本發(fā)明屬于阻燃材料，具體涉及一種碳納米角基聚磷酸銨復(fù)合阻燃紡織物及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、紡織品廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，但大多數(shù)紡織品屬于可燃材料，受熱熔融、分解進(jìn)而燃燒，易引發(fā)火災(zāi)，且其燃燒過程中會產(chǎn)生大量煙霧，釋放有毒氣體，直接危及人類生命安全。因此，改善紡織品阻燃性能，能極大減少火災(zāi)事故的發(fā)生和人員傷亡，具有非常重要的社會意義。

2、提升紡織物阻燃性能的常用方式是在紡織物成型前添加阻燃劑，這種方法存在應(yīng)用靈活性較差、阻燃效率低、惡化基材的加工性能、力學(xué)性能和耐紫外老化性能等弊端。與直接添加阻燃劑的方式相比，在紡織物表面構(gòu)筑阻燃涂層能有效克服上述缺陷。阻燃涂層應(yīng)用方式便捷，可通過刷涂、浸涂或噴涂等方式在成型的織物表面構(gòu)筑。同時阻燃涂層覆蓋在織物表面，在聚合物與火焰接觸、發(fā)生熱降解之前就對外界火焰快速響應(yīng)，發(fā)揮高效的阻燃作用。更為重要的是，阻燃涂層不會破壞織物內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對織物的綜合性能影響較小。因此在織物表面構(gòu)筑阻燃涂層是提高其阻燃性能最具有發(fā)展前景的方式之一。

3、目前大部分阻燃涂層是基于傳統(tǒng)阻燃劑(如鹵系或磷系阻燃劑)制備的。通過共混、接枝、包覆或共聚等方法在阻燃劑中加入粘結(jié)劑或成膜劑并配制成均勻分散的涂料，經(jīng)涂覆及干燥工序制備穩(wěn)定的阻燃涂層；或織物的阻燃機(jī)理以離子間的相互吸附沉積、化學(xué)鍵之間的相互作用和分子之間的粘合效果等使阻燃劑沉積在織物上。

4、層層自組裝法作為一種新興的織物阻燃方法，通常是基于靜電相互作用，將基材在正負(fù)電解質(zhì)中反復(fù)交替浸泡，這樣分別帶著正負(fù)電荷的層就在基材的表面堆積起來，從而在每次浸泡之后基材表面所帶電荷實現(xiàn)一次反轉(zhuǎn)。cn105088791a公開了具有阻燃、抗菌和導(dǎo)電功能的織物及其制備方法，利用層層自組裝法制備了阻燃織物。cn105155279a公開了表面含碳納米管的膨脹型阻燃涂層的織物及其制備方法，其在織物的兩個表面覆有至少一層由含氨基化碳納米管的聚乙烯亞胺層和含羧基化碳納米管的聚磷酸銨層形成的組合涂層，制備表面含碳納米管的膨脹型阻燃涂層的織物。zhang等(tao,zhang,hongqiang,etal.construction?of?flame?retardant?nanocoating?on?ramie?fabric?via?layer-by-layer?assembly?of?carbon?nanotube?and?ammonium?polyphosphate.[j].nanoscale,2013,5(7):3013-21.)將碳納米管與聚磷酸銨用逐層組裝法制備苧麻織物阻燃納米涂層。但這種技術(shù)也存在一些缺點，例如反復(fù)交替浸泡過程中易造成組裝液之間相互污染，從而浪費原料以及降低基材阻燃效果。

5、納米材料因其自身特有的“表面效應(yīng)、體積效應(yīng)及量子效應(yīng)”而表現(xiàn)出高效的阻燃性能，優(yōu)于聚磷酸銨等傳統(tǒng)阻燃劑，而碳基納米材料(石墨烯、碳納米管等)由于突出的富碳結(jié)構(gòu)，使得其在聚合物的成炭質(zhì)量、熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能等方面有著不凡表現(xiàn)。但碳基納米材料的應(yīng)用難度較大，以碳納米管為例，其價格昂貴，具有一定毒性，制備過程需要加入催化劑導(dǎo)致程序復(fù)雜。

6、碳納米管在過去幾十年里在阻燃領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。考慮到開發(fā)低成本、具有可控分散、聚合物基質(zhì)中較低負(fù)載和優(yōu)異性能的碳基納米阻燃仍然是未來的發(fā)向，對碳基納米阻燃技術(shù)的改進(jìn)仍然是有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明目的之一在于提供一種碳納米角基聚磷酸銨復(fù)合阻燃紡織物的制備方法。

2、本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

3、一種碳納米角基聚磷酸銨復(fù)合阻燃紡織物的制備方法，包括以下步驟：

4、s1.紡織物在設(shè)定濃度的氫氧化鈉溶液中進(jìn)行浸泡，浸泡完成后，洗滌至紡織物洗滌廢水的ph值呈中性，烘干所述紡織物，備用；

5、s2.配制設(shè)定濃度的聚磷酸銨溶液，調(diào)節(jié)溶液ph值為10-11，將單壁碳納米角加入所述聚磷酸銨溶液中，超聲處理，得到噴涂液；

6、s3.將所述噴涂液按照1ml:9cm2的比例均勻噴涂在所述紡織物的表面，所述紡織物的正反面噴涂完成記為一次循環(huán)，每次循環(huán)后將所述紡織物烘干，循環(huán)噴涂至少6次，得到碳納米角基聚磷酸銨復(fù)合阻燃紡織物。

7、優(yōu)選的，所述步驟s2中，將1g聚磷酸銨加入100ml去離子水中，聚磷酸銨的聚合度大于1000，單壁碳納米角與聚磷酸銨的質(zhì)量比為(0.1～0.2):1。

8、優(yōu)選的，所述步驟s1中，氫氧化鈉溶液濃度為0.5-1mol/l。

9、優(yōu)選的，所述噴涂距離為5cm。

10、優(yōu)選的，所述步驟s1中，烘干的溫度為60℃。

11、優(yōu)選的，所述步驟s3中，烘干溫度為50～90℃。

12、優(yōu)選的，所述紡織物為棉、麻、滌綸和尼龍中的任意一種或至少兩種的混紡。

13、本發(fā)明的目的之二在于提供一種防火織物，所述織物的表面設(shè)置有碳納米角基聚磷酸銨復(fù)合阻燃涂層，所述阻燃涂層的厚度為40μm，由聚磷酸銨和單壁碳納米角組成，所述聚磷酸銨和單壁碳納米角的用量比為10:(1～2)。

14、優(yōu)選的，所述織物為棉、麻、滌綸和尼龍中的任意一種或至少兩種的混紡。

15、本發(fā)明的有益效果在于：

16、1)首次采用新型碳納米材料——單壁碳納米角作為阻燃體系中的成員，與聚磷酸銨復(fù)配制備獲得具有高效阻燃效果的膨脹型阻燃涂層，涂層中碳納米角充當(dāng)炭源，聚磷酸銨作為氣源和酸源來使用。由于碳納米角溶液本身帶有負(fù)電，聚磷酸銨溶于水之后會發(fā)生電離，形成游離的銨根離子和磷酸根離子，其中銨根離子帶有正電，會和單壁碳納米角發(fā)生靜電吸附，從而使得銨根離子緊密連接在碳納米角的邊緣，形成碳納米角基聚磷酸銨微納結(jié)構(gòu)的涂層。涂層中，聚磷酸銨和單壁碳納米角以氫鍵連接，同時兩者間存在范德華力，氫鍵和范德華力在層層自組裝過程中促進(jìn)聚磷酸銨和碳納米角之間的相互作用，這些非共價相互作用有助于層的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)完整性。

17、2)涂層中碳納米角的物理阻隔效應(yīng)與聚磷酸銨的膨脹效應(yīng)具有協(xié)同阻燃作用，復(fù)配后可進(jìn)一步提高紡織物的阻燃性能：本發(fā)明提供的碳納米角/聚磷酸銨涂層可賦予織物自熄特性的阻燃機(jī)理，即在棉織物燃燒初期，聚磷酸銨發(fā)揮催化成炭效應(yīng)，提前熱降解產(chǎn)生聚磷酸和氨氣，實現(xiàn)催化棉織物和碳納米角的脫水及炭化。此外，氨氣的存在使得氧氣濃度得以稀釋；在燃燒后期，由于碳納米角在高溫下具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，使其可以改善碳化效果，提高炭層的穩(wěn)定性，充當(dāng)有效的物理屏障。聚磷酸銨和碳納米角之間的協(xié)同阻燃效應(yīng)，保護(hù)了棉織物免受火焰的進(jìn)一步侵蝕并實現(xiàn)離火自熄。

18、3)本發(fā)明采用的碳納米角原料與碳納米管或石墨烯等碳材相比，制備方法簡單，制備過程無需催化劑，也無需使用含氟化合物和含鹵阻燃劑，且純度和產(chǎn)量高，來源廣泛、無毒無害，符合安全環(huán)保的發(fā)展方向。

19、4)本阻燃涂層織物利用簡便的一鍋法即可制備，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有工藝簡單、條件溫和、耗時短且無需特定的儀器設(shè)備等優(yōu)點，有利于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。

20、5)本發(fā)明提供的阻燃紡織物具有優(yōu)異的阻燃性能，織物燃燒后殘?zhí)渴Ｓ嗔吭黾樱覛執(zhí)勘砻娉擞幸恍┦湛s和氣泡外，織物基體的幾何結(jié)構(gòu)未被破壞。在防護(hù)服裝、家居裝飾等領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景。