一种植酸改性淀粉阻燃剂及其制备方法和在半耐久阻燃织物中的应用

本发明涉及阻燃剂及织物阻燃，具体涉及植酸改性淀粉阻燃剂的合成及其阻燃织物的构建。

背景技术：

1、随着社会经济的发展，各种织物，如棉、涤纶、涤棉混纺、黏胶、莱赛尔、棉黏混纺、羊毛、蚕丝等在人们生活中使用的越来越广泛。但大多数织物的极限氧指数较低，在火灾发生时极其容易燃烧，危害人们的生命财产安全。所以，研究开发能够耐水洗的阻燃织物对提升织物使用的火安全性至关重要。

2、目前，随着人们环保意识的不断增强，绿色无污染、高效、环境友好的生物基阻燃剂成为人们的首选。淀粉、壳聚糖、茶多酚等常见的生物质材料，因其含有多羟基的结构，含碳量高，可以取代传统的石油基成炭剂而被人们广泛研究。植酸作为一种磷含量高达28％的生物质材料，可以作为具有高阻燃性能的酸催化阻燃剂。受淀粉在印花糊料领域中应用的启发，本发明利用植酸与淀粉进行简单反应得到阻燃剂产物，可以赋予织物半耐久阻燃效果。在本发明的阻燃体系中，淀粉作为天然交联剂，通过膨胀成糊以及粘连作用将阻燃剂黏附在织物表面，同时通过其本身富含的羟基与植酸进行反应来降低体系的酸性，减少对织物强力的影响。

技术实现思路

1、为解决现有织物阻燃技术中阻燃性能和强力保留难以协效统一的问题，本发明以淀粉和植酸为原料，提供了一种绿色、环保、简便的反应型阻燃剂的制备方法并用以制备半耐久阻燃织物。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种植酸改性淀粉阻燃剂的制备方法，步骤如下：

4、将过量淀粉和植酸混合均匀，在60～150℃进行酯化反应，得到植酸改性淀粉。反应温度优选为80～130℃。

5、所述步骤中的淀粉与植酸质量比为5:1～1:5、优选为1：1、反应时间为1～8h；所述淀粉为玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、糯米淀粉、栗子淀粉、绿豆淀粉中的任一种，当然也可以是其他能够实现的淀粉。

6、一种植酸改性淀粉在阻燃织物中的应用，所述阻燃织物的制备过程为：

7、制备植酸改性淀粉阻燃剂溶液，将织物浸泡在阻燃剂溶液中，采用轧烘焙技术将阻燃剂整理到织物上。

8、具体步骤为：以1:5～1:50的浴比，40～100℃温度下将织物浸泡在40～500g/l阻燃剂溶液中，随后对织物进行浸轧处理，通过调控织物的带液率来调控阻燃整理后织物的增重，然后将织物在50～100℃温度下进行预烘，通过定型机将织物在120～200℃高温下固化。具体地，预烘时间为1～10min、固化时间为1～5min。

9、所述的织物为能够经过轧烘焙技术处理的织物，包括但不限于棉、涤纶、涤棉混纺、黏胶、莫代尔、莱赛尔、棉黏混纺、尼龙、羊毛、蚕丝等织物中的任一种。

10、本领域普通技术人员还可根据需要添加可选的其他助剂来获得更佳的使用性能，这些助剂可选增白剂、杀菌剂、抗静电剂、交联剂、强力保留剂等，可同时加入或单独加入。

11、本发明通过一系列质量比的淀粉和植酸之间简单的酯化反应获得植酸改性淀粉，然后通过轧烘焙技术将阻燃剂整理到织物表面。淀粉作为一种生物质多糖，其所富含的羟基可以与植酸上的磷酸基团发生酯化反应，从而缓解植酸使用时所造成的强力保留率低的问题，达到织物的阻燃效果与强力保留协效统一。过程中采用过量淀粉，多余的糊化后能够提高植酸改性淀粉阻燃剂溶液的粘性，便于更好地负载在织物上，提高耐水洗效果。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)本发明以淀粉为原料，具有可再生、来源广泛、种类多样、价廉易得等特点；(2)本发明通过淀粉和植酸进行酯化反应制备植酸改性淀粉，操作简单，容易实现，并且淀粉与植酸的磷酸基团进行反应降低了植酸的酸性；(3)本发明通过控制反应温度保证制备的植酸改性淀粉阻燃剂能够有效黏附在织物上，具有一定的耐水洗效果；(4)本发明制备的植酸改性淀粉用于织物阻燃改性，织物在受热时，阻燃剂提前分解并促使织物形成稳定的炭层，从而隔绝热量和氧气，保护下层织物，有效地提高了织物的阻燃性能；(5)阻燃剂的加入起到的交联剂作用以及淀粉的黏结作用可以阻止织物分子链滑移所造成的断裂，从而使织物的强力得以保留；(6)植酸、淀粉和水都是环保型原材料，合成的阻燃剂是环境友好型的阻燃剂，既减少了石化资源的消耗，又减轻了环境负担。

技术特征：

1.一种植酸改性淀粉阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的植酸改性淀粉阻燃剂的制备方法，其特征在于，反应温度为80～130℃。

3.根据权利要求1所述的植酸改性淀粉阻燃剂的制备方法，其特征在于，淀粉与植酸质量比为5:1～1:5，反应时间为1～8h。

4.根据权利要求1所述的植酸改性淀粉阻燃剂的制备方法，其特征在于，淀粉为玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、糯米淀粉、栗子淀粉、绿豆淀粉中的任一种。

5.权利要求1-4任一所述制备方法制备的植酸改性淀粉阻燃剂。

6.权利要求5植酸改性淀粉阻燃剂在阻燃织物中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，阻燃织物的制备过程为：制备植酸改性淀粉阻燃剂溶液，将织物浸泡在阻燃剂溶液中，采用轧烘焙技术将阻燃剂整理到织物上。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，以1:5～1:50的浴比，40～100℃温度下将织物浸泡在40～500g/l阻燃剂溶液中，随后对织物进行浸轧处理，通过调控织物的带液率来调控阻燃整理后织物的增重，然后将织物在50～100℃温度下进行预烘，通过定型机将织物在120～200℃高温下固化。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，预烘时间为1～10min、固化时间为1～5min。

10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，织物为能够经过轧烘焙技术整理的织物。

技术总结
本发明公开了一种植酸改性淀粉阻燃剂及其制备方法和在织物半耐久阻燃中的应用，属于阻燃剂技术领域。植酸改性淀粉阻燃剂制备方法为：将植酸、淀粉置于反应器中，在加热条件下反应一定时间，得到植酸改性淀粉；所述淀粉为玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、糯米淀粉、栗子淀粉、绿豆淀粉中的任一种。将植酸改性淀粉采用轧烘焙技术整理到织物上，所述织物为棉、涤纶、涤棉混纺、黏胶、莫代尔、莱赛尔、棉黏混纺、尼龙、羊毛、蚕丝等织物中的任一种。经植酸改性淀粉阻燃整理后织物的阻燃性能有明显提高，由于淀粉优异的糊化作用，可以将阻燃剂黏附在织物表面，赋予体系一定的阻燃耐久性。相较于植酸整理织物，其强力保留也有明显提升。

技术研发人员：刘云,宋婉萌,赵斌,徐英俊,李平
受保护的技术使用者：青岛大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1