阻燃整理液及阻燃整理方法与流程

本发明涉及纺织品整理技术领域，具体涉及一种阻燃整理液，其制备方法，使用所述阻燃整理液进行阻燃整理的方法以及得到的阻燃蚕丝。

背景技术：

蚕丝纤维是一种有着悠久历史的天然蛋白质纤维，蚕丝织物外观光亮华丽，触感独特且柔软，穿着舒适透气，是高贵典雅服装面料的代表。但是蚕丝在使用过程中也存在许多问题，比如抗皱性难护理，易在紫外光照射下发黄甚至脆损，受到火源攻击会迅速燃烧等。特别是蚕丝织物的易燃性，极大地限制了其在装饰用纺织品上的应用。因此，为了克服蚕丝织物热稳定性差、易燃烧的缺点，对蚕丝织物进行阻燃改性是有必要的。

纺织印染工业主要障碍之一是环保节能的问题，环保问题主要是废水处理问题，印染废水处理难度大、费用高，治理非常困难。随着人们生态价值观的改变以及对自己生活环境质量的关注，人们对绿色、生态、友好的印染加工技术的需求越来越迫切。研究开发和生产具有对人体健康无害的、对环境友好的阻燃纺织品，已经成为了当今纺织科技界的重要研究课题。

美拉德反应是含氨基化合物与还原糖之间的非酶促褐变反应。在美拉德反应的最终阶段，会产生深棕色至黑色缩合物，这种物质被称为类黑精。通常认为类黑精是美拉德反应产物中主要的有色物质，它通常是阴离子的、非均相的、含氮元素的缩合产物。美拉德反应作为一种无毒的生物化学技术，被广泛应用于食品领域、制药领域。其中，使用最广泛的是食品加工业，例如为咖啡和焙烘食品提供特有的香味以及颜色。美拉德反应产物具有低毒、生态友好等特性利用美拉德反应对纺织品进行着色和功能整理的报道极为罕见。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有阻燃剂存在的生态环保问题，利用聚谷氨酸与还原糖之间的缩合反应制备一种绿色环保阻燃整理液，并将之应用于蚕丝的阻燃整理，赋予蚕丝良好的阻燃功能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种阻燃整理液，包括聚谷氨酸与还原糖的反应产物。

聚谷氨酸是一种无毒的、可生物降解的、生物相容性好的氨基酸聚合物，在食品、农业、生物材料、医药和环境等领域具有广泛的应用前景。在本发明中，聚谷氨酸和还原糖在碱性条件下发生缩合反应，可制备得到一种具有阻燃功能的高分子化合物。将所得的反应产物，在酸性条件下，通过浸渍法处理蚕丝，聚谷氨酸和还原糖的缩合产物在蚕丝表面发生吸附和沉积，该缩合产物能使蚕丝在燃烧时成碳，从而抑制了蚕丝的进一步燃烧。

进一步地，所述还原糖为葡萄糖和/或乳糖。

另一方面，本发明还提供了上述阻燃整理液的一种制备方法，包括：

使聚谷氨酸和还原糖溶于水中，调节溶液的ph值至11.5～12.5，升温至85～95℃进行缩合反应，得到所述阻燃整理液。

进一步地，所述溶液中，聚谷氨酸的浓度为5～15g/l，还原糖的浓度为40～60g/l。

进一步地，所述反应的时间为45～75min。

进一步地，采用碳酸钠和/或烧碱调节溶液的ph值至11.5～12.5。

此外，本发明还提供了一种阻燃整理方法，包括：

提供上述的阻燃整理液，调节其ph值为2.5～3.5；将蚕丝浸渍于其中，升温进行热处理，得到具有阻燃功能的蚕丝。

进一步地，所述热处理的温度为80～90℃。

进一步地，所述热处理的时间为40～80min。

进一步地，采用稀硫酸调节阻燃整理液的ph值为2.5～3.5。

此外，本发明还提供了一种阻燃蚕丝，其是经过上述的阻燃整理方法整理得到的。

本发明的有益效果：

1.本发明使用的原料聚谷氨酸和还原糖具有良好的绿色环保性、可生物降解性以及生物相容性。

2.本发明首次使用聚谷氨酸与还原糖之间缩合反应产物提升蚕丝织物的阻燃性能。该阻燃整理液的制备及阻燃整理方法，步骤简单、易操作、设备要求低。

3.本发明通过聚谷氨酸与还原糖的缩合反应制备一种绿色环保型的阻燃整理液，该阻燃整理液在酸性条件下能够在蚕丝表面形成吸附和沉积。该方法解决了聚谷氨酸大分子在纺织品上结合力弱、结合量低的缺点。

附图说明

图1是实施例3中未整理和整理的蚕丝织物阻燃性能测试结果。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明的以下实施例中，蚕丝的阻燃性能按照gb/t5454-1997《纺织品燃烧性能实验氧指数法》和gb/t5455-2014《纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度阴燃和续燃时间的测定》进行测试阻燃性能等级按照gb/t17591-2006《阻燃织物》进行评定。

实施例1

(1)阻燃整理液的制备：将15g/l聚谷氨酸与40g/l葡萄糖加入至水中，常温下搅拌10min，使其充分溶解；用碳酸钠和烧碱调节溶液ph值至12.5，并升温至85℃，保温反应75min，得到阻燃整理液。

(2)阻燃整理的方法：用稀硫酸调节上述阻燃整理液ph值至2.5，将蚕丝浸渍于其中，升温至85℃，保温处理80min，洗净、烘干，得到具有阻燃功能的蚕丝。

经阻燃整理后的蚕丝织物的极限氧指数为26.8％，垂直燃烧时的损毁长度仅为11.2cm，满足我国gb/t17591-2006《阻燃织物》中b1级阻燃装饰用织物的垂直燃烧损毁长度小于15cm的要求。

实施例2

(1)阻燃整理液的制备：将5g/l聚谷氨酸与50g/l乳糖加入至水中，常温下搅拌10min，使其充分溶解；用碳酸钠和烧碱调节溶液ph值至11.5，并升温至95℃，保温反应45min，得到阻燃整理液。

(2)阻燃整理的方法：用稀硫酸调节上述阻燃整理液ph值至3.5，将蚕丝浸渍于其中，升温至90℃，保温处理40min，洗净、烘干，得到具有阻燃功能的蚕丝。

经阻燃整理后的蚕丝织物的极限氧指数为27.3％，垂直燃烧时的损毁长度仅为10.8cm，满足我国gb/t17591-2006《阻燃织物》中b1级阻燃装饰用织物的垂直燃烧损毁长度小于15cm的要求。

实施例3

(1)阻燃整理液的制备：将10g/l聚谷氨酸与10、20、30、40、50和60g/l葡萄糖或乳糖加入至水中，常温下搅拌10min，使其充分溶解；用碳酸钠和烧碱调节溶液ph值至12，并升温至90℃，保温反应60min，得到阻燃整理液。

(2)阻燃整理的方法：用稀硫酸调节上述阻燃整理液ph值至3，将蚕丝浸渍于其中，升温至80℃，保温处理60min，洗净、烘干，得到具有阻燃功能的蚕丝。

对未整理和整理的蚕丝织物进行阻燃性能测试，结果见图1。图1表明：未整理蚕丝织物的极限氧指数为23.8％，在垂直燃烧时完全燃烧，损毁长度为30cm。经整理后的蚕丝织物的阻燃性能提升明显。随着葡萄糖或乳糖浓度的增加，蚕丝织物的极限氧指数逐渐升高，垂直燃烧时的毁损长度逐渐降低。当葡萄糖或乳糖为60g/l时，蚕丝织物的极限氧指数分别为27.1％和27.2％，垂直燃烧时的损毁长度在11cm左右。当葡萄糖或乳糖为40-60g/l时，整理蚕丝织物的垂直燃烧损毁长度均满足我国gb/t17591-2006《阻燃织物》中b1级阻燃装饰用织物的垂直燃烧损毁长度小于15cm的要求。

以上实施例说明，采用本发明中制备的阻燃整理液及阻燃整理方法，可以有效地提高蚕丝的阻燃性能。该方法具有绿色、高效、简单易行的优点。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。