CN108729220A - 具有无氟防水、水性阻燃的织物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有无氟防水、水性阻燃的织物的制备方法，包括防水处理、阻燃处理；防水处理是将无氟防水剂与水进行充分搅拌，并加入交联剂，充分混合，对织物浸轧、培烘。阻燃处理是将水性聚氨酯硬胶与水性聚氨酯软胶混合，得到第一混合物；然后分别加入MCA、APP，交联剂、增稠剂。本发明在整个生产过程中，不仅杜绝了PFOA、PFOS及VOC对环境的危害，而且提供了一种水性阻燃聚氨酯的制备方法，能够保证织物的阻燃效果，使织物的水压在2000mmH2O。

Description

具有无氟防水、水性阻燃的织物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种织物的制备方法。
背景技术
纺织品的防水整理是纺织品常见的重要功能整理，传统含氟防水剂多为八碳结构，具有良好的化学稳定性和疏水、疏油性，然而，八碳防水剂含有全氟辛基磺酰基类化合物（PFOS）和全氟辛酸铵（PFOA）等化合物，这些化合物极难降解，具有高生物蓄积性和多种毒性，现已逐步被限制使用。而无氟防水剂不含PFOA、PFOS、甲醛等禁用物质，较容易降解，是环境友好型的整理剂。
对于帐篷织物而言，不仅要对织物进行防水整理，还要进行涂层整理，涂层整理用的聚氨酯一般有溶剂型聚氨酯和水性聚氨酯。水性聚氨酯是相对于溶剂型聚氨酯而言的，它是聚氨酯粒子分散在连续相（水）中的二元胶体体系。目前市场上大多数为溶剂型聚氨酯树脂，含有大量的有机溶剂和一定量的游离异氰酸酯，影响人们的身体健康和生活环境。随着环保法规对VOC排放量的限制以及对环保的重视，水性聚氨酯得到了较快的发展，已在织物、皮革、粘合剂等领域得到了广泛的应用，正逐步替代溶剂型聚氨酯。随着技术的进步和VOC含量的严格控制以及人们环保和健康意识的提高，水性PU将成为一个重要的发展方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有防水与阻燃的功能，环保的具有无氟防水、水性阻燃的织物的制备方法。
本发明的技术解决方案是：
一种具有无氟防水、水性阻燃的织物的制备方法，其特征是：依次包括下列步骤：
（1）防水处理：采用无氟防水复合剂对织物进行无氟防水处理；所述无氟防水复合剂由下列重量份的成分组成：
无氟防水剂10-40份
水60-90份
交联剂0.5-2份；所述交联剂为异氰酸酯交联剂；
（2）阻燃处理：采用水性阻燃剂对织物进行涂层处理；所述水性阻燃剂由下列重量份的成分组成：
水性聚氨酯硬胶10-30份
水性聚氨酯软胶50-80份
三聚氰胺氰尿酸盐5-10份
高聚磷酸铵5-10份
增稠剂2-10份
交联剂1-5份；
所述水性聚氨酯硬胶的模量在5-14N/m2，水性聚氨酯软胶的模量在15-25 N/m2；所述交联剂选自多官能团氮丙啶、甲氧甲醇化密胺、脲树脂、碳化二亚胺，多元异氰酸酯、封闭异氰酸酯、氨基塑料、环氧型交联剂中的任意一种或多种；所述增稠剂选自无机增稠剂、纤维素类增稠剂、聚丙烯酸类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、天然胶增稠剂和聚氧乙烯类增稠剂任意一种或多种。
所述防水处理包括以下步骤：将10-40份无氟防水剂与60-90份水进行充分搅拌，并加入0.5-2份的交联剂，充分混合，对织物浸轧、培烘，培烘温度控制在150-180℃。
所述阻燃处理包括以下步骤：
将水性聚氨酯硬胶与水性聚氨酯软胶混合，得到第一混合物；在第一混合物的制备过程中控制转速为200-300rmp，然后分别加入MCA、APP，交联剂、增稠剂，控制转速在250-400rmp。
涂层处理是将水性阻燃剂通过刮涂的方式在织物上形成涂层，刮涂厚度为2-7mm；刮涂后的织物在150-180℃的温度条件下培烘2-10min，得到干爽的织物。
本发明在整个生产过程中，不仅杜绝了PFOA、PFOS及VOC对环境的危害，而且提供了一种水性阻燃聚氨酯的制备方法，能够保证织物的阻燃效果，使织物的水压在2000mmH2O。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
各实施例中：
水性聚氨酯硬胶的模量在5-14N/m2，水性聚氨酯软胶的模量在15-25 N/m2；若单独采用硬胶，使得织物过于坚硬，使织物表面易有手抓痕，影响织物的外观。若单独使用软胶则使织物过于柔软，没有硬挺的手感，不利于织物塑形，采用硬胶与软胶相互协同的作用，使织物具有良好的手感，提升使用者的体验。
所述交联剂为三官能团氮丙啶；所述增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂或聚氨酯类增稠剂。
涂层处理是将水性阻燃剂通过刮涂的方式在织物上形成涂层，刮涂厚度为2-7mm；刮涂后的织物在150-180℃的温度条件下培烘2-10min，得到干爽的织物。
实施例1：
本实施例提供了一种无氟防水水性阻燃聚氨酯织物的制备，依次包括下列步骤：
（1）防水处理：采用无氟防水复合剂对织物进行无氟防水处理；所述无氟防水复合剂由下列重量份的成分组成：
无氟防水剂20份，水80份，交联剂0.5份 ；所述交联剂为异氰酸酯交联剂；
将无氟防水剂与水进行充分搅拌，并加入交联剂0.5份，充分混合，对织物进行浸轧、培烘，培烘温度控制在160℃。
（2）阻燃处理：采用水性阻燃剂对织物进行涂层处理；所述水性阻燃剂由下列重量份的成分组成：水性聚氨酯硬胶10份，水性聚氨酯软胶62份，增稠剂10份，交联剂5份，MCA（三聚氰胺氰尿酸盐）8份，APP（高聚磷酸铵）5份。
将水性聚氨酯硬胶和水性聚氨酯软胶进行混合，同时用搅拌机搅拌，转速为240rmp。将第一混合物依次与MCA、APP、交联剂、增稠剂进行混合并不断搅拌，转速为300rmp。将得到的水性阻燃聚氨酯在无氟防水织物上进行刮涂，刮涂厚度为6mm，在160℃下培烘5min，得到无氟防水水性阻燃织物。
实施例2：
本实施例提供了一种无氟防水水性阻燃聚氨酯织物的制备，依次包括下列步骤：
（1）防水处理：采用无氟防水复合剂对织物进行无氟防水处理；所述无氟防水复合剂由下列重量份的成分组成：无氟防水剂30份，水70份，交联剂0.5份。所述交联剂为异氰酸酯交联剂；
将无氟防水剂与水进行充分搅拌，并加入交联剂0.5份，充分混合，对织物进行浸轧、培烘，培烘温度控制在170℃，得到无氟防水的织物。
（2）阻燃处理：采用水性阻燃剂对织物进行涂层处理；所述水性阻燃剂由下列重量份的成分组成：水性聚氨酯硬胶15份，水性聚氨酯软胶65份，增稠剂8份，交联剂2份，MCA（三聚氰胺氰尿酸盐）5份，APP（高聚磷酸铵）5份。
将水性聚氨酯硬胶和水性聚氨酯软胶进行混合，同时用搅拌机搅拌，转速为280rmp。将第一混合物依次与MCA、APP、交联剂、增稠剂进行混合并不断搅拌，转速为350rmp。将得到的水性阻燃聚氨酯在无氟防水织物上进行刮涂，刮涂厚度为3mm，在155℃下培烘3min，得到无氟防水水性阻燃织物。
实施例3
本实施例提供了一种无氟防水水性阻燃聚氨酯织物的制备，依次包括下列步骤：
（1）防水处理：采用无氟防水复合剂对织物进行无氟防水处理；所述无氟防水复合剂由下列重量份的成分组成：无氟防水剂30份，水70份，交联剂0.5份。
将无氟防水剂与水进行充分搅拌，并加入交联剂0.5份，充分混合，对织物进行浸轧、培烘，培烘温度控制在170℃，得到无氟防水的织物。
（2）阻燃处理：采用水性阻燃剂对织物进行涂层处理；所述水性阻燃剂由下列重量份的成分组成：
水性聚氨酯硬胶20份，水性聚氨酯软胶60份，增稠剂5份，交联剂5份，MCA（三聚氰胺氰尿酸盐）5份，APP（高聚磷酸铵）5份。
将水性聚氨酯硬胶和水性聚氨酯软胶进行混合，同时用搅拌机搅拌，转速为280rmp。将第一混合物依次与MCA、APP、交联剂、增稠剂进行混合并不断搅拌，转速为350rmp。将得到的水性阻燃聚氨酯在无氟防水织物上进行刮涂，刮涂厚度为2mm，在160℃下培烘3min，得到无氟防水水性阻燃织物。
实施例4
本实施例提供了一种无氟防水水性阻燃聚氨酯织物的制备，依次包括下列步骤：
（1）防水处理：采用无氟防水复合剂对织物进行无氟防水处理；所述无氟防水复合剂由下列重量份的成分组成：
无氟防水剂25份，水75份，交联剂1份 ，将无氟防水剂与水进行充分搅拌，并加入交联剂0.5份，充分混合，对织物进行浸轧、培烘，培烘温度控制在170℃，得到无氟防水的织物。
（2）阻燃处理：采用水性阻燃剂对织物进行涂层处理；所述水性阻燃剂由下列重量份的成分组成：
水性聚氨酯硬胶20份，水性聚氨酯软胶60份，增稠剂8份，交联剂2份，MCA（三聚氰胺氰尿酸盐）10份，APP（高聚磷酸铵）3份。将水性聚氨酯硬胶和水性聚氨酯软胶进行混合，同时用搅拌机搅拌，转速为280rmp。将第一混合物依次与MCA、APP、交联剂、增稠剂进行混合并不断搅拌，转速为350rmp。将得到的水性阻燃聚氨酯在无氟防水织物上进行刮涂，刮涂厚度为7mm，在180℃下培烘7min，得到无氟防水水性阻燃织物。
实施例5
本实施例提供了一种无氟防水水性阻燃聚氨酯织物的制备，依次包括下列步骤：
（1）防水处理：采用无氟防水复合剂对织物进行无氟防水处理；所述无氟防水复合剂由下列重量份的成分组成：
无氟防水剂25份，水75份，交联剂1份 ，将无氟防水剂与水进行充分搅拌，并加入交联剂2份，充分混合，对织物进行浸轧、培烘，培烘温度控制在180℃，得到无氟防水的织物。
（2）阻燃处理：采用水性阻燃剂对织物进行涂层处理；所述水性阻燃剂由下列重量份的成分组成：水性聚氨酯硬胶15份，水性聚氨酯软胶60份，增稠剂5份，交联剂5份，MCA（三聚氰胺氰尿酸盐）10份，APP（高聚磷酸铵）5份。
将水性聚氨酯硬胶和水性聚氨酯软胶进行混合，同时用搅拌机搅拌，转速为300rmp。将第一混合物依次与MCA、APP、交联剂、增稠剂进行混合并不断搅拌，转速为350rmp。将得到的水性阻燃聚氨酯在无氟防水织物上进行刮涂，刮涂厚度为6mm，在170℃下培烘6min，得到无氟防水水性阻燃织物。
对比例1：按照实施例1提供的配方和方法制备无氟防水水性阻燃织物，区别在于无氟防水剂的用量在2份。
对比例2：按照实施例1提供的配方和方法制备无氟防水水性阻燃聚氨酯，区别在于不使用阻燃剂APP。
对比例3：按照实施例1提供的配方和方法制备无氟防水水性阻燃聚氨酯，区别在于涂层过程中不使用交联剂。
将实施例1-5和对比例1-3的织物进行测试，防水的测试根据AATCC-22,水压测试采用ISO0811，阻燃测试采用CPAI-84标准。
表1 性能检测结果
组别 防水（级） 水压（mmH2O） 损毁碳长 经/纬（cm）
实施例1 4 2760 12.4/13.6
实施例2 5 2380 15.2/16.4
实施例3 5 2350 14.6/15.3
实施例4 4 2650 11.5/12.3
实施例5 4 2673 12.3/13.1
对比例1 2 2500 11.9/12.9
对比例2 4 2580 20.4/22.5
对比例3 4 1560 12.4/13.9
由表1可知，本发明实施例制备的无氟防水水性阻燃织物，具有不错的防水与阻燃功能，对比例1中无氟防水剂的用量减少，防水只有2级，未能有很好的防水效果，对比例2中不使用阻燃剂APP，没有了协同作用，阻燃效果大打折扣，对比例3在涂层中未加交联剂，影响了涂层胶的粘连效果，水压降低。
综上所述，本发明的一种无氟防水水性阻燃织物的研发是通过无氟防水剂达到防水效果，通过水性聚氨酯硬胶，水性聚氨酯软胶， MCA，APP，增稠剂，交联剂的混合，不仅保证织物的阻燃效果，而且使织物的水压在2000mmH2O。

Claims (4)

1.一种具有无氟防水、水性阻燃的织物的制备方法，其特征是：依次包括下列步骤：
（1）防水处理：采用无氟防水复合剂对织物进行无氟防水处理；所述无氟防水复合剂由下列重量份的成分组成：
无氟防水剂10-40份
水60-90份
交联剂0.5-2份；所述交联剂为异氰酸酯交联剂；
（2）阻燃处理：采用水性阻燃剂对织物进行涂层处理；所述水性阻燃剂由下列重量份的成分组成：
水性聚氨酯硬胶10-30份
水性聚氨酯软胶50-80份
三聚氰胺氰尿酸盐5-10份
高聚磷酸铵5-10份
增稠剂2-10份
交联剂1-5份；
所述水性聚氨酯硬胶的模量在5-14N/m2，水性聚氨酯软胶的模量在15-25 N/m2；所述交联剂选自多官能团氮丙啶、甲氧甲醇化密胺、脲树脂、碳化二亚胺，多元异氰酸酯、封闭异氰酸酯、氨基塑料、环氧型交联剂中的任意一种或多种；所述增稠剂选自无机增稠剂、纤维素类增稠剂、聚丙烯酸类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、天然胶增稠剂和聚氧乙烯类增稠剂任意一种或多种。
2.根据权利要求1所述的具有无氟防水、水性阻燃的织物的制备方法，其特征是：所述防水处理包括以下步骤：将10-40份无氟防水剂与60-90份水进行充分搅拌，并加入0.5-2份的交联剂，充分混合，对织物浸轧、培烘，培烘温度控制在150-180℃。
3.根据权利要求1所述的具有无氟防水、水性阻燃的织物的制备方法，其特征是：所述阻燃处理包括以下步骤：
将水性聚氨酯硬胶与水性聚氨酯软胶混合，得到第一混合物；在第一混合物的制备过程中控制转速为200-300rmp，然后分别加入MCA、APP，交联剂、增稠剂，控制转速在250-400rmp。
4.根据权利要求1所述的具有无氟防水、水性阻燃的织物的制备方法，其特征是：涂层处理是将水性阻燃剂通过刮涂的方式在织物上形成涂层，刮涂厚度为2-7mm；刮涂后的织物在150-180℃的温度条件下培烘2-10min，得到干爽的织物。
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