CN105755834A - 一种耐水洗的新型阻燃涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐水洗的新型阻燃涂层，按重量份计，包含以下成分：水性聚氨酯阻燃剂70?90份，硅纳米粒子30?50份，硼砂10?20份，柔软剂2?3份，偶联剂1?2份，水20?30份。本发明还提供了该涂层的制备方法。该阻燃涂层具有较强阻燃性能，且耐水洗性强。织物在使用该阻燃涂层后，仍可以保持较好的柔软性，维持良好的手感。并且，该阻燃涂层成分绿色环保，安全有效，适合大规模的工业化生产。

Description

一种耐水洗的新型阻燃涂层及其制备方法
技术领域：
本发明涉及纺织领域，特别是一种耐水洗的新型阻燃涂层及其制备方法。
背景技术：
纺织品是工业和民生中使用十分广泛的产品，由于纺织品引发的火灾会带来巨大的经济损失，并且威胁着人类的生命和财产安全。因此，提高纺织品的阻燃性能是一项有意义的研究。目前一些国家已经制定了相应的纺织品阻燃的标准以及测试方法，一部分国家还将纺织品的阻燃性能标准制定相关法律以强制执行，这些举措大大的推进了关于阻燃整理剂研究发展。
传统的阻燃涂层主要是含有磷、氮、卤素等化合物，此类阻燃涂层对于纤维素具有良好的阻燃效果，但是为了提高阻燃涂层的耐水洗性，需要加入大量的交联剂，从而使得织物会释放大量的甲醛，威胁人们的身体健康。而且由于这些交联剂的加入，会使织物的编的僵硬，手感变差，因此开发一种新型的阻燃涂层，减少交联剂的使用量，降低其有害物质的排放，使用后不影响织物的手感，并可以维持较好的耐水洗型是解决这一问题的关键。水性聚氨酯具有难燃且无毒环保的特点，是性能良好的阻燃涂层原料。同时聚氨酯具有优良的耐磨性，并具有良好的附着性能，其附着能力与环氧树脂相当，无需另外添加交联剂。
中国专利201010252701.6介绍了一种架桥型水性聚氨酯阻燃整理剂及其制备方法和应用，包括环乙亚胺类化合物改性聚磷腈化合物的产物和异氰酸酯、二羟甲基丙酸和三乙胺合成的阴离子水性聚氨酯的化学共混物，二者的质量比为2-4.5∶1，还包括水，化学共混物和水的质量比为1∶2.5-6.5。本发明的产品能有效改善织物整理后的手感，而且整理后的织物具备良好的水洗牢度和持久的阻燃性能，无游离甲醛的释放。但是该阻燃整理剂虽然阻燃性能持久但阻燃性能有限。
发明内容：
本发明涉及一种耐水洗的新型阻燃涂层，该阻燃涂层具有较强阻燃性能，且耐水洗性强。织物在使用该阻燃涂层后，仍可以保持较好的柔软性，维持良好的手感。并且，该阻燃涂层成分绿色环保，安全有效，适合大规模的工业化生产。
本发明的另一目的是提供该涂层的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种耐水洗的新型阻燃涂层，其特征在于，按重量份计，包含以下成分：
水性聚氨酯阻燃剂70-90份，硅纳米粒子30-50份，硼砂10-20份，柔软剂2-3份，偶联剂1-2份，水20-30份。
优选的，其中所述水性聚氨酯阻燃剂为由以下方法制得的水性聚氨酯，将阻燃聚醚二元醇、二异氰酸酯、扩链剂和催化剂进行反应合成预聚体，在室温条件下加入助溶剂乙醇和亚硫酸钠水溶液反应后得到亚硫酸轻拿封端的水性聚氨酯。
优选的，其中所述阻燃聚醚二元醇为含磷聚醚二元醇，卤代聚醚二元醇或含氮聚醚二元醇中的一种。
优选的，其中所述硅纳米粒子的尺寸为10-200nm。
优选的，其中所述柔软剂为氨基聚硅氧烷乳液，亲水性有机硅柔软剂或聚二甲基硅氧烷乳液中的一种或多种混合物。
优选的，其中所述偶联剂为烷基聚氧乙烯醚羧酸钠、单烷氧基钛酸酯、硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH570中的一种或多种混合物。
一种耐水洗的新型阻燃涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯阻燃剂与偶联剂加入水中，在80-90℃温度下以100-150转/min的速度下搅拌，加入硼砂和硅纳米粒子，持续搅拌4h；
(2)向上一步骤中制得的混合物中加入柔软剂，在研磨粉碎机中研磨2h，既得耐水洗的新型阻燃涂层。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的耐水洗的新型阻燃涂层，通过加入硅纳米粒子与硼砂，加强了聚氨酯阻燃剂的阻燃效果，利用聚氨酯的本身特性，具有较强的附着力，耐水洗性强。同时织物在使用该阻燃涂层后可以维持较好的柔软性，保持较好的手感。该阻燃涂层所有成分绿色环保，安全高效，十分适合大规模的工业化生产。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种耐水洗的新型阻燃涂层，按重量份计，包含以下成分：
水性聚氨酯阻燃剂70份，硅纳米粒子45份，硼砂10份，柔软剂2份，偶联剂2份，水25份。
该耐水洗的新型阻燃涂层的制备方法为：将水性聚氨酯阻燃剂与偶联剂加入水中，在85℃温度下以120转/min的速度下搅拌，加入硼砂和硅纳米粒子，持续搅拌4h；向混合物中加入柔软剂，在研磨粉碎机中研磨2h，既得耐水洗的新型阻燃涂层。
实施例2
一种耐水洗的新型阻燃涂层，按重量份计，包含以下成分：
水性聚氨酯阻燃剂75份，硅纳米粒子35份，硼砂15份，柔软剂3份，偶联剂1份，水20份。
该耐水洗的新型阻燃涂层的制备方法为：将水性聚氨酯阻燃剂与偶联剂加入水中，在80℃温度下以100转/min的速度下搅拌，加入硼砂和硅纳米粒子，持续搅拌4h；向混合物中加入柔软剂，在研磨粉碎机中研磨2h，既得耐水洗的新型阻燃涂层。
实施例3
一种耐水洗的新型阻燃涂层，按重量份计，包含以下成分：
水性聚氨酯阻燃剂80份，硅纳米粒子30份，硼砂20份，柔软剂3份，偶联剂1份，水30份。
该耐水洗的新型阻燃涂层的制备方法为：将水性聚氨酯阻燃剂与偶联剂加入水中，在90℃温度下以150转/min的速度下搅拌，加入硼砂和硅纳米粒子，持续搅拌4h；向混合物中加入柔软剂，在研磨粉碎机中研磨2h，既得耐水洗的新型阻燃涂层。
实施例4
一种耐水洗的新型阻燃涂层，按重量份计，包含以下成分：
水性聚氨酯阻燃剂85份，硅纳米粒子40份，硼砂15份，柔软剂2份，偶联剂2份，水20份。
该耐水洗的新型阻燃涂层的制备方法为：将水性聚氨酯阻燃剂与偶联剂加入水中，在85℃温度下以120转/min的速度下搅拌，加入硼砂和硅纳米粒子，持续搅拌4h；向混合物中加入柔软剂，在研磨粉碎机中研磨2h，既得耐水洗的新型阻燃涂层。
实施例5
一种耐水洗的新型阻燃涂层，按重量份计，包含以下成分：
水性聚氨酯阻燃剂90份，硅纳米粒子50份，硼砂20份，柔软剂2份，偶联剂1份，水25份。
该耐水洗的新型阻燃涂层的制备方法为：将水性聚氨酯阻燃剂与偶联剂加入水中，在90℃温度下以100转/min的速度下搅拌，加入硼砂和硅纳米粒子，持续搅拌4h；向混合物中加入柔软剂，在研磨粉碎机中研磨2h，既得耐水洗的新型阻燃涂层。
对使用过上述实施例的织物均进行了阻燃性能测试，测试方法按照国家标准进行，测试结果如表1所示：
表1
织物经过100次洗涤后，阻燃性能测试结果如表2所示
表2

Claims (7)

1.一种耐水洗的新型阻燃涂层，其特征在于，按重量份计，包含以下成分：水性聚氨酯阻燃剂70-90份，硅纳米粒子30-50份，硼砂10-20份，柔软剂2-3份，偶联剂1-2份，水20-30份。
2.根据权利要求1所述的耐水洗的新型阻燃涂层，其特征在于，其中所述水性聚氨酯阻燃剂为由以下方法制得的水性聚氨酯，将阻燃聚醚二元醇、二异氰酸酯、扩链剂和催化剂进行反应合成预聚体，在室温条件下加入助溶剂乙醇和亚硫酸钠水溶液反应后得到亚硫酸轻拿封端的水性聚氨酯。
3.根据权利要求2所述的耐水洗的新型阻燃涂层，其特征在于，其中所述阻燃聚醚二元醇为含磷聚醚二元醇，卤代聚醚二元醇或含氮聚醚二元醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的耐水洗的新型阻燃涂层，其特征在于，其中所述硅纳米粒子的尺寸为10-200nm。
5.根据权利要求1所述的耐水洗的新型阻燃涂层，其特征在于，其中所述柔软剂为氨基聚硅氧烷乳液，亲水性有机硅柔软剂或聚二甲基硅氧烷乳液中的一种或多种混合物。
6.根据权利要求1所述的耐水洗的新型阻燃涂层，其特征在于，其中所述偶联剂为烷基聚氧乙烯醚羧酸钠、单烷氧基钛酸酯、硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH570中的一种或多种混合物。
7.一种耐水洗的新型阻燃涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯阻燃剂与偶联剂加入水中，在80-90℃温度下以100-150转/min的速度下搅拌，加入硼砂和硅纳米粒子，持续搅拌4h；
(2)向上一步骤中制得的混合物中加入柔软剂，在研磨粉碎机中研磨2h，既得耐水洗的新型阻燃涂层。
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