一种阻燃吸湿面料的制作方法

1.本实用新型涉及纺织面料技术领域，尤其是一种阻燃吸湿面料。


背景技术：

2.随着人们生活水平和防护意识的提高，阻燃面料的开发已刻不容缓。常用的织物可燃性极强，若不经过阻燃处理，容易引发火灾。据统计，世界上约20％以上的火灾事故都是由织物燃烧所引起，尤其是住宅失火。因此，阻燃面料的开发对消除火灾隐患，降低人民生命财产损失极为重要。现有的织物生产工艺，主要采用含溴、含磷的阻燃剂对织物进行阻燃处理，但是这类阻燃剂在燃烧过程中会释放大量烟雾和有毒气体，使人窒息，并且对环境造成污染，不符合绿色发展的要求。
3.层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides，简写为ldh)是一类层间具有可交换阴离子的水滑石类化合物，其结构类似于水镁石，一般由金属氧化物八面体相互共边形成主体层板，层间则主要分布阴离子以平衡总体电荷。 ldh的主体层板间存在强的共价键，层间是一种弱的相互作用力，主客体之间通过氢键、范德华力、静电力等结合。ldh具有以下性质：(1)可以调换的层间阴离子；(2)组成和结构可控；(3)热稳定性优异；(4)结构记忆效应。其特殊的结构特性和热学特性决定了其可作为阻燃剂用于高分子材料中。ldh 层间吸附有大量的水分子，并且层板表面带有大量的羟基。在高温下，附着于聚合物表面的ldh失去层间水和层板表面的羟基，分解释放的水蒸气和co2 气体能吸收大量热量并且稀释氧气浓度，从而降低聚合物燃烧表面的温度，起到阻燃效果。此外，ldh层板上拥有丰富的羟基，可增大织物的表面能，提高织物的亲水性，赋予其吸湿性能。ldh通常采用混合改性和后处理这两种方法来提高面料的阻燃性能。由于ldh与基体的相容性较差，直接混合纺丝容易导致丝熔体中ldh粒子分布不均匀，令熔体在拉伸过程中出现断裂，不利于纤维成型；后者大都通过物理吸附的方法将ldh附着到纤维表面，得到的改性纤维阻燃稳定性较差。因此，提供一种新型阻燃织物的制备方法是非常有必要的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种阻燃吸湿面料，利用聚多巴胺的强粘附能力使ldh牢固负载在聚多巴胺包覆的织物上，同时又通过聚多巴胺表面丰富的羟基和氨基与ldh层板的金属元素形成稳定配位，提高功能改性层的稳定性，改善原本面料的吸湿阻燃性能。该方法反应条件温和、简单易行，适用范围广，大大提高了原有面料的性能。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是这样实现的：
6.本实用新型所涉及的一种阻燃吸湿面料，包括基布层；所述基布层的两侧依次设置有聚多巴胺层、吸湿层、聚多巴胺层和层状双金属氢氧化物层。
7.在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述层状双金属氢氧化物层为氮化硼改性层状双金属氢氧化物。
8.在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述吸湿层为改性聚多巴胺。
9.在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述聚多巴胺层与层状双金属氢氧化物层设置有至少一层氧化石墨烯/壳聚糖自组装层。
10.在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述基布层为机织面料、针织面料或非织造布。
11.本实用新型的有益效果是：本实用新型所涉及的一种阻燃吸湿面料，利用聚多巴胺的强粘附能力使ldh牢固负载在聚多巴胺包覆的织物上，同时又通过聚多巴胺表面丰富的羟基和氨基与ldh层板的金属元素形成稳定配位，提高功能改性层的稳定性，改善原本面料的吸湿阻燃性能。该方法反应条件温和、简单易行，适用范围广，大大提高了原有面料的性能。ldh分子层间的水分子和层板表面带有的大量羟基在高温下，分解释放出的水蒸气和co2气体能吸收大量热量，并且可以稀释氧气浓度以降低聚合物燃烧表面的温度，起到阻燃作用；此外，其层板间有大量的水分子并且层板上丰富的羟基，增大了织物的表面能，因此，一些亲水性较差的织物获得了亲水性，提高了织物的吸湿性能。
附图说明
12.图1是实施例一所涉及的阻燃吸湿面料的结构示意图；
13.图2是实施例二所涉及的阻燃吸湿面料的结构示意图。
14.图中标记说明如下：1
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基布层；2
‑
吸湿层；3
‑
层状双金属氢氧化物层；4
‑
聚多巴胺层；5
‑
氧化石墨烯/壳聚糖自组装层。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。
16.实施例一
17.结合图1，对本实施例作详细说明。本实施例所涉及的一种阻燃吸湿面料，包括基布层1；所述基布层1的两侧依次设置有聚多巴胺层4、吸湿层2、聚多巴胺层4和层状双金属氢氧化物层3。
18.进一步的，层状双金属氢氧化物层3为氮化硼改性层状双金属氢氧化物。
19.进一步的，基布层所使用的为机织面料、针织面料或非织造布，在本实施例中选择为机织棉布。基布层1的厚度为0.025mm～0.1mm。
20.本实施例所涉及的阻燃吸湿面料的制备包括如下步骤：
21.(1)对所选择的面料进行清洁，是依次用去离子水和乙醇浸泡震荡洗涤后，烘箱干燥，得到预处理织物。震荡处理转速为100～700r/min，温度为25～60℃，时间为3～24h。
22.(2)将盐酸多巴胺溶于ph调节为8.5的不同缓冲溶液中，得到不同的盐酸多巴胺自聚体系；缓冲液为tris缓冲液、磷酸盐缓冲液以及碳酸氢盐缓冲液。将清洗干净的面料浸入不同的盐酸多巴胺自聚体系中，25～60℃下混合反应 1～6h，在面料表面形成稳定的聚多巴胺层4，表面附着有聚多巴胺层4的基布层 1。
23.(3)按质量体积比(3～6)：1mg/ml将甲氧基聚乙二醇胺加入到浓度为0.8～ 1.0g/l的聚多巴胺水分散液中，在300～500转/分的条件下搅拌20～30h，离心，取下层沉淀，去离子水洗涤，真空冷冻干燥后得到改性聚多巴胺颗粒；再将改性聚多巴胺颗粒溶于弱碱性溶液，将表面附着有聚多巴胺层4的基布层1浸入该溶液，在聚多巴胺层4的外侧形成改性聚多
巴胺形成的吸湿层2。采用甲氧基聚乙二醇胺改性的聚多巴胺具有良好的吸湿能力。
24.(4)将上一步所制备的具有吸湿层2的面料再次浸入盐酸多巴胺自聚体系，在吸湿层2的外侧形成另一聚多巴胺层4。
25.(5)将上一步骤所制备的面料，浸入层状双金属氢氧化物的悬浮体系中，在聚多胺层4的外侧形成层状双金属氢氧化物层3。分别配制含有可溶性二价金属盐、可溶性三价金属盐的混合溶液和碱性溶液，然后将碱性溶液加入到混合溶液中，将混合溶液经水热处理及真空干燥后得到层状双金属氢氧化物片状物；将层状双金属氢氧化物加入缓冲液中超声，得到均匀稳定的悬浮液体系；将层状双金属氢氧化物加入缓冲液中超声，得到均匀稳定的悬浮液体系。
26.具体是，在50ml去离子水中，加入0.25g cuso4、0.7g mgso4、0.4gal2(so4)3和2.6g尿素，充分溶解后转移到水热釜中，放于烘箱中100℃晶化12h。反应结束待其降至室温后取出，用去离子水离心清洗数次，最后真空干燥12h得到层状双金属氢氧化物。
27.将2g/l的层状双金属氢氧化物置于浓度为2g/l三羟甲基氨基甲烷(tris) 缓冲液中超声6h，得到均匀稳定的悬浮液体系。
28.经过上述的步骤，在基布层1的两侧依次形成聚多巴胺层4、吸湿层2、聚多巴胺层4和层状双金属氢氧化物层3。
29.实施例二
30.结合图2，对本实施例作详细说明。本实施例所涉及的阻燃吸湿面料，与实施例一的区别在于：
31.聚多巴胺层4与层状双金属氢氧化物层3设置有至少一层氧化石墨烯/壳聚糖自组装层5。如果层数过多，透气性会变差。如果层数过少，会使得面料的抗紫外性能降低。
32.即在实施例一的步骤5之前在聚多巴胺4层的表面附着氧化石墨烯/壳聚糖自组装层5的步骤如下：将附着有聚多巴胺层2的基布层1浸入氧化石墨烯分散液10
‑
30min，取出后洗掉未组装的氧化石墨烯，随便浸渍壳聚糖溶液中 10
‑
30min。取出后用去离子水洗掉未组装的壳聚糖，至此，已在附着有聚多巴胺层2的基布层1表面得到一层氧化石墨烯/壳聚糖自组装层，多次重复此步骤。
33.本实施例所涉及的一种阻燃吸湿面料与实施例一的另一区别在于：所使用的层状双金属氢氧化物为氮化硼改性层状双金属氢氧化物。
34.氮化硼改性层状双金属氢氧化物的制备具体如下：(1)分别配制含有可溶性二价金属盐、可溶性三价金属盐的混合溶液和碱性溶液，然后将碱性溶液加入到混合溶液中，一边加入一边搅拌，得到分散液a；
35.(2)将氮化硼纳米片超声分散于去离子水中，得到氮化硼纳米片分散液，记为分散液b，并将分散液b加入分散液a中，在25
‑
80℃条件下搅拌1
‑
6h，得到混合分散液c，然后经水热反应，并真空干燥得到氮化硼改性层状双金属氢氧化物；
36.(3)将步骤(2)得到的产物分散于含有多巴胺的缓冲液中，记为分散液d；然后将清洁面料浸入分散液d中，震荡处理后取出织物置于烘箱干燥。即可将氮化硼改性层状双金属氢氧化物涂覆于织物之上。
37.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领
域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。