CN105178003A

CN105178003A - 一种涤纶后整理用含磷阻燃体系及其制备和应用

Info

Publication number: CN105178003A
Application number: CN201510487049.9A
Authority: CN
Inventors: 方寅春; 周翔; 吴亚容; 邢志奇
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University; National Dong Hwa University
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明涉及一种涤纶后整理用含磷阻燃体系及其制备和应用，按重量百分比，包括：含磷阻燃剂DOPO10-60％、分散剂1-10％、分散稳定剂0.1-3％、水为余量。通过研磨的方法制备得到含磷阻燃体系。应用于织物后整理。本发明所制备的含磷阻燃体系采用后整理的方式用于涤纶织物阻燃整理，相较于共聚阻燃的生产技术复杂、单体选择困难及共混阻燃的阻燃剂选择困难、对纤维性能影响大等，具有加工灵活方便、工艺简单、对织物机械性能几乎无影响等优点。

Description

一种涤纶后整理用含磷阻燃体系及其制备和应用

技术领域

本发明属于阻燃体系及其制备和应用领域，特别涉及一种涤纶后整理用含磷阻燃体系及其制备和应用。

背景技术

涤纶用途很广，可用于制作装饰布、地毯绒毛、消防服或消防水龙带等，大多要求具有阻燃性能。含卤阻燃剂是一类有效的涤纶用阻燃整理剂，特别是含溴的阻燃剂，如十溴二苯醚和六溴环十二烷等。自1986年瑞士的研究机构发现卤系阻燃剂的二噁英(Dioxin)问题后，这类阻燃剂便不断被禁用。含磷阻燃剂逐渐取代含卤阻燃剂在涤纶上应用，已经商品化的含磷阻燃剂主要有环磷腈、无机磷酸盐、次膦酸和环状磷酸酯等。但是总的来说还存在阻燃性能不够理想，阻燃效果耐洗性较差等缺点。

DOPO及其衍生物是一种无卤含磷阻燃剂，具有很好的阻燃性能。赋予涤纶阻燃性能的方式主要有共聚、共混和后整理三种，DOPO及衍生物在涤纶上的应用主要通过共聚的方式获得优异的阻燃性能。而采用后整理的方式具有工艺简单、方便灵活等优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种涤纶后整理用含磷阻燃体系及其制备和应用，目的在于针对涤纶后整理用阻燃剂存在的含卤、无卤则阻燃性能不够理想及耐洗性较差等不足，提供一种无卤、无毒和阻燃性能好的涤纶后整理用含磷阻燃体系及其制备方法和应用；本发明制备方法简单、得到的阻燃体系稳定性好；同时本发明具有加工灵活方便、工艺简单、对织物机械性能几乎无影响等优点。

本发明的一种涤纶后整理用含磷阻燃体系，按重量百分比，包括：含磷阻燃剂DOPO10-60％、分散剂1-10％、分散稳定剂0.1-3％、水为余量。

DOPO化学结构式。

所述分散剂为非离子型分散剂或阴离子型分散剂。

所述非离子型分散剂为：脂肪酸环氧烷加成产物、多元醇脂肪酸酯环氧烷加成产物、山梨醇、山梨醇脂肪酸酯中的一种或几种；阴离子型分散剂为：羧酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、萘磺酸、萘磺酸盐的甲醛缩聚物中的一种或几种。

所述脂肪酸环氧烷加成产物为：油酸聚氧乙烯酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、松香酸聚氧乙烯酯中的一种或几种；多元醇脂肪酸酯环氧烷加成产物为：吐温80、吐温60、吐温40中的一种或几种；萘磺酸盐的甲醛缩聚物为：木质素磺酸钠、分散剂85A、分散剂MF、分散剂NNO、分散剂NF中的一种或几种。

所述分散稳定剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、淀粉、甲基纤维素中的一种或几种。

本发明的一种涤纶后整理用含磷阻燃体系的制备方法，包括：

将含磷阻燃剂DOPO、分散剂、分散稳定剂和水研磨2-12h；或者是先将含磷阻燃剂DOPO、分散剂和水研磨2-12h，然后加入分散稳定剂研磨10-60min。

所述研磨所用设备为球磨机、胶体磨、均质机、砂磨机中的一种；研磨后得到的含磷阻燃体系的粒径为小于2μm。

本发明的一种涤纶后整理用含磷阻燃体系的应用，所述含磷阻燃体系应用于织物后整理，整理后的涤纶织物具有优良的阻燃性能和阻燃效果耐洗性。

所述织物后整理具体为：

高温高压法：将涤纶织物浸在由含磷阻燃分散体系和水配成的处理液中，浴比为1:5～20，升温至130～140℃，保温处理10～120min；

或热熔法：涤纶织物二浸二轧由含磷阻燃分散体系和水配成的处理液，带液率50％-100％，在70～110℃下烘干，在180～210℃下焙烘30s～10min；

或者载体法：将涤纶织物浸在由载体和含磷阻燃分散体系、水配成的处理液中，浴比为1:5～20，升温至100～110℃，在该温度下处理10～120min。

所述载体为苯甲醛、苯甲酸、苯甲醚、苯甲醇、水杨酸甲酯、邻苯基苯酚钠中的一种或几种。

所述含磷阻燃分散体系和水配成的处理液中含磷阻燃分散体系用量为20～100g/L，渗透剂为1～2g/L，水为余量；载体和含磷阻燃分散体系、水配成的处理液中含磷阻燃分散体系用量为20～100g/L，渗透剂为1～2g/L，载体为10～30g/L，水为余量。

所述后整理后的涤纶织物需进行充分洗涤。

本发明所用原料均市售可得。

本发明制得的含磷阻燃体系可采用后整理的方式用于涤纶阻燃整理，阻燃体系的制备及阻燃整理工艺简单方便，整理后的涤纶织物具有很好的阻燃性和阻燃效果耐洗性。本发明的含磷阻燃体系不含卤素，有利于环保。

有益效果

(1)本发明选用的阻燃剂DOPO，为含磷阻燃剂，具有阻燃性好、不含卤素、无毒环保等优点；

(2)本发明将含磷阻燃剂在分散剂、分散稳定剂和水的介质中通过研磨制备成阻燃体系，制备方法简单，得到的阻燃体系稳定性好；

(3)本发明所制备的含磷阻燃体系采用后整理的方式用于涤纶织物阻燃整理，相较于共聚阻燃的生产技术复杂、单体选择困难及共混阻燃的阻燃剂选择困难、对纤维性能影响大等，具有加工灵活方便、工艺简单、对织物机械性能几乎无影响等优点；

(4)本发明所制备的含磷阻燃体系可赋予涤纶织物很好的阻燃性能，且阻燃效果耐洗性好。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

400gDOPO、50g木质素磺酸钠和350g水加入到胶体磨中研磨8h，加入200g5％的羧甲基纤维素，继续研磨20min，得到粒径为1.3μm的黄棕色阻燃分散体系。

实施例2

200gDOPO、60g分散剂MF和540g水加入到胶体磨中研磨4h，加入200g5％的羟乙基纤维素，继续研磨10min，得到粒径为1.6μm的黄棕色阻燃分散体系。

实施例3

200gDOPO、60g分散剂NNO和540g水加入到胶体磨中研磨12h，加入200g5％的甲基纤维素，继续研磨30min后，得到粒径为1.1μm的白色阻燃分散体系。

实施例4

20gDOPO、6g分散剂NF、20g5％的淀粉和54g水加入到球磨机中研磨12h后得到粒径为0.8μm的黄棕色阻燃分散体系。

涤纶织物阻燃整理

1、涤纶织物阻燃整理

织物：纯涤纶针织物(克重110g/m²)

阻燃整理工艺如下：

高温高压法：浴比1:20；阻燃剂分散液用量为60g/L；处理温度130℃，保温60min。

2、阻燃整理性能测试

2.1极限氧指数值(LOI)

按“GB/T5454-1997纺织品燃烧性能试验氧指数法”测定。

2.2垂直燃烧性能

按“GB/T5455-1997纺织品燃烧性能试验垂直法”测定。

2.3耐洗性

耐洗性通过测定阻燃整理织物洗涤前后的氧指数值来评价。织物洗涤参照“AATCC124织物经重复家庭洗涤后的外观”的洗涤和干燥程序。

具体测定结果

表1为实施例1～4阻燃体系的贮存稳定性和采用高温高压法对涤纶织物进行阻燃整理，整理品垂直燃烧性能及洗前和5次洗后的氧指数值。

表1

由表1可知，本发明方法所制备的含磷阻燃体系以后整理的方式用于涤纶织物阻燃能有效提高其阻燃性并具有很好的耐洗性。

表2中为实施例1的含磷阻燃体系与涤纶用商品阻燃剂A和B的效果比较。商品阻燃剂A和B分别为用于涤纶阻燃整理阻燃效果较好的含溴阻燃剂和环状磷酸酯类阻燃剂。

商品阻燃剂A采用其推荐的处方和工艺：整理剂用量为60g/L；高温高压法，浴比1:20，处理温度130℃，保温60min。

商品阻燃剂B采用其推荐的处方和工艺：整理剂用量150g/L；热熔法，两浸两轧(带液率80％左右)→预烘(100℃×2min)→焙烘(200℃×1.5min)。

表2

由表2可知，实施例1阻燃整理后的整理品氧指数和垂直燃烧性能与含溴的商品阻燃剂A相近，较商品阻燃剂B的氧指数值高，垂直燃烧性能好。

Claims

1.一种涤纶后整理用含磷阻燃体系，其特征在于：按重量百分比，包括：含磷阻燃剂DOPO10-60％、分散剂1-10％、分散稳定剂0.1-3％、水为余量。

2.根据权利要求1所述的一种涤纶后整理用含磷阻燃体系，其特征在于：所述分散剂为非离子型分散剂或阴离子型分散剂。

3.根据权利要求2所述的一种涤纶后整理用含磷阻燃体系，其特征在于：所述非离子型分散剂为：脂肪酸环氧烷加成产物、多元醇脂肪酸酯环氧烷加成产物、山梨醇、山梨醇脂肪酸酯中的一种或几种；阴离子型分散剂为：羧酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、萘磺酸、萘磺酸盐的甲醛缩聚物中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的一种涤纶后整理用含磷阻燃体系，其特征在于：所述脂肪酸环氧烷加成产物为：油酸聚氧乙烯酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、松香酸聚氧乙烯酯中的一种或几种；多元醇脂肪酸酯环氧烷加成产物为：吐温80、吐温60、吐温40中的一种或几种；萘磺酸盐的甲醛缩聚物为：木质素磺酸钠、分散剂85A、分散剂MF、分散剂NNO、分散剂NF中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种涤纶后整理用含磷阻燃体系，其特征在于：所述分散稳定剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、淀粉、甲基纤维素中的一种或几种。

6.一种如权利要求1-5任一所述的涤纶后整理用含磷阻燃体系的制备方法，包括：

7.根据权利要求6所述的一种涤纶后整理用含磷阻燃体系的制备方法，其特征在于：所述研磨所用设备为球磨机、胶体磨、均质机、砂磨机中的一种；研磨后的粒径为小于2μm。

8.一种如权利要求1所述的涤纶后整理用含磷阻燃体系的应用，其特征在于：所述含磷阻燃体系应用于织物后整理。

9.根据权利要求8所述的一种涤纶后整理用含磷阻燃体系的应用，其特征在于：所述织物后整理具体为：将涤纶织物浸在由含磷阻燃分散体系和水配成的处理液中，浴比为1:5～20，升温至130～140℃，保温处理10～120min；或涤纶织物二浸二轧由含磷阻燃分散体系和水配成的处理液，带液率50％-100％，在70～110℃下烘干，在180～210℃下焙烘30s～10min；或者将涤纶织物浸在由载体和含磷阻燃分散体系、水配成的处理液中，浴比为1:5～20，升温至100～110℃，在该温度下处理10～120min。

10.根据权利要求9所述的一种涤纶后整理用含磷阻燃体系的应用，其特征在于：所述载体为苯甲醛、苯甲酸、苯甲醚、苯甲醇、水杨酸甲酯、邻苯基苯酚钠中的一种或几种。