一种抗菌阻燃纺织助剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及纺织助剂领域，具体涉及一种抗菌阻燃纺织助剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着国内外市场经济的不断发展、现代化科学技术的进步以及纺织工业的逐步壮大，纺织品的种类日益增加，其应用范围也越来越广，而纺织助剂是纺织品生产加工过程中必须的化学品。纺织助剂对提高纺织品的产品质量和附加价值具有不可或缺的重要作用，它不仅能赋予纺织品各种特殊功能和风格，还可以改进染整工艺，起到节约能源和降低加工成本的作用。随着科技的发展和生活水平的提高，人们对于纺织品的要求不断提高，特别是对卫生方面提出了更高的要求，而无论是传统的纺织品还是新型纺织品一般是可燃或易燃材料，容易造成火灾事故的发生，因此纺织行业中对于能够实现多种功能的纺织助剂的需求较为迫切，急需研发一种具有抗菌和阻燃功能的纺织助剂。

2、现有技术中的纺织用抗菌助剂很多，主要可分为无机类、有机类和天然抗菌剂三大种类。无机类抗菌剂多为金属离子、一些光催化抗菌剂和复合整理抗菌剂，如金属、金属盐和一些光催化型抗菌剂；有机类多为传统抗菌剂，以有机酸、酚、醇为主要成分，以破坏细胞膜、使蛋白质变性代谢受阻等为抗菌机理，如季铵盐类、有机硅季铵盐类、胍类、卤胺化合物等；天然类抗菌剂主要是甲壳素及其衍生物，甲壳素结构与纤维素类似，如甲壳素及壳聚糖、植物类提取物、微生物发酵产物和昆虫抗菌性蛋白质等。

3、中国专利文献cn202011512411.0公开了一种抗菌纺织助剂及其制备方法，该抗菌纺织助剂包括琥珀酸二辛酯磺酸钠60~80份、乙二胺四乙酸二钠40~70份、十二烷基苯磺酸铵40~50份、聚甲基硅树脂10~20份、苯亚磺酸锌10~30份、交联剂15~20份、柔软剂14~22份、抗菌剂40~60份、ph调节剂8~10份、去离子水100~120份和乙醇20~30份，抗菌剂包括纳米银活性炭、纳米银沸石和天然抗菌剂。

4、常见的纺织品阻燃剂可按照多种方式分类，如：按所含阻燃元素分类可分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂等；按使用方法可分为添加型和反应型阻燃剂；按组分分类可分为有机阻燃剂、无机盐类阻燃剂和有机无机混合阻燃剂。

5、中国专利文献cn201610907466.9提供一种纺织用耐烧穿型的水性阻燃胶，按重量份计算，包括100份水基粘合剂，10~100份卤素阻燃剂，3~100份协同阻燃剂，0~30份助剂，0~100份水，其中，所述水基粘合剂包括乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、辅助粘合剂；所述乙烯-醋酸乙烯共聚乳液固含量为20~56％；所述的水基粘合剂与所述的卤素阻燃剂的重量比为(1~8)：1；所述卤素阻燃剂包括十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、溴代三嗪、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、四溴双酚a、六溴环十二烷、八溴醚、氯酯树脂、氯偏树脂、溴化苯乙烯、溴化环氧树脂、聚氯乙烯，氯化石蜡、氯化甲酯中的一种或多种。

6、现有的抗菌、阻燃纺织助剂仍然存在如下问题：稳定性差、应用范围窄、难以获得耐久的效果、具有刺激性、生产过程能耗高。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种抗菌阻燃纺织助剂及其制备方法和应用，具有优异的抗菌效果，且安全性高，适合直接与人体皮肤接触；同时还具有优良的阻燃性能，能有效延缓或中断火焰蔓延；除此之外，该纺织助剂更易附在纺织物表面，具有较好的耐洗性，经过多次洗涤后仍具有极佳的抗菌、阻燃效果。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种抗菌阻燃纺织助剂，由以下组分制成：羟乙基醚壳聚糖20~30份、复合功能型材料15~20份、水性丙烯酸树脂15~25份、多聚磷酸钠 3~6份、表面活性剂3~6份、抗氧剂5~15份、去离子水80~100份。

4、优选的，所述复合功能型材料的制备方法包括如下步骤：

5、（1）将纳米二氧化硅加入到kh550水溶液中，恒温浸泡，将产物洗涤、干燥，得到氨基化纳米二氧化硅；

6、（2）将氨基化纳米二氧化硅和1h-吡唑-1-甲脒盐酸盐加入到n,n-二甲基甲酰胺中，氮气保护下搅拌反应，将产物过滤，用去离子水、异丙醇洗涤，干燥得到改性纳米二氧化硅；

7、（3）将改性可膨胀石墨、改性纳米二氧化硅加入到koh溶液中，氮气保护下搅拌反应，将产物洗涤、冷冻、干燥，得到复合功能型材料。

8、优选的，步骤（1）中，kh550水溶液的浓度为5~10wt%，纳米二氧化硅与kh550水溶液的重量比为1：3~6，浸泡条件为50~60℃下浸泡1~3h。

9、优选的，步骤（2）中，氨基化纳米二氧化硅、1h-吡唑-1-甲脒盐酸盐、n,n-二甲基甲酰胺的重量体积比为1g：1.1~1.5g：10ml；搅拌反应条件为室温下搅拌反应18~24h。

10、优选的，步骤（3）中，koh溶液浓度为30~40wt%，改性可膨胀石墨、改性纳米二氧化硅、koh溶液的重量比为1：1~2：5~10，搅拌反应条件为80~90℃下反应16~20h。

11、优选的，步骤（3）中，改性可膨胀石墨的制备方法为：将可膨胀石墨加入到kh560水溶液中，恒温浸泡，将产物洗涤、干燥，得到改性可膨胀石墨。

12、优选的，kh560水溶液的浓度为5~12wt%，可膨胀石墨与kh560水溶液的重量比为1：3~6，浸泡条件为60~80℃下浸泡2~3h。

13、本发明还要求保护一种所述纺织助剂的制备方法，包括如下步骤：

14、按重量份将羟乙基醚壳聚糖、水性丙烯酸树脂、多聚磷酸钠加入到40~60%总质量的去离子水中，一次搅拌，然后加入复合功能型材料、表面活性剂、抗氧剂及剩余的去离子水，二次搅拌，调节溶液ph，得到所述纺织助剂。

15、优选的，一次搅拌条件为25~35℃、500~800r/min下搅拌2~3h；二次搅拌条件为40~50℃、1000~1500r/min下搅拌1~3h，将ph调节至6.5~7.5。

16、优选的，所述表面活性剂为牛油脂肪酸醇酰胺，脂肪醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚，大豆油脂肪酸聚乙二醇单酯。

17、优选的，所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，n-二丁基氨基二硫代甲酸锌，双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚。

18、本发明还要求保护一种所述纺织助剂在抗菌、保健、防臭、阻燃功能纺织品上的应用。

19、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

20、1）本发明提供了一种抗菌阻燃纺织助剂，具有优异的抗菌效果，且安全性高，适合直接与人体皮肤接触；同时还具有优良的阻燃性能，能够在纺织品表面形成良好的绝热层，降低其热降解速率，并有效延缓或中断火焰蔓延；除此之外，该纺织助剂更易附在纺织物表面，具有较好的耐洗性，经过多次洗涤后仍具有极佳的抗菌、阻燃效果。

21、2）本发明提供了一种改性纳米二氧化硅，利用kh550对纳米二氧化硅进行氨基化改性，提高了纳米二氧化硅在助剂中的分散性，且将-nh2接枝到纳米二氧化硅表面，为后续反应做准备；而后通过氨基化纳米二氧化硅和1h-吡唑-1-甲脒盐酸盐的反应，引入胍基基团，制备得到的改性纳米二氧化硅具有优异的杀菌性能，碱性的改性纳米二氧化硅能与带负电荷的细菌相互吸引，束缚细菌的自由活动，抑制其呼吸作用，造成细菌的接触死亡；同时，在电场引力作用下，细胞壁和细胞膜会由于负电荷分布不均匀而变形，造成物理性破裂，使水、蛋白质等溢出，发生细菌溶体现象而死亡。

22、3）本发明提供了一种复合功能型材料，利用kh560对可膨胀石墨进行改性，可以改善可膨胀石墨与有机质助剂之间的相容性，同时在可膨胀石墨表面引入环氧基，后续与改性纳米二氧化硅表面的氨基基团反应，将改性纳米二氧化硅负载在可膨胀石墨表面，起到封堵可膨胀石墨层间间隙的作用，能够进一步增加其膨胀倍率，增大碳层膨胀厚度，从而达到更好的隔绝氧气和热量的作用，起到极佳的阻燃效果。