一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料及其制备方法与流程

1.本发明涉及纺织领域，尤其涉及一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料及其制备方法。


背景技术：

2.阻燃面料是可以延缓燃烧的特殊织物，随着科技进步和现代工业的快速发展，目前阻燃织物的种类越来越多，涉及的阻燃面料的制备方法也是多种多样，存在的问题也是各种各样：面料容易变形、阻燃效果不理想、生产原料不环保、阻燃面料功能单一等，尤其是环保问题和多性能阻燃面料越来越被重视。
3.随着人们对阻燃面料的要求越来越高，防紫外线成为对阻燃面料的需求之一，目前在阻燃面料中同时具有防紫外线功能和阻燃功能的面料还较为少见，因此申请人针对具有防紫外线、阻燃功能的可降解面料进行研究。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料的制备方法，该方法制备的可降解面料同时具备防紫外线和阻燃的双重功能，解决了以往阻燃织物存在的功能单一的问题。
5.为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料的制备方法，包括以下步骤：1)纤维氨基化：将n,n-二甲基甲酰胺和环氧氯丙烷的混合，把植物纤维浸泡在n,n-二甲基甲酰胺和环氧氯丙烷的混合溶液中，保持85℃，其中，n,n-二甲基甲酰胺的浓度为55-60％，环氧氯丙烷的浓度为45-50％，浸泡1.5-2h，之后缓慢滴入二乙三胺，搅拌均匀，反应60-80min，用乙醇洗涤3-5次，再用蒸馏水溶液洗涤至中性，然后在60℃进行烘干；
6.2)前酸化处理：将步骤1)中氨基化处理后的纤维加入到0.01mol/l的鞣酸溶液中，反应40-60min，然后在60℃进行烘干；
7.3)后酸化处理：将步骤2)前酸化处理后得到的纤维加入到3mol/l的植酸溶液中，反应40-120min，然后60℃进行烘干，即得具有防紫外线和阻燃效果的可降解纤维；
8.4)面料的制备：将上述步骤3)制得的具有防紫外线和阻燃效果的可降解纤维单独或与pla、pga等可降解的其他纤维共同混纺制成具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料。
9.优选的，步骤1)中氨基化所用的纤维与混合溶液配比为3:5(g/ml)。
10.优选的，步骤1)中，所用的植物纤维为棉花纤维、竹纤维、亚麻纤维等一种或几种。
11.优选的，步骤1)中的乙醇选用无水乙醇。
12.优选的，步骤1)中的二乙三胺与混合溶液的体积比为3：100。
13.优选的，步骤1)中的n,n-二甲基甲酰胺和环氧氯丙烷的混合比例为(55～60)：(40～45)。
14.采用了上述第一种技术方案后，本发明的效果是：由于一种具有防紫外线和阻燃
效果的可降解面料的制备方法，包括三个步骤：1)纤维氨基化；2)前酸化处理，选用鞣酸处理；3)后酸化处理，选用植酸处理；4)面料的制备，其中，第一个步骤，纤维的氨基化，可以提高反应效率，提高后续步骤中改性效率，第二个步骤中，鞣酸处理的目的是防紫外线，鞣酸作为有机酸，能够吸收紫外线，可以与纤维中的羟基反应，对纤维进行改性，第三个步骤中，植酸中具有较高含量的阻燃元素磷，作为重要的有机磷系添加剂，具有生物相容性良好、环保低毒且易获得的特性，因此植酸处理的目的是阻燃，但是如果磷元素过多，鞣酸处理即防紫外线处理效果会很差，因此，两个酸化处理的步骤有严格的先后顺序，只有这样制备的阻燃面料才能同时具有很好的防紫外线和阻燃的双重特性，第四个步骤扩大了该方法的应用的面料范围。
15.另外，植物纤维本身具有比强度高、质轻价廉、可降解、环境友好等优点，处理后的植物纤维柔软、吸湿性好，同时部分纤维还有抑菌的作用，并且植物纤维中的成分含有多种活性基团，为增加面料的附加功能提供了可能性。
16.本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料，解决了现有面料功能单一的问题。
17.为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料，采用一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料的制备方法制备而成。
18.采用了上述第二种技术方案后，本发明的效果是：一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料，该面料同时具备良好的防紫外线功能和阻燃双重的功能，并且是可降解面料。
具体实施方式
19.下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
20.实施例1
21.一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料的制备方法，包括以下步骤：
22.1)纤维氨基化：将55ml的n,n-二甲基甲酰胺和45ml的环氧氯丙烷的混合，把60g棉花纤维浸泡在n,n-二甲基甲酰胺和环氧氯丙烷的混合溶液中，保持85℃，其中，n,n-二甲基甲酰胺的浓度为55％，环氧氯丙烷的浓度为50％，浸泡1.5h，之后缓慢滴入3ml的二乙三胺，搅拌均匀，反应60min，用无水乙醇洗涤3次，再用蒸馏水溶液洗涤至中性，然后在风干炉中60℃进行烘干；
23.2)前酸化处理：将步骤1)中氨基化处理后的纤维加入到0.01mol/l的鞣酸溶液中，反应60min，然后在60℃进行烘干；
24.3)后酸化处理：将步骤2)前酸化处理后得到的纤维加入到60％的植酸溶液中，反应60min，然后60℃进行烘干，即得具有防紫外线和阻燃效果的可降解纤维。
25.4)面料的制备：采用上述步骤3)制备的纤维单独纺织成具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料。
26.实施例2
27.一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料的制备方法，包括以下步骤：
28.1)纤维氨基化：将60ml的n,n-二甲基甲酰胺和40ml的环氧氯丙烷的混合，把60g竹纤维浸泡在n,n-二甲基甲酰胺和环氧氯丙烷的混合溶液中，保持85℃，其中，n,n-二甲基甲
酰胺的浓度为55％，环氧氯丙烷的浓度为48％，浸泡2h，之后缓慢滴入3ml二乙三胺，搅拌均匀，反应80min，用无水乙醇洗涤5次，再用蒸馏水溶液洗涤至中性，然后在60℃进行烘干；
29.2)前酸化处理：将步骤1)中氨基化处理后的纤维加入到0.01mol/l的鞣酸溶液中，反应50min，然后在60℃进行烘干；
30.3)后酸化处理：将步骤2)前酸化处理后得到的纤维加入到3mol/l的植酸溶液中，反应50min，然后60℃进行烘干，即得具有防紫外线和阻燃效果的可降解纤维。
31.4)面料的制备：采用上述步骤3)制备的纤维单独纺织成具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料。
32.实施例3
33.一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料的制备方法，包括以下步骤：
34.1)纤维氨基化：将58ml的n,n-二甲基甲酰胺和42ml的环氧氯丙烷的混合，把60g亚麻纤维浸泡在n,n-二甲基甲酰胺和环氧氯丙烷的混合溶液中，保持85℃，其中，n,n-二甲基甲酰胺的浓度为60％，环氧氯丙烷的浓度为45％，浸泡1.8h，之后缓慢滴入3ml二乙三胺，搅拌均匀，反应80min，用无水乙醇洗涤5次，再用蒸馏水溶液洗涤至中性，然后在60℃进行烘干；
35.2)前酸化处理：将步骤1)中氨基化处理后的纤维加入到0.01mol/l的鞣酸溶液中，反应40min，然后在60℃进行烘干；
36.3)后酸化处理：将步骤2)前酸化处理后得到的纤维加入到3mol/l的植酸溶液中，反应60min，然后60℃进行烘干，即得具有防紫外线和阻燃效果的可降解纤维。
37.4)面料的制备：采用上述步骤3)制备的纤维与pga共同混纺制成具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料。
38.实施例4
39.一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料的制备方法，包括以下步骤：
40.1)纤维氨基化：将58ml的n,n-二甲基甲酰胺和42ml的环氧氯丙烷的混合，把60g棉花纤维浸泡在n,n-二甲基甲酰胺和环氧氯丙烷的混合溶液中，保持85℃，其中，n,n-二甲基甲酰胺的浓度为58％，环氧氯丙烷的浓度为50％，浸泡2h，之后缓慢滴入3ml二乙三胺，搅拌均匀，反应70min，用无水乙醇洗涤4次，再用蒸馏水溶液洗涤至中性，然后在60℃进行烘干；
41.2)前酸化处理：将步骤1)中氨基化处理后的纤维加入到0.01mol/l的鞣酸溶液中，反应60min，然后在60℃进行烘干；
42.3)后酸化处理：将步骤2)前酸化处理后得到的纤维加入到3mol/l的植酸溶液中，反应40min，然后60℃进行烘干，即得具有防紫外线和阻燃效果的可降解纤维；
43.4)面料的制备：采用上述步骤3)制备的纤维与pga共同混纺制成具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料。
44.实施例5
45.一种具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料的制备方法，包括以下步骤：
46.1)纤维氨基化：将55ml的n,n-二甲基甲酰胺和45ml的环氧氯丙烷的混合，把60g竹纤维浸泡在n,n-二甲基甲酰胺和环氧氯丙烷的混合溶液中，保持85℃，其中，n,n-二甲基甲酰胺的浓度为60％，环氧氯丙烷的浓度为45％，浸泡1.5h，之后缓慢滴入3ml二乙三胺，搅拌均匀，反应80min，用无水乙醇洗涤3次，再用蒸馏水溶液洗涤至中性，然后在60℃进行烘干；
47.2)前酸化处理：将步骤1)中氨基化处理后的纤维加入到0.01mol/l的鞣酸溶液中，反应60min，然后在60℃进行烘干；
48.3)后酸化处理：将步骤2)前酸化处理后得到的纤维加入到3mol/l的植酸溶液中，反应120min，然后60℃进行烘干，即得具有防紫外线和阻燃效果的可降解纤维。
49.4)面料的制备：采用上述步骤3)制备的纤维与pla共同混纺制成具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料。
50.按照gb/t 5454《纺织品燃烧性能氧指数法》和gb18830《纺织品防紫外线性能》的评定要求，分别对上述各个实施例所制得的具有防紫外线和阻燃效果的可降解面料依次进行阻燃性能和防紫外线性能的检测：
51.实验结果：
[0052][0053]
可以看出，经过上述三个步骤处理后的各个纤维的极限氧指数(loi)在34％以上，紫外线防护系数(upf)在40以上，长波紫外线uva的透过率低于5％，能够同时满足防紫外线和阻燃的双重需要。
[0054]
当然，所有的面料也可以通过上述的前三个步骤进行处理，处理后的面料是具有
防紫外线的、阻燃双重的效果。
[0055]
以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。