CN101831803B - 一种尼龙织物的后整理阻燃方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尼龙织物的后整理阻燃方法。将经过预处理后的尼龙织物在丙烯酰胺溶液中浸泡，通过常规整理的浸轧工艺后，在紫外光辐照下，进行丙烯酰胺在尼龙织物表面的光接枝反应。本发明利用光引发剂在紫外光辐照下能抽提尼龙织物表面活性氢形成大分子自由基的原理，对尼龙织物进行表面改性，将更多的酰胺基团引入聚酰胺的侧链，提高聚合物的氮含量，从而达到改性尼龙织物阻燃性能的目的。

Description

一种尼龙织物的后整理阻燃方法
技术领域
本发明涉及一种尼龙织物的后整理阻燃方法。特别涉及一种采用表面光接枝方法来实现尼龙织物的后整理阻燃方法。
背景技术
尼龙纤维是世界上最早投入工业化生产的合成纤维，也是合成纤维的一个主要品种。未来世界尼龙纤维需求将在目前大约4000kt基础上以2％～3％的平均增长率增长，主要用于纺织用长丝、地毯丝、产业用长丝和短纤维等。尼龙纤维属于热塑性纤维，由于燃烧时纤维收缩以及熔融滴落使燃烧部分脱离织物而表现出一定的自阻燃性，但熔融滴落会引起二次火灾或烫伤穿衣者皮肤，此种燃烧特性给人民生活安全造成了巨大的威胁。近年来，涌现了大量关于尼龙织物后整理阻燃方面的研究，但至今仍没有成功的工业化产品。目前最常用的尼龙后整理阻燃体系为甲醛-硫脲体系，但此体系在整理过程中涉及甲醛的使用，对环境和人体危害较大，使其推广受到了限制。而用于其它纤维的磷、卤类传统阻燃剂和整理工艺作为尼龙的后整理阻燃剂，效果都不理想，因此，寻找一种高效、环保、耐久的尼龙织物后整理阻燃体系是很有必要的。
紫外光引发聚合物材料表面光接枝改性的原理及方法最早由Oster等人于20世纪50年代提出。直到80年代，表面光接枝方法才逐渐引起材料学家的重视，应用领域也由最初的简单表面改性逐步发展到表面功能化、高性能化甚至接枝成型技术等。聚合物的表面光接枝就是利用紫外光引发单体，在聚合物表面进行的接枝聚合，遵循自由基聚合机理。紫外光接枝技术相比于其它接枝方法的优点在于：条件温和，长波紫外光(300～400nm)能量低，不为高分子材料所吸收，却能被光引发剂吸收而引发反应，对基材本身性能损害较小。
本发明的亮点在于：一、首次将表面光接枝技术引入织物的后整理阻燃处理中，目前尚未见国内外文献及专利报道将此项技术应用于织物后整理阻燃方面。传统的接枝方法在达到改善阻燃目的的同时以损害织物其它性能为代价，而光接枝技术由于自身条件温和不伤害基材的特性，在达到阻燃表面改性的目的同时，又不致影响材料本体性能，而且工艺简单，常温下操作，无污染，便于操作控制，设备投资少，同时，由于接枝单体和基材以共价键形式连接，将有效解决传统后整理方法存在的耐水洗性能差的问题，是有望实现工业化的阻燃表面改性技术。二、本发明中首次使用丙烯酰胺及其衍生物作为尼龙织物的光接枝阻燃单体，使其获得了较好的阻燃性能。
发明内容
本发明的目的在于将光接枝技术以及作为光敏性阻燃单体的丙烯酰胺及其衍生物引入尼龙织物的后整理阻燃体系中。
本发明提供的一种尼龙织物的后整理阻燃方法，其特征在于：
尼龙织物在沸水中煮1hr，再于丙酮中抽提10hr，然后将尼龙织物浸泡于阻燃整理液中，浸泡后的尼龙织物在室温下进行浸轧工艺，浸轧工艺中浸泡时间为0.5-3hr，轧车转速为0.2m/s，压力为0.5-2.5Mpa，浸轧后的尼龙织物放入光接枝箱中进行光接枝反应，紫外灯强度为100w/cm2，辐照时间为15-60min，辐照高度为5-30cm，之后将织物用丙酮抽提24hr，用清水洗涤后，放入80℃烘箱中烘30min；
上述阻燃整理液在配制中以丙酮为溶剂，光敏性阻燃单体的质量百分比浓度为5％-20％，光引发剂的质量百分比浓度为0.5％-3.0％。
光敏性阻燃接枝单体为丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。光引发剂为二苯甲酮、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′，2′-二甲基乙酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
本发明的优点在于整理过程在常温下进行，无污染，操作简单易控制，装置成本低，易于工业化推广，通过此法得到的阻燃尼龙织物具有较好的阻燃性能，且耐洗性能优异。本发明提供的阻燃尼龙织物，在整理以及使用过程环保无毒，成本低廉，氧指数可从19.9提高至27.0，垂直燃烧测试中，无融滴，无余燃、阴燃时间，损毁长度明显减少。
具体实施方式
实施例一：
尼龙织物在沸水中煮1hr，再于丙酮中抽提10hr，其后将经过预处理的尼龙织物在常温下浸泡于阻燃整理液中，该整理液以丙酮为溶剂，其中丙烯酰胺的质量百分比浓度为20％，二苯甲酮的质量百分比浓度为0.5％，迅速取出后将其经过浸轧工艺，经过此工艺时，浸泡时间为1hr，转速为0.2m/s，压力为0.5Mpa，将浸轧后的尼龙织物放入光接枝箱中进表面接枝，紫外灯强度为100w/cm2，辐照高度为5cm，辐照时间为60min，接枝反应完成后，尼龙织物用丙酮抽提24hr，用清水漂洗后放入80℃烘箱中30min，此时测得氧指数为26.6，垂直燃烧过程中，余燃、阴燃时间皆为0s，损毁长度降低为6.3cm，测试中无融滴现象。
实施例二：
尼龙织物在沸水中煮1hr，再于丙酮中抽提10hr，其后将经过预处理的尼龙织物在常温下浸泡于阻燃整理液中，该整理液以丙酮为溶剂，其中甲基丙烯酰胺的质量百分比浓度为15％，光引发剂1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′，2′-二甲基乙酮的质量百分比浓度为3.0％，迅速取出后将其经过浸轧工艺，经过此工艺时，浸泡时间为0.5hr，转速为0.2m/s，压力为1.0Mpa，将浸轧后的尼龙织物放入光接枝箱中进表面接枝，紫外灯强度为100w/cm2，辐照高度为15cm，辐照时间为50min，接枝反应完成后，尼龙织物用丙酮抽提24hr，用清水漂洗后放入80℃烘箱中30min，此时测得氧指数为27.1，垂直燃烧过程中，余燃、阴燃时间皆为0s，损毁长度降低为7.8cm，测试中无融滴现象。
实施例三：
尼龙织物在沸水中煮1hr，再于丙酮中抽提10hr，其后将经过预处理的尼龙织物在常温下浸泡于阻燃整理液中，该整理液以丙酮为溶剂，其中甲基丙烯酰胺的质量百分比浓度为10％，光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的质量百分比浓度为1.5％，迅速取出后将其经过浸轧工艺，经过此工艺时，浸泡时间为2hr，转速为0.2m/s，压力为2.5Mpa，将浸轧后的尼龙织物放入光接枝箱中进表面接枝，紫外灯强度为100w/cm2，辐照高度为15cm，辐照时间为30min，接枝反应完成后，尼龙织物用丙酮抽提24hr，用清水漂洗后放入80℃烘箱中30min。此时测得氧指数为26.8，垂直燃烧过程中，余燃、阴燃时间皆为0s，损毁长度降低为7.2cm，测试中无融滴现象。
实施例四：
尼龙织物在沸水中煮1hr，再于丙酮中抽提10hr，其后将经过预处理的尼龙织物在常温下浸泡于阻燃整理液中，该整理液以丙酮为溶剂，其中丙烯酰胺的质量百分比浓度为15％，光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的质量百分比浓度为2.0％，迅速取出后将其经过浸轧工艺，经过此工艺时，浸泡时间为3hr，转速为0.2m/s，压力为1.5Mpa，将浸轧后的尼龙织物放入光接枝箱中进表面接枝，紫外灯强度为100w/cm2，辐照高度为30cm，辐照时间为15min，接枝反应完成后，尼龙织物用丙酮抽提24hr，用清水漂洗后放入80℃烘箱中30min，此时测得氧指数为26.6，垂直燃烧过程中，余燃、阴燃时间皆为0s，损毁长度降低为6.5cm，测试中无融滴现象。
实施例五：
尼龙织物在沸水中煮1hr，再于丙酮中抽提10hr，其后将经过预处理的尼龙织物在常温下浸泡于阻燃整理液中，该整理液以丙酮为溶剂，其中丙烯酰胺的质量百分比浓度为5％，光引发剂1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′，2′-二甲基乙酮的质量百分比浓度为2.0％，迅速取出后将其经过浸轧工艺，经过此工艺时，浸泡时间为2hr，转速为0.2m/s，压力为2.0Mpa，将浸轧后的尼龙织物放入光接枝箱中进表面接枝，紫外灯强度为100w/cm2，辐照高度为20cm，辐照时间为30min，接枝反应完成后，尼龙织物用丙酮抽提24hr，用清水漂洗后放入80℃烘箱中30min，此时测得氧指数为26.0，垂直燃烧过程中，余燃、阴燃时间皆为0s，损毁长度降低为7.6cm，测试中无融滴现象。

Claims (1)

1.一种尼龙织物的后整理阻燃方法，其特征在于：
尼龙织物在沸水中煮1hr，再于丙酮中抽提10hr，然后将尼龙织物浸泡于阻燃整理液中，浸泡后的尼龙织物在室温下进行浸轧工艺，浸轧工艺中浸泡时间为0.5-3hr，轧车转速为0.2m/s，压力为0.5-2.5Mpa，浸轧后的尼龙织物放入光接枝箱中进行光接枝反应，紫外灯强度为100w/cm2，辐照时间为15-60min，辐照高度为5-30cm，之后将织物用丙酮抽提24hr，用清水洗涤后，放入80℃烘箱中烘30min；
上述阻燃整理液在配制中以丙酮为溶剂，光敏性阻燃单体的质量百分比浓度为5％-20％，光引发剂的质量百分比浓度为0.5％-3.0％。
所述光敏性阻燃单体为丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺；所述光引发剂为二苯甲酮、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′，2′-二甲基乙酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
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