[发明专利]一种大豆蛋白纤维的阻燃改性方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种大豆蛋白纤维的阻燃改性方法，属于纺织生物技术领域。

背景技术：

大豆蛋白纤维是一种新型植物蛋白质纤维，它的生产是以浸出过油的大豆豆 粕为原料，利用生物工程新技术，把豆粕中的球蛋白提取提纯，通过助剂、生物 酶的作用，使提取的球蛋白改变空间结构，再添加轻基和睛基高聚物，配成一定 浓度的蛋白纺丝液，经熟成后，用湿法纺丝工艺纺成丝束，通过醛化稳定纤维的 性能，再经过卷曲、热定型和切断而成。由于大豆蛋白纤维主要生产原料为来自 于自然界的大豆，而中国作为世界大豆的主要生产国，因此大豆蛋白纤维的生产 具有相当丰富的原料资源和低廉的原料成本，发展前景非常广阔。大豆蛋白纤维 既具有天然蚕丝的优良性能，又具有合成纤维的机械性能，被行内专家誉为“新 世纪的健康、舒适纤维”，又被称为“人造羊绒”，是世界上独一无二的在同一个 纤维上具备“三大舒适功能”和“五大保健功能”的纤维产品。

材料的阻燃常通过气相阻燃、凝聚相阻燃、及中断热交换阻燃等机理实现： 抑制促进燃烧反应链增长的自由基而发挥阻燃功能的属气相阻燃；在固相中延缓 或阻止高聚物热分解起阻燃作用的属凝聚相阻燃：将聚合物燃烧产生的部分热量 带走而导致的阻燃属于中断热交换机理类的阻燃，在对不同材料进行阻燃整理 时，会应用不同的阻燃体系或阻燃剂，阻燃剂是阻止材料被引燃及抑制火焰传播 的助剂，一个理想的阻燃剂应当高效，低毒，与被阻燃材料的相容性好，不易迁 移，具有足够的热稳定性，不致过多恶化基材料性能，对紫外线及光的热稳定性 优良，且价格适中，但同时满足上述条件几乎是不可能的，所以选择实用的阻燃 剂时，大多满足基本要求的前提下，在其他要求间折衷和求得最佳的平衡。

赵晓珑在2006年6月申请河北大学硕士学位时候公布了一篇名为《大豆蛋 白纤维的阻燃改性研究》的硕士学位论文，文章公开了：采用四氯化钦、氟化氢 按与有机二酸协同体系对羊毛进行了阻燃处理,并通过极限氧指数、剩炭率、热 分析、红外光谱和扫描电子显微镜等对其阻燃性能和热降解行为进行了表征。对 比未阻燃的样品,阻燃羊毛的极限氧指数提高,剩炭率增加,热降解起始温度降低, 第二热降解阶段活化能减小,第三热降解阶段活化能增加,表明羊毛的阻燃性能 得到有效改进；采用四嗅邻苯二甲酸配(TBPA)-有机二酸体系、六氯环三磷睛和 磷酸氢铵-卤化铵体系对新型纤维-大豆蛋白纤维进行了阻燃处理,并通过极限氧 指数和剩炭率对其阻燃性能进行了评判,通过热分析和扫描电子显微镜对其阻燃 机理进行了探讨。与未经阻燃处理的大豆蛋白纤维相比,阻燃大豆蛋白纤维有极 限氧指数和剩炭率明显提高,阻燃性能得到明显改善。

中国发明专利CN201310328133.7涉及一种大豆蛋白纤维生产方法和其产品， 产品通过以下步骤生产：将大豆蛋白质粉溶于水，加入磷酸钠、氢氧化钠、乙酰 胺并加热搅拌制备大豆蛋白质溶液；将大豆蛋白质溶液与浸泡过的聚乙烯醇混 合，并在不同温度下加入甲醛、戊二醛、过氧化二苯甲酰以及尺寸不大于100nm 的十溴二苯醚和三氧化二锑、活性染料、硼酸、四硼酸钠并进行搅拌得到可纺溶 液；对可纺溶液进行过滤和真空脱泡；采用常规湿法纺丝工艺进行纺丝。该发明 的纤维中，阻燃剂均匀分散在纤维内部，不易渗出、流失，具有很好的阻燃作用， 且纤维同时具有令人满意的干、湿断裂强度，干、湿断裂伸长率和色牢度，是本 发明的最接近现有技术，但是本发明方法使用大量甲醛、戊二醛、过氧化二苯甲 酰等对人体有害的有机溶剂，不利于人体健康。

发明内容：

本发明所解决的技术问题：

本发明针对现有技术的不足，提供一种大豆蛋白纤维的阻燃改性方法，减少 有机溶剂的使用，通过生物酶作用促进大豆蛋白纤维与十溴二苯醚和三氧化二锑 的结合，环保高效无污染，减少对环境和人体的伤害，具有极高的市场推广价值。

本发明提供如下技术方案：

一种大豆蛋白纤维的阻燃改性方法，通过制备大豆蛋白溶液、制备可纺溶液、 对可纺溶液过滤和真空脱泡、纺丝工艺得到具有阻燃效果的大豆蛋白纤维，包括 以下步骤：

第一步：制备大豆蛋白溶液：

将大豆蛋白质粉溶于水，制成质量分数为20％的蛋白溶液，加热并充分搅拌， 升温至50-60℃时加入以下组分：

磷酸钠2-4g/L，

蛋白溶液质量0.1-0.2％的氢氧化钠固体，

蛋白溶液质量1-2％的乙酰胺，