多功能改性剂、多功能改性剂整理液及其制备方法和应用与流程

本发明属于阻燃抗菌多功能改性，涉及一种多功能改性剂、多功能改性剂整理液及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在纺织品领域，追求材料的高性能已成为行业共识，而研发具备多重优异特性的改性剂则是实现这一目标的关键。首先，纺织品的安全性是消费者最为关注的方面之一。因此，研发具有优异阻燃防熔滴性能的改性剂显得尤为迫切。这种改性剂能在火灾发生时迅速响应，有效遏制火势蔓延，并显著降低因熔滴造成的二次伤害，为穿着者筑起一道坚实的安全防线。其次，随着人们对健康生活的追求日益增强，抗菌性能也成为了纺织品不可或缺的一部分。具备抗菌性能的改性剂能够显著减少纺织品上的病菌滋生，降低病菌传播的风险，从而有效保护穿着者的健康，预防疾病的传播。再者，为了提升纺织品的整体性能，改性剂的应用已经成为行业内的普遍做法。而改性剂的良好粘附性能则是其能否有效发挥作用的关键。只有确保改性剂能够牢固地附着在织物表面，不易脱落，才能持久地发挥其改良作用，提升纺织品的品质和使用寿命。最后，我们还需要关注改性剂的环保性能。水溶性作为改性剂的另一重要特性，不仅简化了加工流程，提高了生产效率，还便于后续的环保处理。在加工过程中，水溶性改性剂能够轻松溶解于水，实现均匀分散，同时减少了对环境的污染和破坏。

2、综上所述，研发具有优异阻燃防熔滴性能、抗菌性能、良好粘附性能以及水溶性的改性剂，是纺织品领域追求高性能材料标准的必然选择。这种改性剂将大大提升纺织品的安全性、健康性、耐用性和环保性，为消费者带来更加优质、安全、健康的穿着体验。

3、然而，现有的改性剂往往难以同时满足上述要求。

4、文献1（棉织物的六氯环三磷腈改性氧化石墨烯阻燃整理[j]. 印染,2016,42(16):6-11,18.）将六氯环三磷腈与氧化石墨烯结合，通过氧化石墨烯上的环氧基与乙醇胺反应增加羟基含量，再进一步与六氯环三磷腈进行接枝，最终用于棉织物的阻燃整理。然而，其所用的改性剂的阻燃防熔滴性能仍不够理想，经阻燃整理后的棉织物经点燃后仍持续燃烧，仅留下少量残碳，同时其所用的改性剂的粘附性能较差，导致改性剂与棉织物之间的结合力较弱，耐水洗性能有待提升，此外其所用的改性剂不具有抗菌性能。

5、文献2（三聚氰胺-环三磷腈阻燃剂的制备及其应用[j]. 华南师范大学学报（自然科学版）,2015,47(2):78-83.）使用六羟甲基三聚氰胺与六氯环三磷腈通过亲核取代、醚化反应合成一种水溶性、醇溶性无卤磷腈阻燃剂，并尝试用于医用纯棉纱布、化纤窗帘布等材料的阻燃处理。尽管其所用的改性剂表现出一定的水溶性，但粘附性能较差，导致与纺织品之间的结合强度不足，阻燃效果的持久性不佳，此外其所用的改性剂不具有抗菌性能。

6、文献3（聚六亚甲基双胍盐酸盐在棉织物上的静电自组装及其抗菌性能[j]. 纺织学报,2012,33(4):86-90.）将聚六亚甲基双胍盐酸盐（富含氨基和亚氨基，具有强抗菌性能）和聚苯乙烯磺酸钠通过静电自组装构筑在棉纤维表面，赋予纤维抗菌性能。然而。然而，其所用的改性剂的阻燃防熔滴性能仍不够理想，粘附性能较差，导致与纺织品之间的结合强度不足，抗菌持久性差。

7、综上，现有的改性剂均存在一定的局限性，有必要开发出一种具有优异阻燃防熔滴性能、抗菌性能、良好粘附性能以及水溶性的改性剂。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种多功能改性剂、多功能改性剂整理液及其制备方法和应用。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种多功能改性剂整理液的制备方法，步骤如下：

4、（1）采用聚六亚甲基双胍盐酸盐（结构通式为）对六氯环三磷腈进行包覆改性，得到改性环三磷腈，聚六亚甲基双胍盐酸盐的链段较长，活性基团较多，其单个分子链可与六氯环三磷腈形成多个共价键结合，包覆效率高；

5、（2）配制同时含改性环三磷腈、溶剂b（四氢呋喃和水的混合溶液，溶剂b中四氢呋喃的体积占比为20~30%）、葡萄糖且ph值>7（可通过加入氢氧化钠调节）的反应体系b后，在75~85℃下反应得到多功能改性剂整理液。

6、本发明先采用聚六亚甲基双胍盐酸盐对六氯环三磷腈进行包覆改性，得到改性环三磷腈，再在碱性条件（ph值>7）、高温（75~85℃）下，将改性环三磷腈与葡萄糖进行美拉德反应，其中，聚六亚甲基双胍盐酸盐属于高分子长链化合物，富含亚氨基和氨基，链段长，可与六氯环三磷腈的活性氯发生亲核取代反应，对六氯环三磷腈形成均匀地包覆，使得其表面富含亚氨基和氨基活性基团，后续与葡萄糖反应产生的美拉德产物也可对六氯环三磷腈形成均匀的包覆。

7、作为优选的技术方案：

8、如上所述的一种多功能改性剂整理液的制备方法，步骤（1）的具体过程为：将聚六亚甲基双胍盐酸盐、六氯环三磷腈、缚酸剂、溶剂a（四氢呋喃）混合均匀得到反应体系a后，在55~65℃下反应4~5h，经后处理（冷却、抽滤、去除溶剂、采用蒸馏水和乙醇洗涤），得到改性环三磷腈。

9、如上所述的一种多功能改性剂整理液的制备方法，聚六亚甲基双胍盐酸盐与六氯环三磷腈的质量比为1~2:5，缚酸剂与六氯环三磷腈的摩尔比为6~7:1，六氯环三磷腈与溶剂a的用量比为1g:40~50ml。

10、如上所述的一种多功能改性剂整理液的制备方法，步骤（2）中，反应体系b中，改性环三磷腈的含量为40~60g/l，葡萄糖的含量为80~100g/l；反应体系b的ph值为11~12；反应时间为2~3h。

11、本发明还提供了一种多功能改性剂整理液，采用如上任一项所述的一种多功能改性剂整理液的制备方法制得。

12、本发明还提供了一种多功能改性剂的制备方法，对如上所述的一种多功能改性剂整理液进行提纯处理即得多功能改性剂。

13、本发明还提供了一种多功能改性剂，采用如上所述的一种多功能改性剂的制备方法制得；在多功能改性剂结构中，环三磷腈结构充当酸源和气源，聚六亚甲基双胍结构充当气源，美拉德产物多糖环充当碳源，多种组分有机结合构筑膨胀阻燃体系，成炭性能强，同时环三磷腈结构和聚六亚甲基双胍盐酸盐结构可产生磷氮协同效应，赋予了多功能改性剂较高的阻燃抗熔滴性能；聚六亚甲基双胍盐酸盐结构的抗菌性能优异，赋予了多功能改性剂较高的抗菌性能；美拉德产物结构的粘附性较强，赋予了多功能改性剂较高的粘附性能；聚六亚甲基双胍盐酸盐结构和美拉德产物结构的水溶性均较强，赋予了多功能改性剂较高的水溶性。

14、本发明还提供了一种持久阻燃聚酰胺6织物的制备方法，将聚酰胺6织物加入如上所述的一种多功能改性剂整理液中，在75~85℃下反应，经后处理（取出、洗涤、干燥）即得持久阻燃聚酰胺6织物；在此过程中，多功能改性剂中的美拉德产物一方面依靠其自身较高的粘附性能粘附在聚酰胺6织物上，另一方面其醛基与聚酰胺6纤维的氨基发生共价反应，接枝在聚酰胺6织物上。

15、聚酰胺6织物高强且耐磨，广泛应用于纺织服装、航空航天、建筑建工等领域。在当前的纺织技术领域中，赋予聚酰胺6织物高阻燃性能、高抗菌性能以及高耐水洗性能已成为亟待解决的关键问题。这些卓越的性能不仅能够显著提升织物的安全性和耐用性，还能拓宽其应用领域，满足更为严格的市场需求。然而，遗憾的是，尽管浸渍整理作为一种广泛应用的织物后处理工艺，能够有效地改善织物的某些性能，但现有的技术瓶颈却限制了其同时赋予聚酰胺6织物上述所有高性能的可能性。本发明制备了一种多功能改性剂，再用其对聚酰胺6织物进行浸渍整理，填补了现有技术的空白，实现了聚酰胺6织物在阻燃、抗菌和耐水洗等多方面的综合性能提升。

16、作为优选的技术方案：

17、如上所述的一种持久阻燃聚酰胺6织物的制备方法，聚酰胺6织物与多功能改性剂整理液的浴比为1:40~50，反应时间为1.5~2h。

18、本发明还提供了一种持久阻燃聚酰胺6织物，采用如上任一项所述的一种持久阻燃聚酰胺6织物的制备方法制得。

19、作为优选的技术方案：

20、如上所述的一种持久阻燃聚酰胺6织物，持久阻燃聚酰胺6织物的极限氧指数不低于30.1%，损毁长度不高于11.3cm，无熔滴产生，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99.9%以上，经30次水洗后损毁长度仍低于14.4cm，无熔滴产生，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率仍达到97.0%以上，具有优异的阻燃防熔滴性能、抗菌性能和耐水洗性能。

21、有益效果：

22、（1）本发明通过聚六亚甲基双胍盐酸盐对六氯环三磷腈的包覆改性，以及后续与葡萄糖在碱性条件下的美拉德反应制得了多功能改性剂整理液，并对该多功能改性剂整理液进行提纯处理制得了兼具阻燃、抗菌、粘附和水溶多种功能的多功能改性剂。

23、（2）本发明利用多功能改性剂整理液对聚酰胺6织物进行浸渍整理，显著提高了织物的阻燃防熔滴性能、抗菌性能、耐水洗性能，拓宽了织物的应用领域。

技术特征：

1.一种多功能改性剂整理液的制备方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种多功能改性剂整理液的制备方法，其特征在于，步骤（1）的具体过程为：将聚六亚甲基双胍盐酸盐、六氯环三磷腈、缚酸剂、溶剂a混合均匀得到反应体系a后，在55~65℃下反应4~5h，经后处理，得到改性环三磷腈。

3.根据权利要求2所述的一种多功能改性剂整理液的制备方法，其特征在于，聚六亚甲基双胍盐酸盐与六氯环三磷腈的质量比为1~2:5，缚酸剂与六氯环三磷腈的摩尔比为6~7:1，六氯环三磷腈与溶剂a的用量比为1g:40~50ml。

4.根据权利要求1所述的一种多功能改性剂整理液的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，反应体系b中，改性环三磷腈的含量为40~60g/l，葡萄糖的含量为80~100g/l；反应体系b的ph值为11~12；反应时间为2~3h。

5.一种多功能改性剂整理液，其特征在于，采用如权利要求1~4任一项所述的一种多功能改性剂整理液的制备方法制得。

6.一种多功能改性剂的制备方法，其特征在于，对如权利要求5所述的一种多功能改性剂整理液进行提纯处理即得多功能改性剂。

7.一种多功能改性剂，其特征在于，采用如权利要求6所述的一种多功能改性剂的制备方法制得。

8.一种持久阻燃聚酰胺6织物的制备方法，其特征在于，将聚酰胺6织物加入如权利要求5所述的一种多功能改性剂整理液中，在75~85℃下反应，经后处理即得持久阻燃聚酰胺6织物。

9.根据权利要求8所述的一种持久阻燃聚酰胺6织物的制备方法，其特征在于，聚酰胺6织物与多功能改性剂整理液的浴比为1:40~50，反应时间为1.5~2h。

10.一种持久阻燃聚酰胺6织物，其特征在于，采用如权利要求8或9所述的一种持久阻燃聚酰胺6织物的制备方法制得；持久阻燃聚酰胺6织物的极限氧指数不低于30.1%，损毁长度不高于11.3cm，无熔滴产生，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99.9%以上，经30次水洗后损毁长度仍低于14.4cm，无熔滴产生，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率仍达到97.0%以上。

技术总结
本发明属于阻燃改性技术领域，涉及一种多功能改性剂、多功能改性剂整理液及其制备方法和应用。该方法首先通过聚六亚甲基双胍盐酸盐对六氯环三磷腈进行包覆改性，得到改性环三磷腈；随后，在碱性条件下将改性环三磷腈与葡萄糖进行美拉德反应，制备出多功能改性剂整理液，对该多功能改性剂整理液进行提纯处理即可制得多功能改性剂；进一步地，利用该多功能改性剂整理液对聚酰胺6织物进行浸渍整理，可制得持久阻燃聚酰胺6织物。本发明制得了兼具阻燃、抗菌、粘附和水溶多种功能的多功能改性剂，并利用该多功能改性剂整理液提升了织物的阻燃防熔滴性能、抗菌性能、耐水洗性能。

技术研发人员：赵金广,倪凤军,汤方明,熊克,张烨,张元华,陈晖
受保护的技术使用者：江苏恒力化纤股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23