本發(fā)明涉及功能性紡織材料制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有阻燃涂層的織物及其制備方法。

背景技術(shù)：

紡織品是人們?cè)谌粘Ｉ钪械谋匦杵?，而在一些特殊?yīng)用領(lǐng)域，例如：對(duì)紡織品具有阻燃耐火要求的阻燃應(yīng)用領(lǐng)域，普通日用紡織品就不能滿足使用要求，這樣具有阻燃功能性的阻燃紡織品就有著很大的市場(chǎng)需求和研發(fā)價(jià)值。采用紡織化學(xué)后整理技術(shù)，對(duì)織物進(jìn)行后整理加工，賦予其阻燃功能性，是制備阻燃紡織品的一種有效途徑。而涂層技術(shù)是一種環(huán)保，簡(jiǎn)便和高效的紡織化學(xué)后整理加工技術(shù)，它可以將涂層劑的功能性發(fā)揮到充分，從而得到性能優(yōu)異的功能性紡織品。

石墨烯是一種具有二維平面結(jié)構(gòu)的碳材料，近年來，因其優(yōu)異的力學(xué)性能，導(dǎo)電性能和熱學(xué)性能，而受到了廣大科研工作者的極大關(guān)注。氧化石墨烯是在石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加了豐富的含氧官能團(tuán)。因此，氧化石墨烯同樣具有著優(yōu)異的性能和應(yīng)用價(jià)值，其已被證明是一種綠色環(huán)保型阻燃劑。此外，由于其擁有豐富的含氧官能團(tuán)，所以它對(duì)織物具備一定的親和力，通過后整理加工技術(shù)將氧化石墨烯整理到織物上，可以賦予織物一定的阻燃性能。

蒙脫土是一種硅酸鹽類天然礦物，其成分中含有大量的鋁，鎂和硅元素。因此，蒙脫土也具有優(yōu)異的阻燃性能。如果可以將蒙脫土和氧化石墨烯結(jié)合起來對(duì)織物進(jìn)行阻燃整理，同時(shí)發(fā)揮兩者的優(yōu)異阻燃性能，這樣就可以極大地提高整理后織物的阻燃性能。但是，作為一種礦物材料，蒙脫土對(duì)織物不具備親和力，通過后整理加工技術(shù)無法使其直接吸附在織物上，那么蒙脫土的優(yōu)異阻燃性能就得不到合理的利用。

當(dāng)前，現(xiàn)有技術(shù)大多是將石墨烯或氧化石墨烯作為微量添加劑添加到聚乙烯醇/蒙脫土復(fù)合體系中，然后通過“浸軋烘”的方法，將織物浸漬在復(fù)合體系中吸附阻燃劑，或者通過“真空抽濾”的方法將整理劑抽濾到織物上，從而對(duì)織物進(jìn)行阻燃整理。但是，這兩種方法都有較大的局限性。首先，低劑量的石墨烯或者氧化石墨烯吸附在織物上，對(duì)織物阻燃性能的提高是非常不明顯的；其次，在這兩種方法中，蒙脫土并不能很好的吸附在織物表面，這是因?yàn)榫垡蚁┐紝?duì)蒙脫土的包覆能力不夠，而且聚乙烯醇對(duì)織物親和力不足以使蒙脫土良好的吸附在織物的表面。

因此，如何將蒙脫土整理到織物上并且將蒙脫土和氧化石墨烯有效的結(jié)合，從而充分發(fā)揮兩者的阻燃特性，提高織物的阻燃性能是紡織化學(xué)領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有阻燃涂層的織物及其制備方法，采用涂層整理的方法，將涂層劑整理到織物表面，一方面可以充分發(fā)揮氧化石墨烯和蒙脫土的優(yōu)異阻燃性能，另一方面整理后織物的阻燃性能得到極大提高。

本發(fā)明提供了一種具有阻燃涂層的織物的制備方法，包括以下步驟：

(1)提供濃度為8.5-17.5mg/ml的氧化石墨烯水溶膠；

(2)將蒙脫土與水混合均勻，得到蒙脫土懸浮液；

(3)將蒙脫土懸浮液、氧化石墨烯水溶膠以及增稠劑混合均勻，得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑；

(4)將步驟(3)得到的氧化石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑涂覆到織物表面，得到具有阻燃涂層的織物。

進(jìn)一步地，在步驟(1)中，采用改進(jìn)hummers法制備氧化石墨烯。

以天然鱗片石墨為原料，采用改進(jìn)hummers法制備氧化石墨烯，洗滌、透析3-7天后得到濃度為20-30mg/ml的氧化石墨烯水溶膠。透析時(shí)采用的透析袋的截留分子量為8000-14000da。然后用水將透析后的氧化石墨烯水溶膠稀釋到濃度為8.5-17.5mg/ml。

進(jìn)一步地，在步驟(2)中，通過攪拌混勻。

進(jìn)一步地，在步驟(3)中，增稠劑為聚乙烯醇或瓜爾膠。

進(jìn)一步地，在步驟(3)中，氧化石墨烯、增稠劑和蒙脫土的質(zhì)量比為70-85:10:5-20。

優(yōu)選地，在步驟(3)中，氧化石墨烯、增稠劑和蒙脫土的質(zhì)量比為85:10:5，80:10:10，75:10:15或70:10:20。

進(jìn)一步地，在步驟(3)中，通過攪拌和超聲混勻。

進(jìn)一步地，在步驟(4)中，采用涂層機(jī)進(jìn)行涂覆，涂覆速度為0.2cm/s-1cm/s，涂層厚度為0.2-1.0mm。

進(jìn)一步地，涂層機(jī)包括托架和位于托架一端的刮刀，織物固定在托架上，氧化石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑在刮刀的帶動(dòng)下均勻涂覆于織物的表面。

進(jìn)一步地，在步驟(4)中，還包括在60℃-120℃下烘干涂覆后的織物的步驟。

進(jìn)一步地，在步驟(4)中，對(duì)織物進(jìn)行雙面涂覆。對(duì)織物首先進(jìn)行單面涂覆，然后在60℃-120℃下烘干，再對(duì)其進(jìn)行另一面的涂覆，然后在60℃-120℃下烘干。

進(jìn)一步地，在步驟(4)中，織物為棉和/或蠶絲織物。

本發(fā)明還提供了一種采用上述方法所制備的具有阻燃涂層的織物。

借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明采用物理共混的方法，將擁有極佳阻燃性能卻難以直接吸附在織物上的蒙脫土摻雜進(jìn)入氧化石墨烯溶膠中，得到擁有極佳阻燃性能的氧化石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑，然后采用涂層整理的方法，將涂層劑整理到織物表面。氧化石墨烯摻雜蒙脫土阻燃涂層劑具有綠色環(huán)保，無毒無鹵等特點(diǎn)。本發(fā)明提供的氧化石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑的合成工藝簡(jiǎn)單，適合大批量生產(chǎn)。采用涂層的方法使氧化石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑整理到織物表面，工藝簡(jiǎn)單，易于操作，對(duì)涂層劑利用率高，并且可以極大地提高織物的阻燃性能。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

圖1是本發(fā)明未經(jīng)本發(fā)明的方法處理的蠶絲織物的掃描電鏡圖；

圖2是實(shí)施例8制備的阻燃蠶絲織物的掃描電鏡圖；

圖3是未經(jīng)本發(fā)明方法處理的蠶絲織物的垂直燃燒圖；

圖4是實(shí)施例8制備的阻燃蠶絲織物的垂直燃燒圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

以天然鱗片石墨為原料，采用改進(jìn)hummers法制備氧化石墨烯，洗滌后，透析3-7天后得到濃度為20-30mg/ml的氧化石墨烯水溶膠。向其中加入去離子水進(jìn)行稀釋，得到濃度為17.5mg/ml的氧化石墨烯水溶膠。其中，改進(jìn)hummers法參照文獻(xiàn)：marcanod.c.,etal.,improvedsynthesisofgrapheneoxide,acsnano,4(2010),8,pp.4806-4814中的方法進(jìn)行。

取2g蒙脫土加入500ml去離子水中，經(jīng)過充分的機(jī)械攪拌，使其分散均勻，制得濃度約為2.5mg/ml的蒙脫土懸浮液。將10ml蒙脫土懸浮液加入到上述氧化石墨烯水溶膠中，經(jīng)機(jī)械攪拌，超聲分散，使其均勻混合。在攪拌過程中，加入10ml，濃度為5mg/ml的聚乙烯醇水溶液作為增稠劑，混勻后得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑。其中，氧化石墨烯、聚乙烯醇和蒙脫土的質(zhì)量比為85:10:5。

將普通棉織物裁剪成20cm×40cm大小，固定于涂層小樣機(jī)的托架上，并將上述制備的氧化石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑均勻地置于刮刀的一端，通過刮刀的運(yùn)動(dòng)將涂層劑均勻?qū)γ蘅椢锏谋砻孢M(jìn)行單面涂覆，其中刮刀運(yùn)動(dòng)的速度(即涂覆速度)為0.2cm/s，調(diào)節(jié)涂層厚度為0.5mm，將涂覆后的織物置于鼓風(fēng)干燥箱100℃烘10min。

然后將上述單面涂層后的棉織物正反倒置后置于涂層小樣機(jī)托架上，將涂層劑均勻的倒置于刮刀一端，調(diào)節(jié)涂層速度為0.2cm/s，涂層厚度為0.5mm。將雙面均涂覆了石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑的織物置于鼓風(fēng)干燥箱100℃烘10min，得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土的阻燃涂層棉織物。

實(shí)施例2

參照實(shí)施例1的方法，制備氧化石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑，其中，氧化石墨烯、增稠劑和蒙脫土的質(zhì)量比為80:10:10。其他工藝與實(shí)施例1相同，得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土的阻燃涂層棉織物。

實(shí)施例3

參照實(shí)施例1的方法，制備氧化石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑，其中，氧化石墨烯、增稠劑和蒙脫土的質(zhì)量比為75:10:15。其他工藝與實(shí)施例1相同，得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土的阻燃涂層棉織物。

實(shí)施例4

參照實(shí)施例1的方法，制備氧化石墨烯摻雜蒙脫土涂層劑，其中，氧化石墨烯、增稠劑和蒙脫土的質(zhì)量比為70:10:20。其他工藝與實(shí)施例1相同，得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土的阻燃涂層棉織物。

實(shí)施例5

選用蠶絲織物作為待涂覆織物，其余參數(shù)和工藝均與實(shí)施例1相同，得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土的阻燃涂層蠶絲織物。

實(shí)施例6

選用蠶絲織物作為待涂覆織物，其余參數(shù)和工藝均與實(shí)施例2相同，得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土的阻燃涂層蠶絲織物。

實(shí)施例7

選用蠶絲織物作為待涂覆織物，其余參數(shù)和工藝均與實(shí)施例3相同，得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土的阻燃涂層蠶絲織物。

實(shí)施例8

選用蠶絲織物作為待涂覆織物，其余參數(shù)和工藝均與實(shí)施例4相同，得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土的阻燃涂層蠶絲織物。

通過極限氧指數(shù)儀測(cè)試上述得到的各氧化石墨烯摻雜蒙脫土的具有阻燃涂層的織物的阻燃性能，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1具有阻燃涂層的織物的阻燃性能測(cè)試結(jié)果

從上表中可看出，各實(shí)施例所得到的織物極限氧指數(shù)均超過26％，說明所得到的具有阻燃涂層的織物皆具備優(yōu)異的阻燃性能。其中，隨著蒙脫土質(zhì)量的提升，所得具有阻燃涂層織物的極限氧指數(shù)也逐漸提高。其中，當(dāng)涂層劑成分質(zhì)量比為70:10:20時(shí)，實(shí)施例4所得具有阻燃涂層棉織物極限氧指數(shù)達(dá)到33.2％；實(shí)施例8所得具有阻燃涂層蠶絲織物，氧指數(shù)達(dá)到44.6％，表明該涂層劑賦予了織物極佳的阻燃性能。

圖1是未經(jīng)本發(fā)明的方法處理的蠶絲織物的放大100倍的掃描電鏡圖；圖2是實(shí)施例8制備的阻燃蠶絲織物的放大100倍的掃描電鏡圖。對(duì)比圖1和圖2可發(fā)現(xiàn)，涂層后的織物表面明顯附著一層阻燃薄膜，不能直接吸附在織物表面的蒙脫土成功被包覆在氧化石墨烯溶膠內(nèi)，吸附在織物表面，兩種阻燃劑同時(shí)發(fā)揮阻燃作用，賦予織物優(yōu)異的阻燃性能。

圖3是未經(jīng)本發(fā)明方法處理的蠶絲織物的垂直燃燒圖；圖4是實(shí)施例8制備的阻燃蠶絲織物的垂直燃燒圖。其中未經(jīng)處理的蠶絲織物經(jīng)垂直燃燒后損毀長(zhǎng)度為22cm，且織物表觀遭到嚴(yán)重的破壞，而實(shí)施例8制備的阻燃蠶絲織物經(jīng)垂直燃燒后，損壞長(zhǎng)度為9.5cm，且織物依然能保持完整的表觀形貌，說明該織物具備優(yōu)異的阻燃性能。

實(shí)施例9

參照實(shí)施例1的工藝，選用蠶絲織物作為待涂覆織物，并且選用瓜爾膠作為增稠劑，調(diào)節(jié)涂層速度為1cm/s，涂層厚度為0.2mm，其余參數(shù)和工藝均與實(shí)施例1相同，得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土的阻燃涂層蠶絲織物。

實(shí)施例10

參照實(shí)施例2的工藝，選用蠶絲織物作為待涂覆織物，并且選用瓜爾膠作為增稠劑，調(diào)節(jié)涂層速度為0.6cm/s，涂層厚度為1.0mm，其余參數(shù)和工藝均與實(shí)施例2相同，得到氧化石墨烯摻雜蒙脫土的阻燃涂層蠶絲織物。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。