[发明专利]利用黄酮和金属盐制备的阻燃蚕丝及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种利用黄酮和金属盐制备的阻燃蚕丝及其制备方法和应用。包括以下步骤：选用结构上至少满足C环上含有3‑羟基、A环含有5‑羟基和B环上含有3’‑羟基和4’‑羟基三个条件之一的天然小分子黄酮化合物，利用浸渍吸附法，在pH为2.5～3.5和70‑90℃的条件下处理蚕丝；然后，蚕丝浸入到浓度为1‑5g/L的金属盐溶液当中，利用浸渍吸附法，在50‑70℃的条件下处理蚕丝，处理完毕，水洗、烘干，即得耐久性阻燃功能蚕丝。本发明利用天然植物提取物和金属盐制备具有良好的阻燃性能的蚕丝织物，能够避免在生产和使用过程因使用含有氮、磷、卤族元素的传统阻燃剂而带来的环境污染问题，具有高效、环保、简便易行的优点。

技术领域

本发明涉及织物阻燃领域，具体涉及一种利用黄酮和金属盐制备的阻燃蚕丝及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着纺织技术的不断发展和人们自身安全意识的不断提升，人们对纺织品的防火安全性能也日益重视。据统计，由纺织品引起的住宅火灾次数占总火灾次数的五分之一，而死亡人数占总死亡人数的一半。因此，如何提高纺织品阻燃性能也是功能性纺织品领域的重要研究课题。蚕丝作为最常见的天然蛋白质纤维之一，因其光泽柔和自然、穿着透气舒适而深受消费者喜爱，常用于制作高档服装、窗帘和床上用品等。而蚕丝装饰物和部分日用服装对阻燃性能有着较高的要求。

蚕丝作为天然纤维无法通过共混纺丝的方法对其进行阻燃改性，只能通过后整理加工的方法来达到阻燃目的。此外，良好的蚕丝阻燃整理还必须兼有无毒性、发烟少、可耐一定程度的水洗和干洗以及不妨碍蚕丝原有品质的特点。早期的蚕丝阻燃整理利用的是锡酸或者硼酸-硼砂通过浸渍法进行处理，虽可获得较好的阻燃效果，但耐水洗牢度差。卤系阻燃剂虽然阻燃效果好，但是其燃烧产物对环境有一定的负面影响，而且对人体的危害性极大。磷氮类阻燃剂也可赋予蚕丝较好的阻燃性能和耐水洗性能，但整理工艺比较复杂，整理时会释放游离的甲醛，整理后的蚕丝存在手感发硬和泛黄的缺点，同时含磷化学品的排放会引起水体的富营养化。在Zirpro工艺中，钛、锆等金属络合物能有效地提升蚕丝的阻燃性能，但所适用的金属离子种类较少，且价格相对昂贵，耐洗性也不佳。因此，开发具有无卤、高效、低烟、低毒、环境友好型的阻燃剂是当今纺织品用阻燃剂的重要研究方向。上述问题是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在不使用传统的含氮、磷及卤族元素阻燃剂的条件下仍赋予了蚕丝良好的阻燃性能的利用黄酮和金属盐制备阻燃蚕丝的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的方案是：利用黄酮和金属盐制备阻燃蚕丝的方法，包括以下步骤：

S1、将蚕丝浸入至pH值为2.5-3.5的小分子黄酮化合物溶液中，于70-90℃进行保温处理，所述小分子黄酮化合物对蚕丝的相对重量为1-5％，所述小分子黄酮化合物至少满足以下结构的一种，其母核的3位被羟基取代、5位被羟基取代或3’位和4’位同时被羟基取代；

S2、将经过步骤S1处理后的蚕丝浸入到浓度为1-5g/L的金属盐溶液当中，于50-70℃进行保温处理，得到阻燃蚕丝。

本发明提供了一种利用天然小分子黄酮化合物和金属盐联合处理提高蚕丝阻燃性的方法。一些特定结构的天然小分子黄酮化合物，例如，结构上至少满足C环上含有3-羟基、A环含有5-羟基和B环上含有3’-羟基和4’-羟基三个条件之一的天然小分子黄酮化合物，可在酸性条件下吸附于蚕丝纤维上；同时，吸附于蚕丝纤维上的这些特定结构的天然小分子黄酮化合物，在后续的金属盐处理的过程中，可与金属盐发生络合作用，另外，金属离子也能与蚕丝纤维上特定基团发生络合作用。天然小分子黄酮化合物、金属离子和蚕丝纤维之间的络合作用，改变了蚕丝纤维燃烧时的热降解进程，从而起到阻燃作用。

进一步的是：所述小分子黄酮化合物为黄芩苷、槲皮素或芦丁中的一种或多种。

进一步的是：所述步骤S1当中，保温处理的时间为50-80min。