CN108486866A - 一种织物阻燃剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纺织助剂应用技术领域，具体涉及一种织物阻燃剂的制备方法。本发明将磷酸置于油浴中，加入尿素，升温，固化，粉碎，得粉碎物；将蒙脱石、水进行混合，置于水浴中，加入粉碎物，保温，过滤，得滤渣，将滤渣干燥，打散，得打散物；将打散物、改性剂、水进行混合均匀，搅拌，加入分散剂，抽滤，得滤饼，将滤饼烘干，研磨，得研磨物，备用；将β‑环糊精、氢氧化钠溶液进行混合，搅拌，加入氯化胆碱，升温，加环氧氯丙烷，搅拌，调节pH值至7，得搅拌物；将搅拌物行旋蒸，烘干，得烘干物，将烘干物、乙酸溶液进行混合，调节pH值6~10，加入研磨物，处理，取出，烘干，即得织物阻燃剂。

Description

一种织物阻燃剂的制备方法
技术领域
本发明属于纺织助剂应用技术领域，具体涉及一种织物阻燃剂的制备方法。
背景技术
随着人们生活与环境条件的不断改善，纺织品的应用范围不断扩大，特别是对阻燃纺织品的需求越来越多，除了服装类外，如铁路，船舶，汽车运输中的货物用布；港口、码头仓库用的蓬布、遮盖物；建筑物顶棚及箱包用布，建筑内装饰材料，宾馆墙布，办公家具装饰贴面、地毯、家具内衬；交通工具内装饰材料，飞机、汽车、船舶座椅面料，车顶、汽车地毯、行李箱内衬及坐垫等都需进行阻燃整理，其中阻燃棉织物占据了很大一块市场。
目前大多数天然纤维用耐久阻燃剂以英国Allbright＆wilson公司的四羟甲基氯化膦（THPC）和亨斯迈公司的N-羟甲基-3-（二甲氧基膦酰基）丙酰胺（Pyrovatex CP）为代表。THPC在合成过程中，使用甲醛并且产生双氯甲醚，能够使人致癌，欧盟已出台法规限制其使用；Pyrovatex CP属于酰胺的磷酸酯类化合物，由于使用甲醛和酰胺基进行羟甲基化，导致含有大量的甲醛，同时为了提高阻燃效率，需添加含羟甲基反应基团的交联剂，经过整理后，织物上游离甲醛含量过高且存在后续甲醛释放的问题，且阻燃性一般随着使用年限和洗涤次数的增加而逐渐降低或消失。因此，研究开发、生产无甲醛、耐洗涤的织物阻燃剂产品是一件迫在眉睫的事。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前织物阻燃剂中含有大量的甲醛，且随着使用年限和洗涤次数的增加而逐渐降低或消失的问题，提供一种织物阻燃剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种织物阻燃剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将磷酸放入容器中，置于温度68~70℃的油浴中，加入磷酸质量1~2倍的尿素，升温至120~130℃，保温，再在200~210℃烘箱中固化，粉碎，得粉碎物；
（2）按质量比1：7~8，将蒙脱石、水进行混合，在温度68~70℃的水浴中搅拌均匀，加入蒙脱石质量30~40%的粉碎物，保温，过滤，得滤渣，将滤渣在温度70~80℃下干燥，打散，得打散物；
（3）按质量比1~4：0.1~0.2：10~15，将打散物、改性剂、水进行混合均匀，在温度120~130℃下混合搅拌10~15min，加入改性剂相同质量的分散剂，搅拌均匀，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度80~90℃下烘干，研磨，得研磨物，备用；
（4）按重量份数计，取15~20份氢氧化钠溶液、5~6份环氧氯丙烷、4~5份β-环糊精、2~3份氯化胆碱，将β-环糊精、氢氧化钠溶液进行混合，在温度28~32℃下搅拌，加入氯化胆碱，升温至58~60℃下搅拌，加环氧氯丙烷，搅拌，调节pH值至7，得搅拌物；
（5）将搅拌物进行旋蒸，烘干，得烘干物，按质量比1：7~8，将烘干物、乙酸溶液进行混合，调节pH值6~10，加入烘干物质量20~30%的步骤（3）备用的研磨物，在温度8~10℃下处理，取出，再在温度55~60℃烘箱中烘干，即得织物阻燃剂。
所述步骤（3）中改性剂是氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷其中任意一种。
所述步骤（3）中分散剂是十二烷基硫酸铵、多聚磷酸钠其中的任意一种。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明利用磷酸和尿素在蒙脱石表面和微孔内部发生原位聚合反应生成一种高效的含磷、氮无机阻燃剂，由于蒙脱石本身也是一种阻燃剂，与无机阻燃剂对棉织物具有协同阻燃作用，从而提高阻燃效果，同时利用改性剂对蒙脱石进行改性制备纳米级别，由于粒径较小，比表面积大，表面经过改性处理后能够均匀分散在溶液中，颗粒更容易吸附在织物表面与间隙，且蒙脱石能促进成炭，抑制烟的释放量，降低热释速率及总热释放量，致使燃烧不能继续发展，从而使织物产生阻燃的积极作用。
本发明还采用氯化胆碱、环氧氯丙烷对β-环糊精进行改性制备季铵盐阳离子β-CD，利用环糊精特殊的外壁亲水、空腔疏水结构，从而改善织物表面的亲水性，且其独特的空腔结构能对阻燃有效成分进行包合，有效提高阻燃效果，同时由于纤维的表面均带有负电荷，在一定条件下，纤维表面更容易吸附带正电荷的季铵盐阳离子β-CD，这时包合的阻燃成分也能够更好的附着于织物上，从而使织物能够经过多次水洗及长久日晒条件下仍然具有良好的阻燃性能，因此，本发明阻燃剂具有阻燃性能好、耐洗涤，无羧甲基，不会对人体造成伤害。
具体实施方式
改性剂是氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷其中任意一种。
分散剂是十二烷基硫酸铵、多聚磷酸钠其中的任意一种。
一种织物阻燃剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将磷酸放入容器中，置于温度68~70℃的油浴中，加入磷酸质量1~2倍的尿素，以速率2~3℃/min升温至120~130℃，保温10~15min，再在200~210℃烘箱中固化1~2h，粉碎，得粉碎物；
（2）按质量比1：7~8，将蒙脱石、水进行混合，在温度68~70℃的水浴中搅拌均匀，加入蒙脱石质量30~40%的粉碎物，保温1~2h，过滤，得滤渣，将滤渣在温度70~80℃下干燥，打散，得打散物；
（3）按质量比1~4：0.1~0.2：10~15，将打散物、改性剂、水进行混合均匀，置于油浴磁力搅拌机中在温度120~130℃、800~900r/min下混合搅拌10~15min，加入改性剂相同质量的分散剂，搅拌均匀，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度80~90℃下烘干2~3h，研磨，过500目筛，得研磨物，备用；
（4）按重量份数计，取15~20份体积分数为0.05%的氢氧化钠溶液、5~6份环氧氯丙烷、4~5份β-环糊精、2~3份氯化胆碱，将β-环糊精、体积分数为0.05%的氢氧化钠溶液进行混合，在温度28~32℃下搅拌20~24h，加入氯化胆碱，升温至58~60℃下搅拌，并以1 ~2mL/min滴加环氧氯丙烷，以600~700r/min搅拌1~2h，调节pH值至7，得搅拌物；
（5）将搅拌物进行旋蒸25~30min，烘干，得烘干物，按质量比1：7~8，将烘干物、乙酸溶液进行混合，调节pH值6~10，加入烘干物质量20~30%的步骤（3）备用的研磨物，在温度8~10℃下处理25~30min，取出，再在温度55~60℃烘箱中烘干，即得织物阻燃剂。
改性剂是氨丙基三乙氧基硅烷。
分散剂是十二烷基硫酸铵。
一种织物阻燃剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将磷酸放入容器中，置于温度68℃的油浴中，加入磷酸质量1倍的尿素，以速率2℃/min升温至120℃，保温10min，再在200℃烘箱中固化1h，粉碎，得粉碎物；
（2）按质量比1：7，将蒙脱石、水进行混合，在温度6℃的水浴中搅拌均匀，加入蒙脱石质量30%的粉碎物，保温1~2h，过滤，得滤渣，将滤渣在温度70℃下干燥，打散，得打散物；
（3）按质量比1：0.1：10，将打散物、改性剂、水进行混合均匀，置于油浴磁力搅拌机中在温度120℃、800r/min下混合搅拌10min，加入改性剂相同质量的分散剂，搅拌均匀，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度80℃下烘干2h，研磨，过500目筛，得研磨物，备用；
（4）按重量份数计，取15份体积分数为0.05%的氢氧化钠溶液、5份环氧氯丙烷、4份β-环糊精、2份氯化胆碱，将β-环糊精、体积分数为0.05%的氢氧化钠溶液进行混合，在温度28℃下搅拌20h，加入氯化胆碱，升温至58℃下搅拌，并以1mL/min滴加环氧氯丙烷，以600r/min搅拌1h，调节pH值至7，得搅拌物；
（5）将搅拌物进行旋蒸25min，烘干，得烘干物，按质量比1：7，将烘干物、乙酸溶液进行混合，调节pH值6，加入烘干物质量20%的步骤（3）备用的研磨物，在温度8℃下处理25min，取出，再在温度55℃烘箱中烘干，即得织物阻燃剂。
改性剂是缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷。
分散剂是十二烷基硫酸铵。
一种织物阻燃剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将磷酸放入容器中，置于温度69℃的油浴中，加入磷酸质量1.5倍的尿素，以速率2℃/min升温至125℃，保温12min，再在205℃烘箱中固化1.5h，粉碎，得粉碎物；
（2）按质量比1：7，将蒙脱石、水进行混合，在温度69℃的水浴中搅拌均匀，加入蒙脱石质量35%的粉碎物，保温1.5h，过滤，得滤渣，将滤渣在温度75℃下干燥，打散，得打散物；
（3）按质量比2：0.15：12，将打散物、改性剂、水进行混合均匀，置于油浴磁力搅拌机中在温度125℃、850r/min下混合搅拌12min，加入改性剂相同质量的分散剂，搅拌均匀，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度85℃下烘干2.5h，研磨，过500目筛，得研磨物，备用；
（4）按重量份数计，取18份体积分数为0.05%的氢氧化钠溶液、5份环氧氯丙烷、4份β-环糊精、2份氯化胆碱，将β-环糊精、体积分数为0.05%的氢氧化钠溶液进行混合，在温度30℃下搅拌22h，加入氯化胆碱，升温至59℃下搅拌，并以1mL/min滴加环氧氯丙烷，以650r/min搅拌1.5h，调节pH值至7，得搅拌物；
（5）将搅拌物进行旋蒸28min，烘干，得烘干物，按质量比1：7，将烘干物、乙酸溶液进行混合，调节pH值8，加入烘干物质量25%的步骤（3）备用的研磨物，在温度9℃下处理28min，取出，再在温度58℃烘箱中烘干，即得织物阻燃剂。
改性剂是缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷。
分散剂是多聚磷酸钠。
一种织物阻燃剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将磷酸放入容器中，置于温度70℃的油浴中，加入磷酸质量2倍的尿素，以速率3℃/min升温至130℃，保温15min，再在210℃烘箱中固化2h，粉碎，得粉碎物；
（2）按质量比1：8，将蒙脱石、水进行混合，在温度70℃的水浴中搅拌均匀，加入蒙脱石质量40%的粉碎物，保温2h，过滤，得滤渣，将滤渣在温度80℃下干燥，打散，得打散物；
（3）按质量比4：0.2：15，将打散物、改性剂、水进行混合均匀，置于油浴磁力搅拌机中在温度130℃、900r/min下混合搅拌15min，加入改性剂相同质量的分散剂，搅拌均匀，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度90℃下烘干3h，研磨，过500目筛，得研磨物，备用；
（4）按重量份数计，取20份体积分数为0.05%的氢氧化钠溶液、6份环氧氯丙烷、5份β-环糊精、3份氯化胆碱，将β-环糊精、体积分数为0.05%的氢氧化钠溶液进行混合，在温度32℃下搅拌24h，加入氯化胆碱，升温至60℃下搅拌，并以2mL/min滴加环氧氯丙烷，以700r/min搅拌1~2h，调节pH值至7，得搅拌物；
（5）将搅拌物进行旋蒸30min，烘干，得烘干物，按质量比1：8，将烘干物、乙酸溶液进行混合，调节pH值10，加入烘干物质量30%的步骤（3）备用的研磨物，在温度10℃下处理30min，取出，再在温度60℃烘箱中烘干，即得织物阻燃剂。
与实施例的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少实施例中制备的搅拌物。
无锡某公司生产的织物阻燃剂。
方法如下：
阻燃性能:采用棉织物分别在实施例和对比例的织物阻燃剂中进行改性整理（二浸二轧，料液比为1：20g/mL，轧余率为80％，最后取出织物并在80℃下烘干），参照GB/T 5455-1997《纺织品 燃烧性能试验 垂直法》，用织物阻燃性能测试仪平行测试，取平均值B1级：损毁炭长≤15 cm，续燃时间≤5 s，阴燃时间≤5 s；
水洗测试：实施例和对比例分别在60℃温水中溶解，加入3.0g/L皂粉、2.0g/L碳酸钠持续搅拌，放入棉织物洗涤3min，然后用清水冲洗掉泡沫，低温烘干或自然晾干，如此方法操作为水洗一次；
甲醛释放量：按GB/T17657-2013中的4.59干燥器法进行检测。
安全性测试：将上述实施例所得用于织物阻燃剂涂在手部皮肤表面，连续观察30d，30d后无过敏现象，说明本发明对人体无害。
由上可知，本发明织物阻燃剂具有阻燃性好、无甲醛释放、耐洗涤的优点，是一种安全且高效的织物阻燃剂的制备方法，值得推广和使用。

Claims (3)

1.一种织物阻燃剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）将磷酸放入容器中，置于温度68~70℃的油浴中，加入磷酸质量1~2倍的尿素，升温至120~130℃，保温，再在200~210℃烘箱中固化，粉碎，得粉碎物；
（2）按质量比1：7~8，将蒙脱石、水进行混合，在温度68~70℃的水浴中搅拌均匀，加入蒙脱石质量30~40%的粉碎物，保温，过滤，得滤渣，将滤渣在温度70~80℃下干燥，打散，得打散物；
（3）按质量比1~4：0.1~0.2：10~15，将打散物、改性剂、水进行混合均匀，在温度120~130℃下混合搅拌10~15min，加入改性剂相同质量的分散剂，搅拌均匀，抽滤，得滤饼，将滤饼在温度80~90℃下烘干，研磨，得研磨物，备用；
（4）按重量份数计，取15~20份氢氧化钠溶液、5~6份环氧氯丙烷、4~5份β-环糊精、2~3份氯化胆碱，将β-环糊精、氢氧化钠溶液进行混合，在温度28~32℃下搅拌，加入氯化胆碱，升温至58~60℃下搅拌，加环氧氯丙烷，搅拌，调节pH值至7，得搅拌物；
（5）将搅拌物进行旋蒸，烘干，得烘干物，按质量比1：7~8，将烘干物、乙酸溶液进行混合，调节pH值6~10，加入烘干物质量20~30%的步骤（3）备用的研磨物，在温度8~10℃下处理，取出，再在温度55~60℃烘箱中烘干，即得织物阻燃剂。
2.根据权利要求1所述织物阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中改性剂是氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷其中任意一种。
3.根据权利要求1所述织物阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中分散剂是十二烷基硫酸铵、多聚磷酸钠其中的任意一种。
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