本发明涉及阻燃剂,具体为一种可降解环保阻燃剂及其制备方法。
背景技术:
1、织物是人们生活中不可缺少的重要组成部分,但织物一般容易燃烧,进而导致火灾的发生。为了保障人类生命、财产安全,扩大织物的应用领域,对织物进行阻燃整理成为研究热点,研究者们针对织物设计、开发了许多阻燃剂,以制备安全、阻燃性高、耐久的阻燃织物。
2、随着社会的发展,人们对贴身织物的健康环保问题看的越来越重要,就现有的研究来看,织物的阻燃整理面临着以下两个问题:1.阻燃性高、耐久型阻燃剂会造成织物释放卤化氢或甲醛等有害物质,威胁人类健康:2.无卤、无甲醛的阻燃剂不能保证阳燃棉织物的阻燃性或耐久性,达不到商品用的要求。因此,对于健康环保可降解的织物阻燃剂研究是十分必要的。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种可降解环保阻燃剂及其制备方法,以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
3、一种可降解环保阻燃剂的制备方法,所述可降解环保阻燃剂是由改性复合晶须和改性赖氨酸多肽反应制得。
4、作为优化,所述改性复合晶须是由硫酸钙晶须和钛酸四丁酯反应制得复合晶须,将复合晶须依次和正硅酸乙酯、环氧丙基三甲氧基硅烷、低聚壳聚糖反应制得。
5、作为优化,所述改性赖氨酸多肽是由赖氨酸多肽、亚磷酸和甲醛反应后,再和尿素反应制得。
6、作为优化,所述可降解环保阻燃剂的制备方法包括以下制备步骤:
7、(1)将硫酸钙晶须、钛酸四丁酯、无水乙醇按质量比0.2:1:10~0.3:1:12混合均匀,在60~70℃水浴加热,1000~2000r/min转速搅拌的条件下,在8~10min匀速加入硫酸钙晶须质量8~10倍的纯水,滴加结束后继续搅拌反应30~40min,再置于水热反应釜中,在130~140℃反应2~3h,冷却至室温离心分离,在70~80℃干燥4~6h,置于马弗炉中并在480~520℃煅烧3~4h,冷却至室温后取出,制得复合晶须;
8、(2)将预改性复合晶须、低聚壳聚糖、异丙醇和纯水按质量比1:1:4:10~1:1:6:15混合均匀,在60~70℃,600~800r/min搅拌反应3~5h,离心分离并用无水乙醇洗涤3~5次,在30~40℃,50~100pa干燥6~8h,制得改性复合晶须;
9、(3)将赖氨酸多肽、亚磷酸和纯水按质量比1:2:4~1:3:6混合均匀并加入装有磁子和回流冷凝管的三口圆底烧瓶中,在40~60min内均速滴加亚磷酸质量0.8~1倍的甲醛,在100~105℃油浴温度,600~800r/min搅拌回流3~4h,在10~20℃,1~2kpa静置2~3h,用甲醇重结晶,过滤并在-10~-1℃,50~100pa干燥4~6h,再浸没在尿素溶液中,在130~140℃,600~800r/min搅拌反应2~3h,在30~40℃,1~2kpa静置6~8h,用无水乙醇洗涤3~5次,在60~70℃干燥10~12h,制得改性赖氨酸多肽;
10、(4)将改性复合晶须浸没在60~70℃的多肽溶液中浸渍10~15min后取出,静置6~8s无液体滴落时置于氮气氛围中,170~180℃烘焙8~10min,重复从浸渍到烘焙的过程3~5次,冷却至室温并用纯水洗涤3~5次,在60~70℃干燥6~8h,制得可降解环保阻燃剂。
11、作为优化,步骤(1)所述硫酸钙晶须的直径为1~2μm,长度为80~100μm。
12、作为优化,步骤(2)所述预改性复合晶须的制备方法为:将复合晶须、正硅酸乙酯、纯水和无水乙醇按质量比1:1:3:20~1:1:5:30混合均匀,在30~40℃,800~1000r/min搅拌反应15~20min,再加入复合晶须质量0.2~0.3倍的碳酸氢铵,升温至60~70℃继续搅拌反应3~5h,过滤并用无水乙醇洗涤3~5次,在30~40℃,50~100pa干燥6~8h,再与环氧丙基三甲氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1:0.3:3:20~1:0.5:5:30混合均匀,在60~70℃,30~40khz超声3~5h,过滤并用无水乙醇洗涤3~5次,在30~40℃,50~100pa干燥6~8h,制备而成。
13、作为优化,步骤(2)所述低聚壳聚糖的聚合度为12~18。
14、作为优化,步骤(3)所述赖氨酸多肽的型号为gt-m045。
15、作为优化,步骤(3)所述尿素溶液的质量分数为60~70%。
16、作为优化,步骤(4)所述多肽溶液是将改性赖氨酸多肽、二氰二胺、尿素和纯水按质量比1:1:0.1:0.1:15~2:1:0.3:0.3:20混合均匀配制而成。
17、与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
18、本发明在制备可降解环保阻燃剂时,先
19、将赖氨酸多肽、亚磷酸和甲醛反应后,再和尿素反应制得改性赖氨酸多肽;将改性复合晶须和改性赖氨酸多肽反应制得可降解环保阻燃剂。
20、首先,本发明所用原料含有天然生物原料,可降解,无污染;将硫酸钙晶须和钛酸四丁酯制得复合晶须,钛酸四丁酯水解形成二氧化钛纳米粒子负载于硫酸钙晶须表面后,减少了二氧化钛纳米粒子在降解过程中的团聚现象,有利于光催化降解的进行,而且硫酸钙晶须对磷、氨基有吸附作用,提高了表面的催化反应物质浓度,从而提高了降解效果,同时复合晶须比纳米二氧化钛具有更好的增韧增强效果,从而提高了抗拉性能。
21、其次,将复合晶须依次和正硅酸乙酯、环氧丙基三甲氧基硅烷、低聚壳聚糖反应制得改性复合晶须,正硅酸乙酯沉积形成多孔二氧化硅层,对复合晶须起到保护的作用,同时高温时硅羟基失水相互连接,并覆盖在可燃物上隔绝温度和氧气,同时低聚壳聚糖附着表面,提高改性复合晶须的分散性,并能在改性赖氨酸多肽的作用下易于形成碳层,并和多孔二氧化硅层协同阻燃,从而提高了阻燃性能;对赖氨酸多肽进行改性,赖氨酸多肽上的氨基、亚磷酸和甲醛反应,形成n-甲基膦酸基团,在和尿素反应形成n-甲基膦酸铵基团,在受热过程中生成磷酸和氨气,这些分解产物会促进改性复合晶须上的低聚壳聚糖的成炭进程,从而提高了阻燃性能。
1.一种可降解环保阻燃剂的制备方法,其特征在于,所述可降解环保阻燃剂是由改性复合晶须和改性赖氨酸多肽反应制得。
2.根据权利要求1所述的一种可降解环保阻燃剂的制备方法,其特征在于,所述改性复合晶须是由硫酸钙晶须和钛酸四丁酯反应制得复合晶须,将复合晶须依次和正硅酸乙酯、环氧丙基三甲氧基硅烷、低聚壳聚糖反应制得。
3.根据权利要求1所述的一种可降解环保阻燃剂的制备方法,其特征在于,所述改性赖氨酸多肽是由赖氨酸多肽、亚磷酸和甲醛反应后,再和尿素反应制得。
4.根据权利要求1所述的一种可降解环保阻燃剂的制备方法,其特征在于,所述可降解环保阻燃剂的制备方法包括以下制备步骤:
5.根据权利要求4所述的一种可降解环保阻燃剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述硫酸钙晶须的直径为1~2μm,长度为80~100μm。
6.根据权利要求4所述的一种可降解环保阻燃剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述预改性复合晶须的制备方法为:将复合晶须、正硅酸乙酯、纯水和无水乙醇按质量比1:1:3:20~1:1:5:30混合均匀,在30~40℃,800~1000r/min搅拌反应15~20min,再加入复合晶须质量0.2~0.3倍的碳酸氢铵,升温至60~70℃继续搅拌反应3~5h,过滤并用无水乙醇洗涤3~5次,在30~40℃,50~100pa干燥6~8h,再与环氧丙基三甲氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1:0.3:3:20~1:0.5:5:30混合均匀,在60~70℃,30~40khz超声3~5h,过滤并用无水乙醇洗涤3~5次,在30~40℃,50~100pa干燥6~8h,制备而成。
7.根据权利要求4所述的一种可降解环保阻燃剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述低聚壳聚糖的聚合度为12~18。
8.根据权利要求4所述的一种可降解环保阻燃剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述赖氨酸多肽的型号为gt-m045。
9.根据权利要求4所述的一种可降解环保阻燃剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述尿素溶液的质量分数为60~70%。
10.根据权利要求4所述的一种可降解环保阻燃剂的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述多肽溶液是将改性赖氨酸多肽、二氰二胺、尿素和纯水按质量比1:1:0.1:0.1:15~2:1:0.3:0.3:20混合均匀配制而成。