本发明属于再生纤维素薄膜整理，具体涉及一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法。
背景技术：
1、纤维素是自然界中最丰富的生物质材料，具有优异的生物降解性，良好的生物相容性和机械性能，可以制成纤维素薄膜、纤维素气凝胶、纤维素水凝胶等材料，在航空航天、生物医药、柔性传感器、纺织等领域具有巨大的应用前景。然而，纤维素属于易燃品，这极大的限制了其应用范围。因此，开发阻燃纤维素材料具有非常重要的意义。
2、传统的卤系阻燃剂由于其高效的阻燃性能而被广泛使用，但它们在燃烧过程中会释放出卤化物和持久性有机污染物，这些物质会危害人体和环境。无卤磷系阻燃剂是研究最多的无卤阻燃剂，但其存在使用量大、整理材料物理性能变差等缺点，而且在生产使用时会产生大量含磷废水对生态环境造成影响。硅系和硼系阻燃剂低毒、更加安全并符合绿色材料和可持续发展的要求。此外，有机硅化合物可以提高阻燃配方与基材的相容性，还能改善聚合物的加工流动性和力学性能。但是，目前相关无卤无磷的硅-硼阻燃体系的研究非常少。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本发明拟提供一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，复配使用吡唑基硼酸和有机硅化合物有效提高纤维素薄膜的阻燃性能，使其可以离火自熄，loi值大幅提高，整理后的纤维素薄膜属于难燃产品。
2、本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，包括如下步骤：
3、步骤1、纤维素薄膜的的制备：
4、在-40oc下，将棉绒短浆分散到8.3 ωt%lioh、15.7 ωt%尿素和76 ωt%去离子水的混合溶液中，以获得浓度为4 ωt%的纤维素溶液，将离心后的溶液倾倒在玻璃板上，铺成厚度均匀的薄膜，并在甲醇溶液中使其凝胶，然后将形成的膜浸入去离子水中以除去残留物，从而获得纤维素薄膜；
5、步骤2、聚多巴胺纤维素薄膜的制备：
6、配制tris缓冲溶液[三(羟甲基)氨基甲烷溶液]，溶液的ph为8.5，将盐酸多巴胺da溶解在tris缓冲溶液中，其中da：tris的质量比为1:15~16；将步骤1制备的纤维素薄膜浸入上述溶液中，在室温下搅拌12 h，然后用去离子水冲洗，获得聚多巴胺-再生纤维素薄膜；
7、步骤3、功能性纤维素薄膜的制备：
8、将吡唑基硼酸和有机硅化合物分别溶解在离子水中，配制成一定浓度的吡唑基硼酸阻燃整理液和有机硅阻燃整理液，然后分别用氢氧化钠溶液和硝酸溶液调节溶液的ph值，将聚多巴胺-再生纤维素薄膜依次浸入吡唑基硼酸阻燃整理液和有机硅阻燃整理液中一段时间后取出，形成双分子层，然后依次在吡唑基硼酸阻燃整理液和有机硅阻燃整理液中反复浸渍，再经过水洗和烘干，得到阻燃纤维素薄膜。
9、所述步骤3中吡唑基硼酸化学结构式如下：
10、（1）
11、所述步骤3中有机硅化合物选自以下化合物任意一种：
12、
13、所述步骤3中吡唑基硼酸阻燃整理液的摩尔浓度为0.0625~0.25 mol/l，优选为0.125~0.25 mol/l。
14、所述步骤3中有机硅阻燃整理液的摩尔浓度为0.0625~0.25 mol/l，优选为0.125~0.25 mol/l。
15、所述步骤3中吡唑基硼酸与有机硅化合物的摩尔比为1:1~1:1.1。
16、所述步骤3中氢氧化钠溶液的摩尔浓度为2~4 mol/l，优选为2~3 mol/l，硝酸溶液的摩尔浓度为2~4 mol/l，优选为2~3 mol/l。
17、所述步骤3中吡唑基硼酸阻燃整理液的ph调至为8.0~9.0，优选为8.5~9.0，有机硅阻燃整理液的ph调至为4.0~5.5，优选为4.5~5.0。
18、所述步骤3中浸渍过程中的温度为40~60oc，优选为50~55oc，浸渍时间为1 min~10min，优选为1 min~5 min。
19、所述步骤3中反复浸渍的次数为5~10次，优选为8~10次，每次浸渍分别在吡唑基硼酸阻燃整理液和有机硅阻燃整理液中保持2 min，纤维素薄膜的烘干温度为40~60oc，优选为40~50oc，烘干时间为1.5 h。
20、本发明具有如下优点：
21、（1）相比单一的卤系、磷系阻燃剂，吡唑基硼酸和有机硅化合物复配使用时阻燃效果更好，而且该阻燃体系毒性更低，更加环保。
22、（2）吡唑基硼酸和有机硅化合物复配使用，硼酸在燃烧过程中，会形成玻璃状的熔融覆盖物，提高炭层稳定性；含氮组分在燃烧过程中会产生氨气、氮气等难燃气体，可以稀释可燃气体的浓度，并作为炭层的发泡剂，形成膨胀型多孔炭层；含硅组分在高温下能够促使材料表面形成稳定的炭层，达到隔热、隔氧作用，进一步抑制燃烧过程。
1.一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中吡唑基硼酸化学结构式如下：
3.一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中有机硅化合物选自以下化合物任意一种：
4.一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中吡唑基硼酸阻燃整理液的摩尔浓度为0.0625~0.25 mol/l，优选为0.125~0.25 mol/l。
5.一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中有机硅阻燃整理液的摩尔浓度为0.0625~0.25 mol/l，优选为0.125~0.25 mol/l。
6.一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中吡唑基硼酸与有机硅化合物的摩尔比为1:1~1:1.1。
7.一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中氢氧化钠溶液的摩尔浓度为2~4 mol/l，优选为2~3 mol/l，硝酸溶液的摩尔浓度为2~4 mol/l，优选为2~3 mol/l。
8.一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中吡唑基硼酸阻燃整理液的ph调至为8.0~9.0，优选为8.5~9.0，有机硅阻燃整理液的ph调至为4.0~5.5，优选为4.5~5.0。
9.一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中浸渍过程中的温度为40~60oc，优选为50~55oc，浸渍时间为1 min~10 min，优选为1 min~5 min。
10.一种硼氮硅协效阻燃纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中反复浸渍的次数为5~10次，优选为8~10次，每次浸渍分别在吡唑基硼酸阻燃整理液和有机硅阻燃整理液中保持2 min，纤维素薄膜的烘干温度为40~60oc，优选为40~50oc，烘干时间为1.5 h。
