CN103122543A

CN103122543A - 一种阻燃纺织品及其应用

Info

Publication number: CN103122543A
Application number: CN2011103667827A
Authority: CN
Inventors: 张克迪; 陈春梅; 刘同娟
Original assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Current assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2013-05-29

Abstract

本发明公开了一种阻燃纺织品及其应用，该纺织品中至少含有50重量％以上的纤维为阳离子染料可染磷系阻燃纤维，且根据JIS L 0842：2004标准，该纺织品的耐光性能达到4级以上，极限氧指数在28以上。本发明纺织品阻燃性能及耐光性能优越，适合用于窗帘、车内装饰品、制服等。

Description

一种阻燃纺织品及其应用

技术领域

本发明涉及一种阻燃织物及其应用。具体涉及一种阳离子染料可染阻燃纺织品及其应用。

背景技术

阻燃织物目前已广泛用于室内装饰、汽车装饰、床上用品和服装等，不仅有助于减少火灾的发生，对人民的生命和财产提供了保障。

目前阻燃纤维多选用反应型的阻燃剂，多以含卤和含磷型为原料，进行共聚合或共混加工而成。卤系阻燃剂主要是多溴二苯醚的高聚物，在高温裂解及燃烧时，产生有毒的多溴代二苯并呋喃(PBDF)及多溴代二苯并二恶烷(PBDD)，在火灾发生时造成呼吸困难，因此，从长远发展来看，阻燃剂将向低毒、无卤化的方向发展，所以含磷型的阻燃剂的研究被提上了日程。

从市场的应用要求来看，汽车内饰纺织品、高级宾馆、饭店装饰品不仅要求阻燃的基本功能，还要求有很好的发色性及其耐日晒功能。虽然普通聚酯阻燃纤维能够满足阻燃的要求，但发色性方面略显薄弱。

一般改性阳离子可染聚酯，因具有很好的发色性，多用于要求色彩鲜艳的产品中，但耐光性能较普通聚酯要差。为了满足阻燃性和发色性的要求，展开了对阳离子可染阻燃纤维的研究。专利CN200810211851.5提供了一种阻燃共聚酯聚合物、其制造方法以及阻燃共聚酯纤维，通过三管TPA聚合方法生产低成本的具有阳离子可染性和阻燃性的纤维，但对于纤维的耐光性提高并没有提出解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优异的阻燃性能、良好的耐光牢度的阻燃纺织品及其应用。

本发明的技术解决方案是：

一种阻燃纺织品，该纺织品中至少50重量％以上的纤维为阳离子染料可染磷系阻燃纤维，且根据JIS L 0842：2004标准，该纺织品的耐光性能达到4级以上。

上述阳离子染料可染磷系阻燃聚酯纤维中磷原子含量为500～20000ppm，优选500～15000ppm。当磷原子含量低于500ppm时，阻燃性能得不到保证，而当磷原子含量高于20000ppm的话，不仅会增加成本，而且由于磷的含有量太高，会导致纱线发黄，影响染色效果。

上述阳离子可染磷系阻燃聚酯纤维中硫原子的含量为0.5～5.0mol％。当硫原子的含量低于0.5mol％，难以实现阳离子可染性。考虑到成本以及染色牢度，硫原子的含量优选在0.5～3mol％之间。这里的硫原子来源于间苯二甲酸磺酸盐。

间苯二甲酸磺酸盐的结构通式如下：

R₁、R₂为C₁～C₁₅的开链或环状烷基，M是碱金属钠、锂或钾。

上述阳离子染料可染磷系阻燃聚酯纤维中含有如下任一结构的磷系化合物：

这里的阳离子可染磷系阻燃聚酯纤维可以通过共聚或者共混的途径获得。共聚是指在聚合时添加磷系化合物形成阳离子可染磷系阻燃切片，再通过熔融纺丝制得阻燃纤维。共混是指在聚酯共聚过程中加入磷系化合物制得磷系阻燃共聚酯母粒，再与含硫共聚酯切片共混熔融纺丝，混合比例1∶9～5∶5，经拉伸卷绕得到阻燃纤维。

通过共混得到的阳离子可染磷系阻燃聚酯纤维不仅可降低原丝的生产成本，而且所得到的阻燃长丝白度较好，无毛羽产生，具有良好的织造性能。所得到的阻燃纤维与共聚途径得到的阻燃纤维具有同等的难燃性，耐光牢度，染色均匀。

上述3种结构的磷系化合物中，优选甲基磷结构的磷系化合物或苯基磷结构的磷系化合物。聚合物中添加少量的钴和锂，用以改善长丝的白度，提高耐热性，同时提高耐光性能。

另一个方面，上述阳离子染料可染阻燃纤维中磷系化合物为侧链磷结构的磷系化合物，且该纤维上还附着有芳香族化合物。为了提高含侧链磷结构的磷系化合物纺织品的耐光性能，通过在聚合或者在染色后加工的时候添加含芳香族化合物的耐光性能提高剂，如紫外线吸收剂、光稳定剂等。

关于这种耐光性能提高剂优选含有如下一种或者多种结构的芳香族化合物，添加量控制在1～10％owf范围内，优选1～5％owf。如果含量少于1％owf，耐光性能得不到改善；如果含量大于5％的话，耐光性能能够提高，但面料的色光的影响很大，且加工性有影响。上述耐光性能提高剂中芳香族化合物的具有如下任一结构：

对于本发明的阻燃纺织品中，还可以含有其他纤维，天然纤维、合成纤维或是天然纤维与合成纤维的混纺或复合纱线。

本发明采用极限氧指数的测试方法是根据国家标准GB5454-85燃烧试验方法进行评价。试样置于垂直的试验条件下，在氧、氮混合气流中，测定试样刚好维持燃烧所需最低氧浓度。

试验的过程是：根据推定的氧浓度，从附录表中查出相应的氧流量和氮流量。在试样上端点火，点火时间要控制在10～15s内。待试样上端全部着火后移去点火器，立即开始测定燃烧时间，随后测定损毁长度。

评价的基准是：能满足损毁长度达到40mm时自熄，或损毁长度虽不到40mm，但燃烧时间达到2min以上时所需的最低氧流量。

计算极限氧指数LOI

LOI＝[O₂]/([O₂]+[N₂])＊100％

式中：[O₂]-氧气流量(L/min)

[N₂]-氮气流量(L/min)

根据GB/T 5454-1997标准，本发明的阻燃纺织品的极限氧指数值达到28以上。可应用于室内装饰、床上用品、车内装饰和服装领域。

具体实施方式

实施例1：

以对苯二甲酸及乙二醇为聚合单体，在共聚过程中加入磷系阻燃剂，制备磷系阻燃共聚酯母粒，其中磷原子在磷系阻燃共聚酯母粒中的含量为18000ppm，磷系阻燃剂的结构如下式所示，

将制得的磷系阻燃共聚酯母粒与硫原子含量为1.0mol％的共聚酯切片按1∶2的比例共混熔融纺丝，制得纤维原丝。将所得原丝进一步经卷绕拉伸、网络等加工得到磷系阻燃阳离子染料可染75D-36f-PET DTY。采用上述获得的75D-36f-PET DTY、经二重组织进行织造形成坯布，进行精练、中间定型、染色、后整理制成经密220根/inch，纬密130根/inch的纺织品，其中染色时加入3％owf的A-light01紫外线吸收剂溶液进行加工，其余工艺条件同常规。

所得纺织品的极限氧指数值达到34，耐光性能达到4级。可用于制作窗帘。

实施例2：

将制得的磷系阻燃共聚酯母粒与硫原子含量为1.5mol％的含硫共聚酯切片按照1∶1的比例共混熔融纺丝，制得纤维原丝。将所得原丝进一步经卷绕拉伸、网络等加工得到磷系阻燃阳离子染料可染的强度为3.3cN/dtex、断裂伸长率为30％的150D-48f-PET DTY，其中纺丝温度275℃，纺丝速度为2700m/min；假捻加工倍率为1.88倍，加热器温度170℃。将上述制得的150D-48f-PET DTY作为经纬纱使用，采用2/1斜纹的组织结构进行织造制得坯布，通过精练、定型、染色后整理加工制得本发明的纺织品。精练等加工条件同常规。所得纺织品的极限氧指数值为32，耐光性能达到4级。可用作制服的制作。

实施例3：

以对苯二甲酸及乙二醇为聚合单体，在共聚过程中加入磷系阻燃剂，制备磷系阻燃共聚酯母粒，其中磷原子在磷系阻燃共聚酯母粒中的含量为24000ppm，磷系阻燃剂的结构如下式所示，

将制得的磷系阻燃共聚酯母粒与硫原子含量为1.2mol％的含硫共聚酯切片按照1∶1的比例共混熔融纺丝，制得纤维原丝。将所得原丝进一步经卷绕拉伸、网络等加工得到磷系阻燃阳离子染料可染75D-36f-PETDTY。使用上述所得的75D-36f-PET DTY用经二重组织织成坯布，进行精练、中间定型、染色、后整理制成经密230根/inch，纬密120根/inch的纺织品，其中染色时加入5％owf的IR1010氧化防止剂溶液进行加工，其余工艺条件同常规。

所得纺织品的极限氧指数值达到30，耐光性能达到4级。可用于制作窗帘。

实施例4：

以单体芳香族二元羧酸或其衍生物、亚烷基二醇和含金属磺酸盐的间苯二甲酸或其衍生物在磷系阻燃剂、催化剂和助剂条件下进行缩聚反应，磷系阻燃剂为反应型磷系阻燃剂，其中磷原子含量为6500ppm、硫原子含量为2.2mol％。该聚酯经过纺丝和假捻加工获得磷系阻燃阳离子染料可染150D-48f-PET DTY。其中磷系阻燃剂的结构如下式所示，

将制得的150D-48f-PET DTY作为经纬纱，用2/1斜纹的组织结构织成坯布，通过精练、定型、染色后整理加工制得本发明的纺织品。精练等加工条件同常规。该纺织品的极限氧指数值达到33，耐光性能达到4级的水平。可以用做车内装饰用。

实施例5：

以对苯二甲酸及乙二醇为聚合单体，在共聚过程中加入磷系阻燃剂，制备磷系阻燃共聚酯母粒，其中磷原子在磷系阻燃共聚酯母粒中的含量为30000ppm，磷系阻燃剂的结构如下式所示，

将制得的磷系阻燃共聚酯母粒与硫原子含量为2.0mol％的含硫共聚酯切片按照1∶3的比例共混熔融纺丝，制得纤维原丝。将所得原丝进一步经卷绕拉伸、网络等得到磷系阻燃阳离子染料可染的强度为3.3cN/dtex，断裂伸长率为30％的150D-48f-DTY，其中纺丝温度275℃，纺丝速度为2700m/min，后道DTY倍率为1.88倍，加热器温度170℃，将上述制得的150D-48f-DTY作为经线，150D-48f-普通阳离子PET DTY非阻燃纱线作为纬纱，组织结构为经二重组织织成坯布，进行精练、中间定型、染色、后整理制成经密230根/inch，纬密120根/inch的本发明的纺织品。精练等加工条件同常规。其中阳离子可染磷系阻燃聚酯纤维的含有量为72％，该纺织品的极限氧指数值达到29，耐光性能达到4级的水平。可用作窗帘的制作。

实施例6：

将制得的磷系阻燃共聚酯母粒与硫原子含量为1.6mol％的含硫共聚酯切片按照1∶4的比例共混熔融纺丝，制得纤维原丝。将所得原丝进一步经卷绕拉伸、网络等得到阻燃阳离子可染聚酯长丝，即制得磷系阻燃阳离子染料可染75D-36f-PET DTY。将上述所得75D-36f-PET DTY作为经纱，45S双股的涤棉短纤作为纬纱，用经二重组织织成坯布，进行精练、中间定型、染色、后整理制成经密230根/inch，纬密120根/inch的本发明的纺织品，其中染色时加入5％owf的LA52 HALS光稳定剂溶液进行加工，其余工艺条件同常规。精练等加工条件同常规。该纺织品的极限氧指数值达到31，耐光性能达到4级的水平，同时能够得到良好的手感，可以用做制服用。

实施例7：

以单体芳香族二元羧酸或其衍生物、亚烷基二醇和含金属磺酸盐的间苯二甲酸或其衍生物在磷系阻燃剂、催化剂和助剂条件下进行缩聚反应，磷系阻燃剂为反应型磷系阻燃剂，其中磷原子含量为9000ppm、硫原子含量为1.7mol％。该聚酯经过纺丝和假捻加工获得阳离子可染的150D-48f-PET DTY。其中纺丝温度275℃，纺丝速度为2700m/min，后道DTY倍率为1.88倍，加热器温度170℃，磷系阻燃剂的结构如下式所示，

将制得的150D-48f-PET DTY作为经纬纱线、用2/1斜纹的组织结构织成坯布，通过精练、定型、染色后整理加工形成本发明的纺织品。其中染色时加入4.5％owf的A-light01紫外线吸收剂进行加工，其余工艺条件同常规。

该纺织品的极限氧指数值达到30，耐光性能达到4级的水平。可以用做车内装饰。

实施例8：

将制得的磷系阻燃共聚酯母粒与硫原子含量为2.0mol％的含硫共聚酯切片按照1∶3的比例共混熔融纺丝，制得纤维原丝。将所得原丝进一步经卷绕拉伸、网络等得到磷系阻燃阳离子染料可染的强度为3.3cN/dtex，断裂伸长率为30％的150D-48f-DTY，其中纺丝温度275℃，纺丝速度为2700m/min，后道DTY倍率为1.88倍，加热器温度170℃，得到150D-48f-DTY的阻燃阳离子纱线，用36G的圆编机进行编织，组织为双罗纹，进行精练、染色、后整理制成纺织品。精练等加工条件同常规。该纺织品的极限氧指数值达到30，耐光性能达到4级的水平。可用作制服的制作。

实施例9：

将制得的磷系阻燃共聚酯母粒与硫原子含量为1.0mol％的共聚酯切片按1∶2的比例共混熔融纺丝，制得纤维原丝。将所得原丝进一步经卷绕拉伸、网络等加工得到磷系阻燃阳离子染料可染75D-36f-PET DTY。采用上述获得的75D-36f-PET DTY、用32G的经编机进行编织，组织为经绒平组织，进行精练、染色、后整理制成纺织品。其中染色时加入2％owf的LA31紫外线吸收剂溶液进行加工，其余工艺条件同常规。

所得纺织品的极限氧指数值达到33，耐光性能达到4级。可用于制作窗帘。

Claims

1.一种阻燃纺织品，其特征在于：该纺织品中至少50重量％以上的纤维为阳离子染料可染磷系阻燃纤维，且根据JIS L 0842：2004标准，该纺织品的耐光性能达到4级以上。

2.根据权利要求1所述的阻燃纺织品，其特征在于：所述阳离子染料可染磷系阻燃聚酯纤维中磷原子含量为500～20000ppm，硫原子含量为0.5～5.0mol％。

3.根据权利要求1或2所述的阻燃纺织品，其特征在于：所述阳离子染料可染磷系阻燃聚酯纤维中含有如下任一结构的磷系化合物：

4.根据权利要求3所述的阻燃纺织品，其特征在于：所述阳离子染料可染磷系阻燃聚酯纤维中的磷系化合物为甲基磷结构的化合物或苯基磷结构的化合物。

5.根据权利要求3所述的阻燃纺织品，其特征在于：所述阳离子染料可染磷系阻燃聚酯纤维中的磷系化合物为侧链磷结构的化合物，且该纤维上附着有芳香族化合物。

6.根据权利要求1所述的阻燃纺织品，其特征在于：根据GB/T 5454-1997标准，该纺织品的极限氧指数值达到28以上。

7.一种权利要求1所述的阻燃纺织品在窗帘、车内装饰品、服装方面的应用。