本发明涉及织物整理技术领域，尤其是涉及一种织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂及其制备和应用方法。
背景技术：
在实际救援过程中，消防服极易受到水流冲击，如若被水渍沾污，消防服装整体重量会增加，从而增大消防员负荷，影响消防员的战斗力。在高温环境下，浸湿的消防服装还会加剧其厚重闷热的缺点，更易导致消防员发生中暑等热应激现象，威胁消防员生命安全；在低温环境下，消防服表面的水分将很快冻结成冰，冻结的消防服将大大影响消防员的行动，这不但会影响消防员的救援效率，也会危及消防员的生命安全。同时，消防服在实际使用过程中还会面临火焰灼烧和清洗后双疏性能变差的问题。因此，需对消防服的疏水、疏冰、阻燃、耐水洗等性能进行提升。织物整理剂是常用的解决这些问题的方法，整理剂处理后的织物由于拒水的特性很容易让水从其表面滚落，而难以迅速结冰。同时由于具有高度疏水特性，织物表面即便结冰，冰也很容易从表面脱落。
市面上的织物防泼水剂所形成的涂层已经有较好的防泼水效果(如日本大金daikin优尼恩防泼水整理tg-410)，但这些涂层在受到洗涤、磨损或水流冲击后容易失去防泼水效果，达不到消防服持久防泼水的要求。同时，由于这些涂层基本没有阻燃效果，有的甚至还有助燃效果，故无法应用到阻燃要求很高的消防服表面。有些涂层能做到表面超疏水、阻燃，但制备过程复杂，成本高(中国发明专利201510053494.4；陈珊珊，吉林大学，硕士论文，2014)。目前，市面上还没有见到能兼顾阻燃、疏水、疏油、疏冰、耐水洗的水性织物整理剂。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂，通过含氟防泼水剂的低表面能以及封闭型阻燃多异氰酸酯交联剂的阻燃和交联特性，赋予织物阻燃、疏水、疏油、疏冰、耐水洗等优异性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂，该整理剂由包括如下重量份数的原料制备得到：水100份、防泼水剂2-5份、交联剂0.5-4份；其中，所述交联剂为由阻燃剂、多异氰酸酯和封端剂制备得到的封闭型阻燃多异氰酸酯。
织物用该织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂所形成的涂层由于具有低表面能特性，能够赋予织物优异的拒水、疏油、疏冰性能，而封闭型阻燃多异氰酸酯交联剂本身具有较好的阻燃性能，同时还可与防泼水剂发生交联反应，在不影响拒水、疏油、疏冰性能的同时，为涂层提供了阻燃和耐水洗功能。
进一步，所述防泼水剂为含氟丙烯酸酯；含氟丙烯酸酯的大分子主链上既含有可供交联的侧羟基，又含有较长的碳氟侧链。
进一步，所述封闭型阻燃多异氰酸酯的结构如下：
其中，a代表封端剂，b代表多异氰酸酯，c代表阻燃剂。
进一步，所述阻燃剂的结构为：
磷(膦)酸酯和三聚氰胺磷酸盐类阻燃剂本身阻燃性能较好，然后两端含有羟基或氨基可以与异氰酸酯反应，选择这种阻燃结构兼顾了阻燃和能与异氰酸酯反应。
进一步，所述r1、r2、r3、r4的结构如下：
进一步，所述封端剂中r的结构为：
进一步，所述封闭型阻燃多异氰酸酯由包括如下步骤的制备方法制备得到：
(1)将阻燃剂和多异氰酸酯分别溶于溶剂，按照羟基或氨基与异氰酸根摩尔比为1:1，将阻燃剂溶液逐滴滴加到异氰酸酯溶液中，搅拌30-60min，制得阻燃多异氰酸酯；
(2)氮气保护下，将阻燃多异氰酸酯逐滴加入到封端剂溶液中，升温至80℃，反应30min，干燥，即得封闭型阻燃多异氰酸酯。
本发明还提供了一种如上述所述的织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂的制备方法，该方法包括如下步骤：
室温下，将防泼水剂和交联剂加入到水中，在500转速下搅拌30min，停止搅拌，静置2h去除气泡，制得织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂。
本发明还提供了一种如上述所述的织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂的应用方法，该方法包括如下步骤：
(1)将织物于室温下浸渍于织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂中1-2min，取出后置于浸轧机中浸轧，浸轧压力为0.25mpa；
(2)将步骤(1)得到的织物置于120-170℃烘箱中烘烤1-10min。
本发明还提供了一种如上述所述的织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂在消防员防护服装上的应用。
相对于现有技术，本发明所述的织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂及其制备和应用方法具有以下优势：
(1)本发明所述的织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂通过具有低表面能特性的含氟防泼水剂的引入，赋予织物防泼水、疏油和疏冰的优异性能，从而确保消防员在高温和低温环境下能够舒适和高效的进行救援工作。在整理剂中引入阻燃剂，赋予织物优异的阻燃性能，为消防员的安全提供进一步的保障；同时，将阻燃剂反应到多异氰酸酯交联剂上，避免直接将阻燃剂添加至整理剂时，织物正常使用和清洗过程中造成的阻燃剂损失和织物阻燃性能下降。
(2)本发明所述的织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂对织物的处理方法简便易行，并且整理剂对织物的视觉和手感影响较小。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1：
封闭型阻燃多异氰酸酯的制备方法：
(1)将膦酸酯阻燃剂(结构式如表1)和六亚甲基二异氰酸酯按照羟基和异氰酸酯摩尔比为1:1分别溶于甲苯溶剂，在200转速搅拌下将膦酸酯阻燃剂溶液逐滴滴加到异氰酸酯六亚甲基二异氰酸酯溶液中，继续搅拌30min，干燥，制得阻燃多异氰酸酯；
(2)氮气保护下，将阻燃多异氰酸酯逐滴加入到苯酚类封端剂溶液中，升温至80℃，反应30min，干燥，即得封闭型阻燃多异氰酸酯。
一种织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂的制备方法，该方法包括如下步骤：
取c8型防泼水剂(日本大金公司tg-581，固含量30wt％)2份、封闭型阻燃多异氰酸酯0.5份、水100份，室温下，将防泼水剂和交联剂加入到水中，在500转速下搅拌30min，停止搅拌，静置2h去除气泡，制得织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂。
一种织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂的应用方法，该方法包括如下步骤：
(1)将芳纶织物于室温下浸渍于织物用阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂中1min，取出后置于浸轧机中浸轧，浸轧压力为0.25mpa；
(2)重复浸渍和浸轧步骤2次；
(3)将浸轧后的织物置于120℃烘箱中5min，即制得具有阻燃、疏水、疏油、疏冰功能的织物。
实施例2-5以及对比例1-3与实施例1相比，制备步骤基本相同，仅阻燃剂、异氰酸酯、防泼水剂、封端剂种类和含量不同，各实施例和对比例中阻燃剂、异氰酸酯、防泼水剂、封端剂具体种类和含量见表1。
表1实施例和对比例具体配方(各组分的单位为重量份数)
按照gb/t4745-2012《纺织品防水性能的检测和评价沾水法》，测试整理剂处理后芳纶织物的沾水等级，使用平推法(塑料套模内水预冷2h)测试织物表面与冰之间的结合力；同时，分别取处理好的织物进行机洗和水流冲击一段时间，烘干后再次测量织物表面的沾水等级和推冰剪切力；机洗是将织物放入洗衣机内加入一定量的自来水(浸没织物)洗涤30分钟，共计50次；水流冲击试验是将织物放于冲击力为105.3kpa的水流下冲击2h；通过测试织物的极限氧指数表征其阻燃性能，极限氧指数按照gb/t5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》进行测试。
表2给出了实施例和对比例中的测试结果，包括沾水等级、冰柱结合力、机洗和水流冲击后沾水等级、机洗和水流冲击后冰柱结合力、极限氧指数等。
表2实施例1-5和对比例1-3的测试结果
结果分析：
综上可以看出，未处理的织物样品亲水性强，易结冰且冰的结合力强，较难清除；使用含氟丙烯酸酯处理后的织物疏水、疏冰性能得到明显提升，但是由于其粘附力较弱，水洗后含氟丙烯酸酯流失，导致其疏水、疏冰性能明显降低；当进一步引入异氰酸酯后，处理后的织物样品的耐水洗性能得到明显提升，洗涤后织物的疏水、疏冰性能基本保持不变；封闭型阻燃异氰酸酯的引入能够进一步提升织物的阻燃性能；同时，随着阻燃、疏水、疏油、疏冰整理剂含量的提高，处理后织物的疏水、疏冰、阻燃、和耐水洗等性能逐渐提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。