Page 77 - 《精细化工》2022年第1期

第 1 期 赵文靖，等: 生物质阻燃涂层在涤纶纺织品上的研究进展 ·67·

品的方式有两种：（1）PA 经改性后获得 PA 基阻燃 性工艺中需要严格控制反应温度、时间等，因此，
剂，通过浸渍或浸轧法涂覆到涤纶织物上；（2）PA 这两种整理方法均存在一定的局限性。
与协效剂复配或与其他涂层叠加，通过 LBL 技术沉
积在涤纶纺织品上。
1.1 浸渍/浸轧法
浸渍法是指将涤纶纤维浸渍于阻燃整理液，脱
水干燥后阻燃分子依靠非极性的范德华力粘附在纤
维上的工艺过程 [12] 。浸轧法则是添加了压辊挤压的
环节，因此部分阻燃分子在挤压作用下可进入涤纶
基体内，但发挥主要阻燃作用的依然是固着在涤纶
织物表面的阻燃分子。
肖文成 [13] 利用三聚氰胺（Mel）和 Al(OH) 3 对
PA 进行改性，通过浸轧法将改性产物整理到涤纶织
物上。当 n(PA)∶n(Mel)∶n〔Al(OH) 3〕=1∶1∶0.5 时，
阻燃涤纶织物的 PHRR 下降了 38.26%，THR 下降了

39.51%，燃烧时无熔滴。但织物的经向断裂强度下 [15]
降了 18.3%。刘宗法 [14] 以 PA 和聚乙烯醇（PVA）为原 图 3 GP-108 及 GPA 化学结构 [15]
Fig. 3 Chemical structure of GP-108 and GPA
料，在 4-二甲氨基吡啶（DMAP）的催化下合成了有
机磷酸酯阻燃剂 H-PA-PVA，如图 2 所示。与纯涤纶 上述工艺中 PA 的改性通常是通过有机基团与
织物相比，浸渍后增重率为 40%（质量分数）的涤 PA 分子的磷酸基团反应以构筑高效的“三源一体”
纶织物的 PHRR 下降 了 52.53%， THR 下降 了 PA 基阻燃剂。除此之外，PA 还可以螯合金属离子
34.76%，相比纯涤纶织物燃烧后残炭率增加了 79.9%。 形成植酸金属盐 [16] 。植酸金属盐是催化 IFR 体系中

碳源与酸源交联成炭的阻燃协效剂。未来应多关注
不同价态的金属离子与 PA 的螯合能力、不同植酸
金属盐的阻燃效果等，把植酸金属盐引入到阻燃涤
纶的制备中。
1.2 LBL 法
LBL 法涂层间的结合主要依靠电解质在水相介
质中的静电吸附。生物基 LBL 阻燃涂层的构建机理

包括：（1）带某种电荷的生物大分子与其他带相反
图 2 H-PA-PVA 合成路线 [14]
Fig. 2 Synthetic route of H-PA-PVA [14] 电荷的聚电解质之间存在静电作用；（2）阻燃分子
扩散渗透到涤纶中；（3）涂层附着在涤纶织物上。
为提高阻燃涤纶的机械性能，TAO 等 [15] 利用 PA
PA 含 6 个带负电的磷酸根基团，是聚阴离子电解质，
和(3-哌嗪基丙基)甲基二甲氧基硅烷（GP-108）的化
可采用 LBL 技术与聚阳离子电解质交替沉积在涤纶
学反应物 GPA 浸涂在涤纶织物上。图 3 为 GP-108 及
纺织品上。
GPA 的结构式。与纯涤纶织物相比，当反应液中
PA 可与聚阳离子电解质 CS 构建全生物质阻燃
GP-108 的质量分数为 3%时，阻燃涤纶织物的 PHRR
涂层。FANG 等 [17] 通过 LBL 技术构建出 PA/CS 全生
下降了 51.9%，THR 下降了 32.39%，经向强度增大
物质阻燃涂层。沉积 20 次后，与原始样相比，阻燃
了 8.8%。这是因为 GPA 涂层在织物表面形成的薄
涤棉织物的 PHRR 降低了 28.87%，THR 减少了
膜可填充纤维间隙，修复较弱的纤维，对提高涤纶
49.16%，燃烧时无熔滴，但阻燃涤棉的耐水洗性有
的拉伸强度起到积极作用。
PA 基阻燃分子通过浸渍/浸轧工艺附着在涤纶 待于提高。在此基础上，FANG 等 [18] 采用同样的整
理方式，以 PA 和聚乙烯亚胺（PEI）为原料，制备
织物表面赋予涤纶阻燃性。但由于涤纶无极性基团，
阻燃分子与基体的结合力较差且水洗时易从涤纶纤 出含有 PA/PEI 涂层的阻燃涤纶织物。当 PA、PEI
维表面脱离，因此，阻燃涤纶的耐久性差。而且浸 分别在聚阴、阳离子溶液中的添加量（质量分数）
渍/浸轧法对阻燃整理液的有效成分含量也有较高 为 3%、3%时，阻燃涤纶的 LOI 高达 29.7%，燃烧
的要求，其整理效率受改性 PA 用量的影响，在改 时无熔滴滴落，水洗后 LOI 仍可达 26.8%，燃烧时