[发明专利]磷/氮/硅溶胶阻燃液及其在蛋白质纤维制品阻燃整理中的应用

说明书

本发明涉及一种磷/氮/硅溶胶阻燃液及其在蛋白质纤维制品阻燃整理中的应用，属于纺织品阻燃功能整理技术领域。本发明通过Kabachnik‑Fields反应使用亚磷酸酯、氨基硅烷、二元醛制备磷/氮/硅溶胶阻燃液。该阻燃液中含有活泼醛基，与蛋白质纤维制品上的氨基发生席夫碱交联反应，通过共价键将阻燃剂固定在蛋白质纤维上。本发明制备的阻燃液，阻燃效率高，用该阻燃液整理的蛋白质纤维制品，不仅阻燃效果优异，且耐水洗性能好。制备工艺简单、条件温和，不存在甲醛释放，具有广阔的应用前景和重要的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及纺织品阻燃功能整理技术领域，尤其是指一种磷/氮/硅溶胶阻燃液及其在蛋白质纤维制品阻燃整理中的应用。

背景技术

目前纺织品被广泛应用到生活、科技等各个领域。蛋白质纤维制品如羊毛和蚕丝织物的服用性能好、穿着舒适，且具有生态保健等优良特性，常作为高档纺织材料使用。随着生活质量的提高，高档蛋白质纤维制品的应用也越来越广泛。蛋白质纤维的氮含量和湿含量高，具有一定的阻燃性能，但其自身固有的阻燃性能仍无法满足阻燃纺织品的要求。因此，对蛋白质纤维制品进行阻燃整理以提高其阻燃性能、降低其在燃烧时造成的危害具有重要的意义，也受到了世界各国的关注。卤素阻燃液的阻燃效率高，但环保性和安全性存在问题，因此卤素阻燃液的使用受到了很大限制。磷系阻燃液主要在固相中起到阻燃作用，阻燃效率也较高，在阻燃液中占有重要的地位。当磷系阻燃液中引入某些阻燃元素时，其阻燃效率会得到相应提高，因此一些协效阻燃体系如磷/氮、磷/氮/硫、磷/氮/硅等体系的研究具有重要的价值。

中国发明专利CN 103161074A公开了一种用于织物后整理的含磷、氮、硅阻燃液及其制备方法，首先采用活性磷化物和含环氧基的硅烷偶联剂反应合成含磷含硅化合物，然后与含氮化合物简单混合制备含磷、氮、硅阻燃液，通过轧烘焙工艺制备阻燃棉和涤纶织物，但是该阻燃剂不含反应性基团，无法与织物产生共价键结合，导致阻燃织物的耐水洗性能差。中国发明专利CN 105178006A公开了一种含磷/氮/硅的反应性阻燃液及其制备方法及应用，采用氯磷酸二乙酯和γ-氨丙基三乙氧基硅烷反应制备含磷/氮/硅阻燃液，并通过轧烘焙工艺制备阻燃棉织物，该阻燃液合成耗时长，溶解时需用溶剂助溶，阻燃剂无法与织物产生共价键结合。中国发明专利CN 110105577A公开了一种棉用反应型硅磷氮协效阻燃拒水功能助剂的制备方法，采用端氢基硅油与丙烯氨反应，生成物再与二氯磷酸乙酯反应得到反应型硅磷氮协效阻燃拒水功能助剂，阻燃液能与棉纤维产生共价键结合，提高棉织物的阻燃性能；但阻燃液合成过程繁杂，耗时长，且阻燃液中阻燃元素含量低，阻燃效率低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种磷/氮/硅溶胶阻燃液的制备方法及阻燃整理蛋白质纤维制品的方法，本发明以亚磷酸酯、二元醛和氨基硅烷为原料制备磷/氮/硅溶胶阻燃液，其阻燃液中含有活泼醛基，可与蛋白质纤维上的氨基发生席夫碱交联反应，将阻燃液通过共价键牢固地固定在蛋白质纤维上，制得阻燃性能优良的蛋白质纤维制品。

本发明的第一个目的是提供一种磷/氮/硅溶胶阻燃液的制备方法，包括如下步骤：

(1)将亚磷酸酯、氨基硅烷混合溶于醇溶液，亚磷酸酯和氨基硅烷混合液与醇的质量体积比为1g:1～2mL；

(2)将步骤(1)得到的溶液加入到二元醛溶液中，进行Kabachnik-Fields反应，得到所述的磷/氮/硅溶胶阻燃液。

在本发明的一个实施例中，在步骤(1)中，所述的亚磷酸酯为亚磷酸二乙酯或亚磷酸二甲酯；氨基硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，在步骤(2)中，所述的二元醛为乙二醛、丙二醛或戊二醛。

在本发明的一个实施例中，所述的Kabachnik-Fields反应是在70～90℃下反应40～90min。