CN104846639A - 反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于棉织物阻燃整理领域，具体是一种反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其步骤为：（1）配制阻燃整理液；（2）将棉织物原布经过碱洗除浆晾干后浸泡在阻燃整理液中，利用“二浸二轧”工艺对棉织物进行阻燃整理；（3）将浸轧后的棉织物在80~100℃下烘干5~8min，最后在150~180℃下高温焙烘2~5min，即得阻燃棉织物。本发明所述反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法与现有技术相比，其阻燃整理液所采用的阻燃剂分子本身含有多个活性反应基团，只需加入适量催化剂即可提高其反应活性，从而提高棉织物的阻燃耐久性，无需添加其他助剂，配方简单、合理、高效。

Description

反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法
技术领域
本发明属于棉织物阻燃整理领域，具体为一种反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法。
背景技术
棉织物具有柔软的触感、优异的物理性能以及较好的吸湿透气性、染色性和抗静电性等，被广泛应用于人们的日常生活中，但棉织物属于易燃材料，遇火后容易导致火灾事故的发生，严重威胁人们的生命财产安全，因此对棉织物进行阻燃整理，提高其应用的安全性越来越受到国内外研究者的青睐。然而传统的浸渍阻燃整理法存在耗时较长、所需阻燃剂添加量较大、阻燃效果不佳、阻燃耐久性差等问题，且对棉织物的物理力学性能影响较大，部分阻燃棉织物燃烧时还会产生有毒有害气体，造成二次污染，因此需要改善和开发新型阻燃整理方法。
发明内容
本发明为了克服传统浸渍阻燃整理法存在的技术问题，提供了一种反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，以减少阻燃剂的用量，缩短整理时间，同时提高棉织物的阻燃效果和耐久性。
本发明是通过以下技术方案实现的：反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其步骤为：
(1)配制阻燃整理液
膨胀阻燃剂     150～300g/L
催化剂         30～50g/L
溶剂           乙醇和水的混合溶剂
(2)将棉织物原布经过碱洗除浆晾干后浸泡在阻燃整理液中，利用“二浸二轧”工艺对棉织物进行阻燃整理；
(3)将浸轧后的棉织物在80～100℃下烘干5～8min，最后在150～180℃下高温焙烘2～5min，即得阻燃棉织物。
采用本发明上述阻燃整理方法所整理的棉织物阻燃性能较好，且对棉织物的色泽和手感的影响较小；而且阻燃剂用量小，工艺简单、操作简便、安全性高。
为了更进一步地提高棉织物的阻燃性能，本发明提供了一种膨胀阻燃剂，所述膨胀阻燃剂的结构式为：
式中R1为-CH3或-CH2CH3，R2为-CH3或-CH2CH3。
该阻燃剂与棉织物的反应路线为：
该阻燃剂含有磷、氮、硅多种阻燃元素，且阻燃剂分子兼具多个活性反应基团，可解决了棉织物阻燃的问题。尤其是本发明所述的整理方法能够将该分子结合到棉纤维上，解决棉织物阻燃耐久性的问题。
本发明所述催化剂为硼酸、次亚磷酸钠、磷酸二氢钠或磷酸氢二钠，或者为硼酸和次亚磷酸钠的混合物。所述硼酸和次亚磷酸钠的混合物中硼酸和次亚磷酸钠的质量比为1:1。混合溶剂中乙醇和水的体积比为7:3。
进一步，为了提高阻燃剂分子与棉织物纤维的结合率，提高热稳定性以及阻燃效率，本发明提供了“二浸二轧”工艺的各项参数，其中阻燃整理液体系温度为室温至40℃，第一次浸泡时间为30～60min，第二次浸泡时间为1～5min，压轧压力为0.7MPa。
另外，优选的步骤(3)中浸轧后的棉织物在80℃下烘干5min，最后在160℃下高温焙烘3min。
本发明所述反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法与现有技术相比，其阻燃整理液所采用的阻燃剂分子本身含有多个活性反应基团，只需加入适量催化剂即可提高其反应活性，从而提高棉织物的阻燃耐久性，无需添加其他助剂，配方简单、合理、高效。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
值得说明的是，以下实施例所制备的高阻燃性棉织物测试的垂直燃烧性能是按照GB/T 5455‐1997测试标准进行的；极限氧指数(LOI)是按照GB/T 5454-1997标准测试的。下列各实施例中的阻燃剂分子均是发明内容中提供的膨胀阻燃剂，其具体结构式见发明内容部分。
实施例1
反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其步骤为：
(1)配制阻燃整理液：其中阻燃剂150g/L、催化剂次亚磷酸钠30g/L、溶剂乙醇与水的体积比为7:3；该阻燃剂分子中R1为-CH3，R2为-CH2CH3；
(2)将市售平纹布经过碱洗除浆晾干后浸泡在40℃阻燃整理液中，第一次浸泡60min，第二次浸泡5min，0.7MPa下对棉织物进行二浸二轧工艺处理；
(3)将浸轧后的棉织物在80℃下烘干5min，最后在160℃固化3min，即得阻燃棉织物。氧指数为30.8％，阻燃等级达到B1级。
实施例2
反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其步骤为：
(1)配制阻燃整理液：其中阻燃剂含量250g/L、催化剂硼酸50g/L、溶剂乙醇与水的体积比为7:3；该阻燃剂分子中R1为-CH2CH3，R2为-CH2CH3；
(2)将市售平纹布经过碱洗除浆晾干后浸泡在35℃阻燃整理液中，第一次浸泡50min，第二次浸泡4min，0.7MPa下对棉织物进行二浸二轧工艺处理；
(3)将浸轧后的棉织物在90℃下烘干7min，最后在170℃固化4min，即得阻燃棉织物。氧指数为29.5％，阻燃等级达到B1级。
实施例3
反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其步骤为：
(1)配制阻燃整理液：其中阻燃剂含量300g/L、催化剂磷酸氢二钠含量40g/L、溶剂乙醇与水的体积比为7:3；该阻燃剂分子中R1为-CH3，R2为-CH3；
(2)将市售平纹布经过碱洗除浆晾干后浸泡在35℃阻燃整理液中，第一次浸泡40min，第二次浸泡3min，0.7MPa下对棉织物进行二浸二轧工艺处理；
(3)将浸轧后的棉织物在100℃下烘干6min，最后在160℃固化5min，即得阻燃棉织物。氧指数为31.2％，阻燃等级达到B1级。
实施例4
反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其步骤为：
(1)配制阻燃整理液：其中阻燃剂150g/L、催化剂磷酸二氢钠30g/L、溶剂乙醇与水的体积比为7:3；该阻燃剂分子中R1为-CH2CH3，R2为-CH3；
(2)将市售平纹布经过碱洗除浆晾干后室温浸泡在阻燃整理液中，第一次浸泡30min，第二次浸泡1min，0.7MPa下对棉织物进行二浸二轧工艺处理；
(3)将浸轧后的棉织物在80℃下烘干5min，最后在150℃固化2min，即得阻燃棉织物。氧指数为28.0％，阻燃等级达到B1级。
实施例5
反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其步骤为：
(1)配制阻燃整理液：其中阻燃剂含量200g/L、催化剂次亚磷酸钠含量40g/L、溶剂乙醇与水的体积比为7:3；该阻燃剂分子中R1为-CH3，R2为CH2CH3-；
(2)将市售平纹布经过碱洗除浆晾干后浸泡在30℃阻燃整理液中，第一次浸泡50min，第二次浸泡2min，0.7MPa下对棉织物进行二浸二轧工艺处理；
(3)将浸轧后的棉织物在90℃下烘干6min，最后在170℃固化4min，即得阻燃棉织物。氧指数为32.3％，阻燃等级达到B1级。
实施例6
反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其步骤为：
(1)配制阻燃整理液：其中阻燃剂含量300g/L、催化剂次亚磷酸钠与硼酸含量均为25g/L、溶剂乙醇与水的体积比为7:3；该阻燃剂分子中R1为-CH2CH3，R2为-CH2CH3；
(2)将市售平纹布经过碱洗除浆晾干后浸泡在40℃阻燃整理液中，第一次浸泡60min，第二次浸泡5min，0.7MPa下对棉织物进行二浸二轧工艺处理；
(3)将浸轧后的棉织物在100℃下烘干8min，最后在180℃固化5min，即得阻燃棉织物。氧指数为33.5％，阻燃等级达到B1级。
为进一步说明本发明的实施效果，特对实施例中垂直燃烧测试做以更为细致的描述：采用CZF-5型水平垂直燃烧测定仪按照GB/T 5455-1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》对上述实施例整理后的棉织物的阻燃性能进行测试。测试结果见表1：
表1各实施例阻燃织物的测试结果
垂直燃烧测试中棉织物的续燃时间、阴燃时间和炭长越短，棉织物的阻燃性越好。由表1可知，经过阻燃整理后，各实施例中棉织物的续燃时间大幅下降，阴燃时间均降为0，炭长也有所缩短，说明棉织物的阻燃性得到明显改善。由此可见，本发明所述整理方法所制得的棉织物具有阻燃性好的优点。

Claims (7)

1.反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其特征在于，其步骤为：
（1）配制阻燃整理液
膨胀阻燃剂                 150～300 g/L
催化剂                     30～50 g/L
溶剂                       乙醇和水的混合溶剂
（2）将棉织物原布经过碱洗除浆晾干后浸泡在阻燃整理液中，利用“二浸二轧”工艺对棉织物进行阻燃整理；
（3）将浸轧后的棉织物在80~100℃下烘干5~8min，最后在150~180℃下高温焙烘2~5 min，即得阻燃棉织物。
2.根据权利要求1所述的反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其特征在于，所述膨胀阻燃剂的结构式为：
式中R1为-CH3-或-CH2CH3，R2为-CH3-或-CH2CH3。
3.根据权利要求1所述的反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其特征在于，所述催化剂为硼酸、次亚磷酸钠、磷酸二氢钠或磷酸氢二钠，或者为硼酸和次亚磷酸钠的混合物。
4.根据权利要求1所述的反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其特征在于，所述硼酸和次亚磷酸钠的混合物中硼酸和次亚磷酸钠的质量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其特征在于，混合溶剂中乙醇和水的体积比为7:3。
6.根据权利要求1所述的反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其特征在于，步骤（2）中“二浸二轧”工艺中阻燃整理液体系温度为室温至40℃，第一次浸泡时间为30～60min，第二次浸泡时间为1～5min，压轧压力为0.7MPa。
7.根据权利要求1所述的反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，其特征在于，优选的步骤（3）中浸轧后的棉织物在80℃下烘干5 min，最后在160℃下高温焙烘3min。
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