CN113818257A - 一种环保阻燃型纺织印花涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保阻燃型纺织印花涂料及其制备方法，所述涂料包含粘合剂、交联剂、阻燃剂和催化剂，按重量份数计，所述各成分的重量份分别为：粘合剂45‑55份，交联剂20‑25份，阻燃剂15‑20份，增强纤维1‑5份，催化剂8‑12份。本发明其组成成分简单且环保，阻燃性能好，氧指数得到显著提升，并且在涂覆于织物表面后可以使得织物具备优异的自熄性，在燃烧过程中发烟量低且无毒。

Description

一种环保阻燃型纺织印花涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织涂料技术领域，特别是涉及一种环保阻燃型纺织印花涂料。

背景技术

阻燃涂料是用于可燃性基材表面，能够降低被涂材料表面的可燃性，阻滞火灾迅速蔓延，用以提高被涂材料耐火极限的一种特征涂料。现有的阻燃涂料的阻燃剂为卤系阻燃剂，卤系阻燃剂在燃烧过程中会产生二恶英等有毒有害物质，造成环境污染而逐渐被限制使用，并且卤系阻燃剂的分解温度比较低，发烟量大，当火灾发生时会造成大量浓烟使人窒息。中国铁道行业标准TB/T3237-2010动车组用内装材料阻燃技术条件中要求：GB/T5454-1997纺织品燃烧性能测试的氧指数需要达到32％以上，针对动车的座椅套纺织面料本身具备可燃性，因此需要在座椅套纺织品面料表面涂覆阻燃涂料，由于现有的阻燃涂料阻燃性能较差，为了达到相应的氧指数性能要求，需要在座椅套纺织面料表面涂覆大量的阻燃涂料，增加了座椅套纺织面料的增重，也直接增加了动车的重量，并且根据国际铁路联运或铁路客运机车车辆的防火和消防规程UIC564-2-1991中测试要求织物需具备良好的自熄性，现有的阻燃涂料涂覆于纺织面料表面后，阻燃涂料难以渗透入座椅套纺织面料的织物纤维中，难以满足织物具备自熄性的要求，因此，为了解决上述技术问题，需要研究阻燃性能好且无毒低烟的环保型阻燃涂料。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种环保阻燃型纺织印花涂料及其制备方法，其组成成分简单且环保，阻燃性能好，氧指数得到显著提升，并且在涂覆于织物表面后可以使得织物具备优异的自熄性，在燃烧过程中发烟量低且无毒。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种环保阻燃型纺织印花涂料，所述涂料包含粘合剂、交联剂、阻燃剂和催化剂，按重量份数计，所述各成分的重量份分别为：粘合剂45-55份，交联剂20-25份，阻燃剂15-20份，增强纤维1-5份，催化剂8-12份。

进一步地说，所述粘合剂为聚氨酯。

进一步地说，所述交联剂为亚硝酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠中的至少一种。

进一步地说，所述阻燃剂为聚磷酸铵盐。

进一步地说，所述增强纤维为玻璃纤维、矿物纤维、碳纤维和高硅氧纤维中的至少一种。

进一步地说，所述催化剂为二丁基氧化锡、三丁基氧化锡、二月桂酸二丁基锡中的至少一种。

所述的一种环保阻燃型纺织印花涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)、在催化剂存在的条件下，将粘合剂、交联剂和增强纤维按照重量份数混合，加入阻燃剂，于40～90℃下反应1～3h得到聚氨酯预聚体A；

(2)、向聚氨酯预聚体A加入为聚氨酯预聚体A重量0.5～2.0％的扩链剂和聚氨酯预聚体A重量30～40％的溶剂，于60～80℃条件下反应2～5h，再加水进行乳化，得涂料。

进一步地说，所述溶剂为环氧大豆油。

进一步地说，所述扩链剂为二苯基二羟基硅烷、4，4'-双(二甲基羟基硅基)二苯醚、1，4-双(二甲基羟基硅基)苯的任意一种。

进一步地说，所述于60～80℃条件下反应2～5h时通过监控装置进行监测，所述监控装置包括：温度监控模块和时间监控模块，所述温度监控模块包括：测温单元、升温单元、降温单元和控制单元，所述测温单元获取盛有聚氨酯预聚体A的容器内的反应实时温度，并将获取的所述反应实时温度传输至控制单元；所述控制单元针对所述反应实时温度结合反应温度条件进行实时分析，获取实时分析结果，并根据所述实时分析结果对所述升温单元和/或所述降温单元进行控制；所述升温单元根据所述控制单元的控制进行升温工作，所述降温单元根据根据所述控制单元的控制进行降温工作；

所述加水进行乳化的时候，通过可控加水泵进行加水乳化，所述可控加水泵通过可调节开关和输出管连接在盛有反映物质的容器上，所述反映物质为向聚氨酯预聚体A加入为聚氨酯预聚体A重量0.5～2.0％的扩链剂和聚氨酯预聚体A重量30～40％的溶剂，于60～80℃条件下反应2～5h后得到的，所述可控加水泵包括：水箱、固定装置、进水管、出水管、智能开关、感应装置和浮球；所述固定装置将所述智能开关在所述水箱右上角位置，所述进水管连接在所述智能开关的前表面，所述出水管连接在所述智能开关的底部，所述水箱内部装有所述感应装置，所述浮球放置所述水箱内部，所述感应装置与所述智能开关连接。

本发明的有益效果至少具有以下几点：

1.本发明采用聚氨酯做为粘合剂，制成的阻燃涂料涂覆在纺织面料表面，使得纺织面料手感自然柔软；

2.本发明涂料内包含阻燃剂聚磷酸铵盐，燃烧后将可燃物与热源隔开，使得纺织面料成炭性大幅提升，从而氧指数得到显著的提升，将阻燃涂料涂覆于纺织面料表面，当织物表面增重量达到50g/㎡时，织物氧指数可以达到40％以上，当织物表面增重量达到60g/㎡时，织物氧指数可以达到44％以上；

3、本发明采用亚硝酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠作为交联剂对聚合物进行交联，改善了传统聚氨酯强度不高的缺陷，同时对反应物进行螯合，增加了吸收小分子，降低了释放的VOC；

4、本发明采用环氧大豆油作为溶剂比较环保，无有害物质排放。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

本实施例的涂料包含聚氨酯50份，亚硝酸钠22.5份，聚磷酸铵盐17.5份，二丁基氧化锡10份，玻璃纤维2份，将上述组分按重量份均匀混合制成本发明的涂料。

实施例2

本实施例的涂料包含聚氨酯55份，磷酸三钠20份，聚磷酸铵盐20份，二月桂酸二丁基锡8份，矿物纤维4份，将上述组分按重量份均匀混合制成本发明的涂料。

实施例3

本实施例的涂料包含聚氨酯45份，磷酸氢二钠25份，聚磷酸铵盐15份，三丁基氧化锡12份，碳纤维1份，将上述组分按重量份均匀混合制成本发明的涂料。

实施例4

本实施例的涂料包含聚氨酯45份，亚硝酸钠和磷酸氢二钠的混合物20份，聚磷酸铵盐15份，二丁基氧化锡和三丁基氧化锡的混合物8份，高硅氧纤维3份，将上述组分按重量份均匀混合制成本发明的涂料。

实施例5

本实施例的涂料包含聚氨酯55份，亚硝酸钠、磷酸三钠和磷酸氢二钠的混合物25份，聚磷酸铵盐20份，二丁基氧化锡、三丁基氧化锡和二月桂酸二丁基锡的混合物12份，矿物纤维和碳纤维的混合物5份，将上述组分按重量份均匀混合制成本发明的涂料。

实施例1-实施例5的涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)、在催化剂存在的条件下，将粘合剂、交联剂和增强纤维按照重量份数混合，加入阻燃剂，于40～90℃下反应1～3h得到聚氨酯预聚体A；

(2)、向聚氨酯预聚体A加入为聚氨酯预聚体A重量0.5～2.0％的扩链剂和聚氨酯预聚体A重量30～40％的溶剂，于60～80℃条件下反应2～5h，再加水进行乳化，得涂料。

所述溶剂为环氧大豆油。

所述扩链剂为二苯基二羟基硅烷、4，4'-双(二甲基羟基硅基)二苯醚、1，4-双(二甲基羟基硅基)苯的任意一种。

将实施例1-实施例5制成的阻燃涂料均匀涂覆于织物表面进行阻燃性能测试，选用市面上在售的阻燃涂料(对比例1-对比例2)均匀涂覆于织物表面进行阻燃性能测试作为对照组，测试结果如下：

从上表可以看出，在织物表面涂覆增重量与现有产品在织物表面涂覆增重量相同的情况下，本发明的阻燃性能要远远优于现有产品的阻燃性能，满足使用的需要；且，涂料在织物表面涂覆60g/m²时的阻燃性能最优。

基于实施例1-实施例5的涂料的制备方法中，所述于60～80℃条件下反应2～5h时通过监控装置进行监测，所述监控装置包括：温度监控模块和时间监控模块，所述温度监控模块包括：测温单元、升温单元、降温单元和控制单元，所述测温单元获取盛有聚氨酯预聚体A的容器内的反应实时温度，并将获取的所述反应实时温度传输至控制单元；所述控制单元针对所述反应实时温度结合反应温度条件进行实时分析，获取实时分析结果，并根据所述实时分析结果对所述升温单元和/或所述降温单元进行控制；所述升温单元根据所述控制单元的控制进行升温工作，所述降温单元根据根据所述控制单元的控制进行降温工作。在向聚氨酯预聚体A加入为聚氨酯预聚体A重量0.5～2.0％的扩链剂和聚氨酯预聚体A重量30～40％的溶剂进行反应时，通过监控装置间温度与时间的监测，通过时间监控模块确保反应进行2～5h，通过温度监控模块确保反应时温度是在60～80℃范围内，当通过温度监控模块进行温度监测时，首先，通过测温单元获取获取盛有聚氨酯预聚体A的容器内的反应实时温度，并将反应实时温度传输至控制单元，控制单元按照如下公式进行分析：

W_i＝ln{[(m-wt)-y_i]+1}+ln{[y_i-(n+wt)]+1}

上述公式中，W_i表示反应进行i时间时的反应实时温度分析值，y_i表示反应进行i时间时测温单元获取到的反应实时温度，m表示温度范围上限，在这里是80℃，n表示温度范围下限，在这里是60℃，t表示温度监控模块针对反应实时温度的响应时间，w表示向聚氨酯预聚体A加入为聚氨酯预聚体A重量0.5～2.0％的扩链剂和聚氨酯预聚体A重量30～40％的溶剂反应的最大单位温变量；

由

确定分析结果，其中，G_i表示反应进行i时间时的反应实时温度分析结果，s表示需要进行温度调节，d表示无需进行温度调节；

当反应进行i时间时的反应实时温度分析结果G_i＝s时，进一步地通过升温单元或者降温单元进行升温或者降温工作，从而使得容器内的反映温度始终保持在60～80℃范围内。

而且在确定反应进行i时间时的反应实时温度分析值时，还将温度监控模块针对反应实时温度的响应时间考虑在内，从而避免在温度监控模块对当前反映实时温度进行响应过程中容器内温度超出60～80℃范围，进而使得反应过程无异常发生，而且还以反应的最大单位温变量为标准进行参照，更加确保了温度控制的准确性，提高反应的准确度。

所述加水进行乳化的时候，通过可控加水泵进行加水乳化，所述可控加水泵通过可调节开关和输出管连接在盛有反映物质的容器上，所述反映物质为向聚氨酯预聚体A加入为聚氨酯预聚体A重量0.5～2.0％的扩链剂和聚氨酯预聚体A重量30～40％的溶剂，于60～80℃条件下反应2～5h后得到的，所述可控加水泵包括：水箱、固定装置、进水管、出水管、智能开关、感应装置和浮球；所述固定装置将所述智能开关在所述水箱右上角位置，所述进水管连接在所述智能开关的前表面，所述出水管连接在所述智能开关的底部，所述水箱内部装有所述感应装置，所述浮球放置所述水箱内部，所述感应装置与所述智能开关连接。在使用过程中，进水管连接外部水源，水通过进水管经过智能开关由出水管排到水箱内，随着水箱内的水液面升高，使得浮球的位置上升，同时通过感应装置采集浮球的位置高度信息，并将采集到的位置高度信息传输至智能开关，智能开关根据位置高度信息在浮球达到预设高度时，中断或者接通进水管与出水管的连接，停止或者开始向水箱输水。当进行加水乳化时，通过可调节开关使得水箱内的水由输出管进入盛有反映物质的容器内，从而实现加水乳化。通过可控加水泵使得每次进行加水乳化时添加的水都是等容的，从而使得得到的涂料的稀稠程度相同，而且可控加水泵还能够在水箱无水时进行注水，在水箱留有够用的水时自动停止注水，方便便捷，无需人为把握，此外，在通过感应浮球的位置高度信息来确定水的量时，由于浮球比较明显，在水面高度发生变化时能够不容易出错，从而提高准确性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种环保阻燃型纺织印花涂料，其特征在于：所述涂料包含粘合剂、交联剂、阻燃剂和催化剂，按重量份数计，所述各成分的重量份分别为：粘合剂45-55份，交联剂20-25份，阻燃剂15-20份，增强纤维1-5份，催化剂8-12份。

2.根据权利要求1所述的一种环保阻燃型纺织印花涂料，其特征在于：所述粘合剂为聚氨酯。

3.根据权利要求1所述的一种环保阻燃型纺织印花涂料，其特征在于：所述交联剂为亚硝酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种环保阻燃型纺织印花涂料，其特征在于：所述阻燃剂为聚磷酸铵盐。

5.根据权利要求1所述的一种环保阻燃型纺织印花涂料，其特征在于：所述增强纤维为玻璃纤维、矿物纤维、碳纤维和高硅氧纤维中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种环保阻燃型纺织印花涂料，其特征在于：所述催化剂为二丁基氧化锡、三丁基氧化锡、二月桂酸二丁基锡中的至少一种。

7.所述的一种环保阻燃型纺织印花涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、在催化剂存在的条件下，将粘合剂、交联剂和增强纤维按照重量份数混合，加入阻燃剂，于40～90℃下反应1～3h得到聚氨酯预聚体A；

(2)、向聚氨酯预聚体A加入为聚氨酯预聚体A重量0.5～2.0％的扩链剂和聚氨酯预聚体A重量30～40％的溶剂，于60～80℃条件下反应2～5h，再加水进行乳化，得涂料。

8.根据权利要求7所述的一种环保阻燃型纺织印花涂料，其特征在于：所述溶剂为环氧大豆油。

9.根据权利要求7所述的一种环保阻燃型纺织印花涂料，其特征在于：所述扩链剂为二苯基二羟基硅烷、4，4'-双(二甲基羟基硅基)二苯醚、1，4-双(二甲基羟基硅基)苯的任意一种。

10.根据权利要求7所述的一种环保阻燃型纺织印花涂料，其特征在于：所述于60～80℃条件下反应2～5h时通过监控装置进行监测，所述监控装置包括：温度监控模块和时间监控模块，所述温度监控模块包括：测温单元、升温单元、降温单元和控制单元，所述测温单元获取盛有聚氨酯预聚体A的容器内的反应实时温度，并将获取的所述反应实时温度传输至控制单元；所述控制单元针对所述反应实时温度结合反应温度条件进行实时分析，获取实时分析结果，并根据所述实时分析结果对所述升温单元和/或所述降温单元进行控制；所述升温单元根据所述控制单元的控制进行升温工作，所述降温单元根据根据所述控制单元的控制进行降温工作；

所述加水进行乳化的时候，通过可控加水泵进行加水乳化，所述可控加水泵通过可调节开关和输出管连接在盛有反映物质的容器上，所述反映物质为向聚氨酯预聚体A加入为聚氨酯预聚体A重量0.5～2.0％的扩链剂和聚氨酯预聚体A重量30～40％的溶剂，于60～80℃条件下反应2～5h后得到的，所述可控加水泵包括：水箱、固定装置、进水管、出水管、智能开关、感应装置和浮球；所述固定装置将所述智能开关在所述水箱右上角位置，所述进水管连接在所述智能开关的前表面，所述出水管连接在所述智能开关的底部，所述水箱内部装有所述感应装置，所述浮球放置所述水箱内部，所述感应装置与所述智能开关连接。