具有阻燃、抗菌和导电功能的织物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种织物及制备方法，尤其是一种具有阻燃、抗菌和导电功能的织物及其制备方法。
【背景技术】
[0002]纺织品织物在人们的日常生活中已被广泛使用，如各种棉织物、麻织物、化纤织物，以及它们的混纺织物等。这些织物材料极易燃烧，且火焰传播速率快、不易熄灭，同时在燃烧过程中产生的浓烟也对自然环境和人类生命安全造成巨大的威胁；此外，织物中的纤维素分子链含有大量的羟基，因而吸湿性很强，为细菌的生长提供了良好的生存环境，所滋生的细菌不仅对人类健康会造成威胁，还会通过释放酸性物质破坏纤维素的结构，引发纤维织物降解。因此，织物的阻燃和抗菌引起了人们广泛的关注，如中国发明专利申请公布说明书CN 101654864 A于2010年2月24日公开的一种阻燃聚丙烯无纺布及其制备方法。该公布说明书中提及的产物为以聚丙烯无纺布为基体，在其表面覆盖由阻燃剂形成的阻燃层，其中，阻燃剂为无机磷类阻燃剂，或有机磷阻燃剂，或含氮阻燃剂，或膨胀型阻燃剂；制备方法为先将聚丙烯无纺布置于浓度为10?40%的阻燃剂水溶液中浸渍5?30min，再将其在40?65°C下烘干后收卷、包装。这种无纺布虽有着阻燃的性能，却也存在着不足之处，首先，构成阻燃层的阻燃剂均为单一的组分，所能起到的阻燃效果是有限的，难以获得显著的阻燃效果；其次，仅有阻燃功效，而无抗菌和导电功能；再次，制备方法不能获得既有显著阻燃效果、又有抗菌和导电功能的产物。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种阻燃显著、且同时具备抗菌和导电的具有阻燃、抗菌和导电功能的织物。
[0004]本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述具有阻燃、抗菌和导电功能的织物的制备方法。
[0005]为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为:具有阻燃、抗菌和导电功能的织物包括织物，特别是，
[0006]所述织物上覆有一层以上的渍层，所述渍层由聚六亚甲基胍盐渍和其上的海藻酸盐与碳材料的复合物渍组成；
[0007]所述聚六亚甲基胍盐渍和其上的海藻酸盐与碳材料的复合物渍之间以静电吸引作用结合；
[0008]所述海藻酸盐与碳材料的复合物为海藻酸盐比碳材料的重量比为1:0.1?0.5的结合体，所述海藻酸盐与碳材料之间以静电和氢键共同形成的吸引作用结合。
[0009]作为具有阻燃、抗菌和导电功能的织物的进一步改进:
[0010]优选地，织物为棉纤维织物，或麻纤维织物，或化学纤维织物，或棉麻纤维混纺织物，或棉纤维与化学纤维混纺织物，或麻纤维与化学纤维混纺织物，或无纺布。
[0011]优选地，聚六亚甲基胍盐为聚六亚甲基胍磷酸盐、聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍磷酸盐中的一种或两种以上的混合物。
[0012]优选地，海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵中的一种或两种以上的混合物，碳材料为石墨烯、碳纳米管中的一种或两种混合物。
[0013]为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为:上述具有阻燃、抗菌和导电功能的织物的制备方法包括浸渍法，特别是完成步骤如下:
[0014]步骤1，先将聚六亚甲基胍盐加入去离子水中搅拌I?12h，得到0.05?5g/100g的聚六亚甲基胍盐水溶液，再将海藻酸盐加入去离子水中搅拌至少Ih后，向其中加入碳材料并搅拌至少lh，得到0.05?5g/100g的海藻酸盐与碳材料的复合物水溶液；
[0015]步骤2，先将织物浸入聚六亚甲基胍盐水溶液中10?120s后取出，用蒸馈水冲洗20?120s后置于50?80°C下烘20?60min，得到其上渍有聚六亚甲基胍盐渍的织物，再将其上渍有聚六亚甲基胍盐渍的织物浸入海藻酸盐与碳材料的复合物水溶液中10?120s后取出，用蒸馏水冲洗20?120s后置于50?80°C下烘20?60min，得到其上依次渍有聚六亚甲基胍盐渍和海藻酸盐与碳材料的复合物渍的织物；
[0016]步骤3，对其上依次渍有聚六亚甲基胍盐渍和海藻酸盐与碳材料的复合物渍的织物重复步骤2的过程O次以上，制得具有阻燃、抗菌和导电功能的织物。
[0017]作为具有阻燃、抗菌和导电功能的织物的制备方法的进一步改进:
[0018]优选地，织物为棉纤维织物，或麻纤维织物，或化学纤维织物，或棉麻纤维混纺织物，或棉纤维与化学纤维混纺织物，或麻纤维与化学纤维混纺织物，或无纺布。
[0019]优选地，聚六亚甲基胍盐为聚六亚甲基胍磷酸盐、聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍磷酸盐中的一种或两种以上的混合物。
[0020]优选地，海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵中的一种或两种以上的混合物，碳材料为石墨烯、碳纳米管中的一种或两种混合物。
[0021]优选地，加入海藻酸盐或碳材料后搅拌的时间为I?3h。
[0022]优选地，对其上依次渍有聚六亚甲基胍盐渍和海藻酸盐与碳材料的复合物渍的织物重复步骤2的过程为I?30次。
[0023]相对于现有技术的有益效果是:
[0024]其一，对制得的目的产物分别使用扫描电镜和X射线光电子能谱仪进行表征，由其结果可知，目的产物为织物上覆有一层以上的由聚六亚甲基胍盐渍和其上的海藻酸盐与碳材料的复合物渍组成的渍层；其中，聚六亚甲基胍盐渍和其上的海藻酸盐与碳材料的复合物渍之间以静电吸引作用结合，海藻酸盐与碳材料的复合物为海藻酸盐比碳材料的重量比为1:0.1?0.5的结合体，海藻酸盐与碳材料之间以静电和氢键共同形成的吸引作用结合。这种由织物及其上依次覆有的聚六亚甲基胍盐渍、海藻酸盐与碳材料的复合物渍组装成的目的产物，既由于聚六亚甲基胍盐于燃烧时发挥出了气源和部分酸源的作用，与燃烧时有着酸源作用的海藻酸盐、碳源作用的织物协同作用，使织物燃烧后呈现出了明显的膨胀气泡，从而共同构成了完整的膨胀阻燃体系，再加上碳材料的纳米片层结构发挥出的物理阻隔层的作用，使目的产物具有了高效的阻燃防火性能，经实测，其阻燃性能远高于现有技术；又因聚六亚甲基胍盐为环保型抗菌剂，碳材料如石墨烯也有很好的杀菌效果，两者的优化组合派生出了优异的协同抗菌特性；还由于碳材料的引入而极大地提高了目的产物的导电性，使其具备了导电抗静电及电磁屏蔽的特性。
[0025]其二，本发明除充分地利用了聚六亚甲基胍盐与织物纤维表面的羟基或羧基基团存在着的氢键相互作用，而确保了两者间牢固的结合之外，还使后续浸渍的阴离子聚合物海藻酸盐与碳材料的复合物与已有的阳离子聚六亚甲基胍盐渍层通过静电作用而更加牢固地结合，使三者成为极难分割的一体，从而使组成目的产物的渍层具有了极好的耐久性和使用寿命。
[0026]其三，制备方法简单、科学、有效。不仅制得了阻燃显著、且同时具备抗菌和导电的目的产物一一具有阻燃、抗菌和导电功能的织物；还使其具有了显著的阻燃效果、优异的抗菌和导电、抗静电及电磁屏蔽等多种功能，以及经久耐用的品质；更有着制备过程简单、成本低，其中，海藻酸盐与碳材料的复合物水溶液中的海藻酸盐与碳材料的氢键和静电的吸引作用不仅使其具有了阴离子的特性，还使其形成了稳定的复合物水溶液，从而保证了其的长期使用，更使海藻酸盐与碳材料间形成了紧密的结合，为阴离子复合物渍层与阳离子聚六亚甲基胍盐渍层的牢固结合奠定了良好的基础，环保无污染，适用范围广且适合大规模工业化生产的特点，进而使目的产物具有非常好的商业化应用前景。
【附图说明】
[0027]图1是对制得的目的产物使用扫描电镜(SEM)进行表征的结果之一。其中，图1a为目的产物的SEM图像；图1b为图1a所述目的产物的高倍率SEM图像，其显示出碳材料均匀地分布在了织物纤维的表面。
[0028]图2是对海藻酸盐与碳材料的复合物水溶液使用ZETA电位分析仪进行表征的结果之一。其证实了海藻酸盐与碳材料的复合物水溶液为带负电荷的溶液。
[0029]图3是将制得的目的产物燃烧后，使用扫描电镜对其进行表征的结果之一。SEM图像显示出燃烧后的目的产物中产生了大量的膨胀气泡。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。
[0031 ] 首先从市场购得或自行制得:
[0032]作为织物的棉纤维织物、麻纤维织物、化学纤维织物、棉麻纤维混纺织物、棉纤维与化学纤维混纺织物、麻纤维与化学纤维混纺织物和无纺布；
[0033]作为聚六亚甲基胍盐的聚六亚甲基胍磷酸盐、聚六亚甲基胍盐酸盐和聚六亚甲基双胍磷酸盐；
[0034]作为海藻酸盐的海藻酸钠、海藻酸钾和海藻酸铵；
[0035]作为碳材料的石墨烯和碳纳米管。
[0036]接着，
[0037]实施例1
[0038]制备的具体步骤为:
[0039]步骤1，先将聚六亚甲基胍盐加入去离子水中搅拌lh，得到0.05g/100g的聚六亚甲基胍盐水溶液；其中，聚六亚甲基胍盐为聚六亚甲基胍磷酸盐。再将海藻酸盐加入去离子水中搅拌Ih后，向其中加入碳材料并搅拌3h，得到如图2中的曲线所示的5g/100g的海藻酸盐与碳材料的复合物水溶液；其中，海藻酸盐为海藻酸钠，碳材料为石墨烯，海藻酸盐比碳材料的重量比为1:0.1。
[0040]步骤2，先将织物浸入聚六亚甲基胍盐水溶液中1s后取出，用蒸馈水冲洗20s后置于50°C下烘60min ;得到其上渍有聚六亚甲基胍盐渍的织物。再将其上渍有聚六亚甲基胍盐渍的织物浸入海藻酸盐与碳材料的复合物水溶液中1s后取出，用蒸馏水冲洗20s后置于50°C下烘60min ;得到其上依次渍有聚六亚甲基胍盐渍和海藻酸盐与碳材料的复合物渍的织物。
[0041]步骤3，对其上依次渍有聚六亚甲基胍盐渍和海藻酸盐与碳材料的复合物渍的织物重复步骤2的过程O次，制得近似于图1所示的具有阻燃、抗菌和导电功能的织物。
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