正硅酸四乙酯混合制备杂化硅溶胶，杂化硅溶胶可与接枝在腈纶织物上的活性环氧基团反应，经杂化硅溶胶整理的腈纶织物获得较好的阻燃性能和耐水洗性能；然而，现有技术的这种方法无法应用于涤/棉混纺织物的耐久阻燃整理。
为此，本发明致力于开发阻燃效率高、反应性能好的植酸杂化硅溶胶体系，并用于制备环保耐久阻燃涤/棉混纺织物。本发明首先提出采用N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，4-二甲氨基吡啶为催化剂，植酸和尿素在105~115℃的温度条件下通过磷酰胺键结合合成链状大分子磷/氮阻燃剂，大分子磷/氮阻燃剂充当酸源和改性剂对硅溶胶进行改性，磷酸根可为含硅前驱体的反应提供酸源，促进含硅前驱体的缩合，同时磷酸根与含硅前驱体发生缩合反应，将硅溶胶接枝在大分子磷/氮阻燃剂上，制备杂化硅溶胶；含磷基团、含氮基团和含硅基团之间通过共价键结合，磷和氮元素之间的结合牢固，不会因焙烘导致氮元素流失，且能够引入更多的氮元素，能够有效地构筑磷/氮/硅协同阻燃效应以提高涤/棉混纺织物的阻燃性能。
杂化硅溶胶上未被反应掉的磷酸根与氨水通过离子键反应形成磷酸铵盐，在双氰胺催化剂和高温的作用下，杂化硅溶胶的磷酸铵根与纤维素纤维的羟基发生酯化反应，从而将更多的大分子磷/氮阻燃剂形成的膜通过点结合的方式固定在涤/棉混纺织物表面，制得的阻燃涤/棉混纺织物具有较好的阻燃性能和耐水洗性能（杂化硅溶胶可以在涤棉混纺织物上成膜，与织物之间也具有较好的粘附性，再依靠杂化硅溶胶与棉织物的共价键结合，就可以很好地将整个膜固定在织物上，从而赋予涤/棉混纺织物阻燃性能和耐水洗性能）。
本发明的植酸、尿素等物质组成的反应体系之所以能够通过磷酰胺键结合形成大分子聚合物，这是因为在N,N-二甲基甲酰胺和4-二甲氨基吡啶催化剂的条件下，植酸的磷酸根和尿素的氨基可以发生脱水缩合反应，1,3-二环己基碳化二亚胺脱水剂可以有效去除反应过程中生成的水，使得反应朝着正方向进行，有助于生成大分子磷/氮阻燃剂。
有益效果：
（1）植酸和尿素通过磷酰胺键结合合成链状大分子磷/氮阻燃剂，大分子磷/氮阻燃剂充当酸源和改性剂对硅溶胶进行改性，磷酸根可为含硅前驱体的反应提供酸源，促进含硅前驱体的缩合，同时磷酸根与含硅前驱体发生缩合反应，将硅溶胶接枝在大分子磷/氮阻燃剂上，制备杂化硅溶胶；含磷基团、含氮基团和含硅基团之间通过共价键结合，磷和氮元素之间的结合牢固，不会因焙烘导致氮元素流失，且能够引入更多的氮元素，能够有效地构筑磷/氮/硅协同阻燃效应以提高涤/棉混纺织物的阻燃性能；
（2）杂化硅溶胶上未被反应掉的磷酸根与氨水通过离子键反应形成磷酸铵盐，在双氰胺催化剂和高温的作用下，杂化硅溶胶的磷酸铵根与纤维素纤维的羟基发生酯化反应，从而将更多的杂化硅溶胶形成的膜通过点结合的方式固定在涤/棉混纺织物表面，制得的阻燃涤/棉混纺织物具有较好的阻燃性能和耐水洗性能。
附图说明
图1为实施例1制得的杂化硅溶胶的29Si核磁共振光谱；
图2为实施例1制得的杂化硅溶胶的透射电镜图；
图3为实施例1制得的生物大分子磷/氮阻燃剂和杂化硅溶胶的红外光谱图；
图4为实施例1制得的阻燃涤/棉混纺织物经垂直燃烧测试的图片。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，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。
本发明采用的测试方法如下：
（1）损毁长度：采用GB/T 5455-2014《纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度阴燃和续燃时间的测定》测试阻燃涤/棉混纺织物的损毁长度；
（2）极限氧指数：采用GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能实验氧指数法》测试阻燃涤/棉混纺织物的极限氧指数。
本发明中采用AATCC 61-2013《家用和商用耐洗涤色牢度的加速试验》对阻燃涤/棉混纺织物进行水洗。
实施例1
一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，具体步骤如下：
（1）制备生物质大分子磷/氮阻燃剂；
将植酸、尿素、1,3-二环己基碳化二亚胺、4-二甲氨基吡啶溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在105℃下反应7h，然后经分离、N,N-二甲基甲酰胺洗涤和干燥制得生物质大分子磷/氮阻燃剂；
其中，植酸与尿素的摩尔比为1:1.5，1,3-二环己基碳化二亚胺的用量为植酸和尿素总摩尔量的25%，4-二甲氨基吡啶的用量为植酸和尿素总摩尔量的4%；N,N-二甲基甲酰胺与植酸的质量比为5:1；
生物质大分子磷/氮阻燃剂的产率为80%，重均分子量为8153；
（2）将步骤（1）得到的生物质大分子磷/氮阻燃剂和氨水溶于蒸馏水中配置pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液，然后于75℃下，将正硅酸四乙酯和乙醇的混合液滴加至pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液中，滴加的速率为1mL/min，滴加完成后继续反应4h，得到杂化硅溶胶溶液；
其中，生物质大分子磷/氮阻燃剂中的植酸组分与正硅酸四乙酯的摩尔比为1:4，乙醇与正硅酸四乙酯的体积比为1:3；
（3）将杂化硅溶胶溶液、氨水、双氰胺和蒸馏水混合，配置成pH值为6的阻燃整理液；
以步骤（3）中配置得到的阻燃整理液为基准，步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂的用量为100g/L；
以步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂为基准，步骤（3）中双氰胺的用量为10wt%；
（4）将65/35涤/棉混纺织物浸入步骤（3）得到的阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得阻燃涤/棉混纺织物；
其中，浸轧-烘-焙的工艺参数为：轧余率90%；烘干温度70℃，烘干时间2min，焙烘温度170℃，焙烘时间4min。
制得的阻燃涤/棉混纺织物的阻燃性能为：损毁长度为12cm，极限氧指数27.7%，其垂直燃烧测试的图片如图4所示；经20次水洗后阻燃涤/棉混纺织物的损毁长度14.8cm。
将上述步骤（2）所制得的杂化硅溶胶溶液经过冷冻干燥、乙醇洗涤和干燥后进行表征，杂化硅溶胶的缩合度为83%。
硅溶胶的硅原子主要以硅氧四面体的形式存在，可使用Qn表示硅氧四面体的聚合状态，其中n表示Si-O-Si桥氧的数量，n的取值范围为0~4。当n=1、2、3或4时，分别表示硅溶胶结构中有1个、2个、3个或4个Si-O-Si桥氧基团，表明硅原子间产生不同程度的交联，其中n数值越大，硅原子的交联程度越大。如图1所示，由29Si核磁共振光谱可以看出，-90ppm、-101ppm和-111ppm处的吸收峰分别对应含硅网络Q2, Q3和Q4基团，未出现-84ppm处Q1基团的吸收峰，溶胶的缩合程度(Dc)用Q基团的解卷积分面积计算得出为83%，表明该杂化硅溶胶具有较高的缩合程度，形成了含硅网络结构；
Figure 93162DEST_PATH_IMAGE001
。
如图2所示，通过透射电镜图片可知，杂化硅溶胶的结构为球形，其平均粒径为207nm。
如图3所示，经红外光谱表征结果可知，生物质大分子磷/氮阻燃剂的红外光谱中，P=O和P-O结构的吸收峰出现在1120和936cm-1处，而产物新生成的P-N结构的吸收峰出现在791cm-1处。杂化硅溶胶的红外光谱中，Si-O-Si结构的吸收峰出现在1032cm-1处。
上述结果表明成功地合成了生物质大分子磷/氮阻燃剂和杂化硅溶胶。
实施例2
一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，具体步骤如下：
（1）制备生物质大分子磷/氮阻燃剂；
将植酸、尿素、1,3-二环己基碳化二亚胺、4-二甲氨基吡啶溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在115℃下反应5h，然后经分离、N,N-二甲基甲酰胺洗涤和干燥制得生物质大分子磷/氮阻燃剂；
其中，植酸与尿素的摩尔比为1:1.8，1,3-二环己基碳化二亚胺的用量为植酸和尿素总摩尔量的30%，4-二甲氨基吡啶的用量为植酸和尿素总摩尔量的5%；N,N-二甲基甲酰胺与植酸的质量比为7:1；
生物质大分子磷/氮阻燃剂的产率为83%，重均分子量为8209。
（2）将步骤（1）得到的生物质大分子磷/氮阻燃剂和氨水溶于蒸馏水中配置pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液，然后于80℃下，将正硅酸四乙酯和乙醇的混合液滴加至pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液中，滴加的速率为0.75mL/min，滴加完成后继续反应3h，制得杂化硅溶胶溶液；
其中，生物质大分子磷/氮阻燃剂中的植酸组分与正硅酸四乙酯的摩尔比为1:5，乙醇与正硅酸四乙酯的体积比为1:2；
将所制得的杂化硅溶胶溶液经过冷冻干燥、乙醇洗涤和干燥后进行表征，杂化硅溶胶的缩合度为85%；
（3）将杂化硅溶胶溶液、氨水、双氰胺和蒸馏水混合，配置成pH值为6.5的阻燃整理液；
以步骤（3）中配置得到的阻燃整理液为基准，步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂的用量为400g/L；
以步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂为基准，步骤（3）中双氰胺的用量为7.5wt%；
（4）将45/55涤/棉混纺织物浸入步骤（3）得到的阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得阻燃涤/棉混纺织物；
其中，浸轧-烘-焙的工艺参数为：轧余率100%；烘干温度80℃，烘干时间3min，焙烘温度160℃，焙烘时间4min。
制得的阻燃涤/棉混纺织物的阻燃性能为：损毁长度为8.5cm，极限氧指数32.8%；经20次水洗后阻燃涤/棉混纺织物的损毁长度12.5cm。
实施例3
一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，具体步骤如下：
（1）制备生物质大分子磷/氮阻燃剂；
将植酸、尿素、1,3-二环己基碳化二亚胺、4-二甲氨基吡啶溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在110℃下反应6h，然后经分离、N,N-二甲基甲酰胺洗涤和干燥制得生物质大分子磷/氮阻燃剂；
其中，植酸与尿素的摩尔比为1:1.3，1,3-二环己基碳化二亚胺的用量为植酸和尿素总摩尔量的20%，4-二甲氨基吡啶的用量为植酸和尿素总摩尔量的2%；N,N-二甲基甲酰胺与植酸的质量比为6:1；
生物质大分子磷/氮阻燃剂的产率为76%，重均分子量为7935。
（2）将步骤（1）得到的生物质大分子磷/氮阻燃剂和氨水溶于蒸馏水中配置pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液，然后于85℃下，将正硅酸四甲酯和乙醇的混合液滴加至pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液中，滴加的速率为0.5mL/min滴加完成后继续反应2h，制得杂化硅溶胶溶液；
其中，生物质大分子磷/氮阻燃剂中的植酸组分与正硅酸四甲酯的摩尔比为1:6，乙醇与正硅酸四甲酯的体积比为1:2.5；
将所制得的杂化硅溶胶溶液经过冷冻干燥、乙醇洗涤和干燥后进行表征，杂化硅溶胶的缩合度为80%。
（3）将杂化硅溶胶溶液、氨水、双氰胺和蒸馏水混合，配置成pH值为7的阻燃整理液；
以步骤（3）中配置得到的阻燃整理液为基准，步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂的用量为200g/L；
以步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂为基准，步骤（3）中双氰胺的用量为9.5wt%；
（4）将40/60涤/棉混纺织物浸入步骤（3）得到的阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得阻燃涤/棉混纺织物；
其中，浸轧-烘-焙的工艺参数为：轧余率110%；烘干温度75℃，烘干时间4min，焙烘温度165℃，焙烘时间3min。
制得的阻燃涤/棉混纺织物的阻燃性能为：损毁长度为11.2cm，极限氧指数29.1%；经20次水洗后阻燃涤/棉混纺织物的损毁长度14.1cm。
实施例4
一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，基本同实施例1，不同之处在于步骤（3）、（4）具体如下：
（3）将杂化硅溶胶溶液、氨水、双氰胺和蒸馏水混合，配置成pH值为7的阻燃整理液；
以步骤（3）中配置得到的阻燃整理液为基准，步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂的用量为300g/L；
以步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂为基准，步骤（3）中双氰胺的用量为9wt%；
（4）将45/55涤/棉混纺织物浸入步骤（3）得到的阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得阻燃涤/棉混纺织物；
其中，浸轧-烘-焙的工艺参数为：轧余率105%；烘干温度80℃，烘干时间3min，焙烘温度165℃，焙烘时间3min。
制得的阻燃涤/棉混纺织物的阻燃性能为：损毁长度为9.5cm，极限氧指数31.5%；经20次水洗后阻燃涤/棉混纺织物的损毁长度13.4cm。
实施例5
一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，基本同实施例1，不同之处在于步骤（3）、（4）具体如下：
（3）将杂化硅溶胶溶液、氨水、双氰胺和蒸馏水混合，配置成pH值为6的阻燃整理液；
以步骤（3）中配置得到的阻燃整理液为基准，步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂的用量为250g/L；
以步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂为基准，步骤（3）中双氰胺的用量为8.5wt%；
（4）将65/35涤/棉混纺织物浸入步骤（1）得到的阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得阻燃涤/棉混纺织物；
其中，浸轧-烘-焙的工艺参数为：轧余率95%；烘干温度75℃，烘干时间4min，焙烘温度170℃，焙烘时间2min。
制得的阻燃涤/棉混纺织物的阻燃性能为：损毁长度为10.4cm，极限氧指数29.9%；经20次水洗后阻燃涤/棉混纺织物的损毁长度13.7cm。
实施例6
一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，基本同实施例1，不同之处在于步骤（3）、（4）具体如下：
（3）将杂化硅溶胶溶液、氨水、双氰胺和蒸馏水混合，配置成pH值为6.5的阻燃整理液；
以步骤（3）中配置得到的阻燃整理液为基准，步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂的用量为350g/L；
以步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂为基准，步骤（3）中双氰胺的用量为8wt%；
（4）将40/60涤/棉混纺织物浸入步骤（1）得到的阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得阻燃涤/棉混纺织物；
其中，浸轧-烘-焙的工艺参数为：轧余率100%；烘干温度70℃，烘干时间2min，焙烘温度160℃，焙烘时间2min。
制得的阻燃涤/棉混纺织物的阻燃性能为：损毁长度为9.1cm，极限氧指数32.2%；经20次水洗后阻燃涤/棉混纺织物的损毁长度12.9cm。

Claims (12)

1.一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将植酸、尿素、1,3-二环己基碳化二亚胺和4-二甲氨基吡啶溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在一定温度反应一定时间，然后经分离、洗涤和干燥制得生物质大分子磷/氮阻燃剂；一定温度为105~115℃，一定时间为5~7h；
（2）由生物质大分子磷/氮阻燃剂配置pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液，将含硅前驱体和乙醇的混合液滴加至pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液中，反应得到杂化硅溶胶溶液；
（3）将杂化硅溶胶溶液、氨水和双氰胺加入蒸馏水中配置阻燃整理液，然后将涤/棉混纺织物浸入阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得阻燃涤/棉混纺织物。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，步骤（1）中植酸与尿素的摩尔比为1:1.3~1.8，1,3-二环己基碳化二亚胺的用量为植酸和尿素总摩尔量的20~30%，4-二甲氨基吡啶的用量为植酸和尿素总摩尔量的2~5%，N,N-二甲基甲酰胺与植酸的质量比为5~7:1。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，步骤（2）中pH值为4的生物质大分子磷/氮阻燃剂的水溶液是将生物质大分子磷/氮阻燃剂和氨水溶于蒸馏水中配置得到的。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于：步骤（2）中滴加的速率为0.5~1mL/min。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂中的植酸组分与含硅前驱体的摩尔比为1:4~6，乙醇与含硅前驱体的体积比为1:2~3。
6.根据权利要求5所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，含硅前驱体为正硅酸四乙酯和正硅酸四甲酯的一种以上。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，步骤（2）中反应的温度为75~85℃，滴加完成后继续反应的时间为2~4h。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，步骤（3）中阻燃整理液的pH值为6~7。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，以步骤（3）配置得到的阻燃整理液为基准，步骤（2）中生物质大分子磷/氮阻燃剂的用量为100~400g/L；
以步骤（2）中的生物质大分子磷/氮阻燃剂为基准，步骤（3）中双氰胺的用量为7.5~10wt%。
10.根据权利要求1所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，步骤（3）中浸轧-烘-焙的工艺参数为：轧余率90~110%；烘干温度70~80℃，烘干时间2~4min，焙烘温度160~170℃，焙烘时间2~4min。
11.根据权利要求1所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，步骤（3）中涤/棉混纺织物为40/60、45/55或65/35的涤/棉混纺织物。
12.根据权利要求1所述的一种阻燃涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，阻燃涤/棉混纺织物的阻燃性能为：损毁长度不高于12.0cm，极限氧指数高于27.6%；
经20次水洗后阻燃涤/棉混纺织物的损毁长度不高于14.8cm。
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