一种膨胀阻燃剂阻燃后整理改性丙纶无纺布的方法技术

本发明专利技术涉及一种膨胀阻燃剂阻燃后整理改性丙纶无纺布的方法。该方法首先将丙纶无纺布置于表面活性剂溶液中，赋予其表面亲水性能，再将丙纶无纺布置于膨胀阻燃剂溶液中，通过二浸二轧的方法对丙纶无纺布进行处理，然置于烘箱中烘干。本发明专利技术能够提高丙纶无纺布的表面亲水性能，从而提高阻燃剂在无纺布表面的附着量；同时，本发明专利技术能够有效提高丙纶无纺布的阻燃性能，极限氧指数明显提高，并且燃烧时成炭性变好。本发明专利技术制备过程简单高效，原料环保，设备投资少，易于推广。

A Method of Modifying Polypropylene Nonwovens with Intumescent Flame Retardant after Flame Retardant Finishing

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀阻燃剂阻燃后整理改性丙纶无纺布的方法
本专利技术涉及一种丙纶无纺布的阻燃后整理改性，尤其是一种基于磷氮膨胀阻燃剂配方后整理阻燃丙纶无纺布。
技术介绍
丙纶无纺布是有方向或杂乱的聚丙烯纤维网制成的布状材料。其中原材料聚丙烯来源广泛，具有良好的力学性能、电绝缘性能和优异的耐溶剂性能，熔点高，适合多种加工方式，因此被广泛应用于汽车工业、建筑材料、纺织工业和电子电气领域。但是其极易燃烧并且产生熔融滴落，造成火焰蔓延引发火灾，因此需要对其进行阻燃改性，提高其使用的安全性。现有技术中，纺织品阻燃性能改性方法主要包括三种，一是对聚合物原料进行阻燃改性，二是对纤维进行阻燃改性，三是对织物进行阻燃后整理。其中后整理阻燃法操作简单，工序短见效快，成本较低，对阻燃剂热稳定性能要求不高，因此应用最为广泛。膨胀阻燃剂主要由酸源、炭源和气源组成，具有低烟低毒、发烟量少、成本低的优点，并且能够克服聚合物燃烧时产生熔滴的问题，因此越来越受到研究者和生产商的青睐。膨胀阻燃剂在受热燃烧的过程中气源会释放难燃气体，稀释氧气浓度，阻碍燃烧反应的进行，酸源促进炭源脱水成炭并形成疏松多孔的炭层结构，这种炭层可以隔绝热量和氧气的传递，保护下层的材料，从而起到阻燃的作用。由于丙纶无纺布表面没有极性基团，亲水性较差，难以通过浸轧工艺将水溶性的阻燃剂整理到无纺布表面，因此还需要对其进行表面亲水处理。本专利技术采用表面活性剂对丙纶无纺布进行处理，然后选用含磷氮元素的膨胀阻燃剂通过二浸二轧的方法对丙纶无纺布进行阻燃后整理。该专利技术能够提高丙纶无纺布的亲水性能，从而提高阻燃剂的附着量，丙纶无纺布的阻燃性能显著提高，在燃烧的过程中形成膨胀炭层，改善了熔滴严重的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过浸轧后整理工艺将膨胀阻燃剂整理到丙纶无纺布上，从而提高丙纶无纺布的阻燃性能，改善熔滴严重的现象。本专利技术提供一种膨胀阻燃剂阻燃后整理改性丙纶无纺布的方法，其特征在于改性过程包括以下步骤：(1)将丙纶无纺布进行预处理，除去可能影响阻燃改性的杂质，其方法是将无纺布在无水乙醇中浸泡8～24h，然后用去离子水进行充分洗涤，再放置于烘箱中，恒温60～80℃烘干至恒重。(2)将预处理的丙纶无纺布浸泡于表面活性剂水溶液中，在超声条件下处理1～10min，然后将处理好的丙纶无纺布放置于烘箱中，恒温60～80℃烘干至恒重，使其具有表面亲水性能。(3)将选定的酸源和碳源溶解于去离子水中，在水浴锅中加热至一定温度，充分搅拌至完全溶解，配制成阻燃浸轧液。(4)将亲水处理后的丙纶无纺布浸泡于膨胀阻燃剂溶液中，进行二浸二轧，然后放置于烘箱中，60～100℃烘干。本专利技术所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，十六烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种，浓度为1～5％。本专利技术所述的酸源为磷酸氢二铵，聚磷酸，聚磷酸铵中的至少一种。本专利技术所述的碳源为季戊四醇，淀粉，羧甲基壳聚糖中的至少一种。本专利技术所述的酸源与碳源的质量比为1:1～5:1。本专利技术所述的膨胀阻燃溶液浓度为10～40％。本专利技术浸轧时速率为1.5～2.0m/min，浸轧压力为0.3～0.35MPa，带液率控制在80～120％。本专利技术的优点在于：首先采用表面活性剂在超声条件下对丙纶无纺布进行表面亲水处理，提高表面亲水性能，从而有利于膨胀阻燃剂在丙纶无纺布表面沉积。然后选用含磷氮元素的膨胀阻燃剂对丙纶无纺布进行浸轧后整理，能够有效提高丙纶无纺布的阻燃性能，并且促进生成膨胀炭层，改善熔滴严重的现象。膨胀阻燃剂具有低烟低毒、发烟量少、成本低的优点，并且能够克服聚合物燃烧时产生熔滴的问题。本专利技术采用二浸二轧的后整理工艺来处理丙纶无纺布，操作方式简单，工序短见效快，成本较低，并且对力学性能影响较小。具体实施方式实例一：一种膨胀阻燃剂阻燃后整理改性丙纶无纺布的方法，改性过程包括以下步骤：(1)将丙纶无纺布进行预处理，除去可能影响阻燃改性的杂质，其方法是将无纺布在无水乙醇中浸泡24h，然后用去离子水进行充分洗涤，再放置于烘箱中，恒温70℃烘干至恒重。(2)将预处理的丙纶无纺布浸泡于表面活性剂水溶液中，在超声条件下处理5min，然后将处理好的丙纶无纺布放置于烘箱中，恒温70℃烘干至恒重，使其具有表面亲水性能。(3)将选定的酸源和碳源溶解于去离子水中，在水浴锅中加热至一定温度，充分搅拌至完全溶解，配制成阻燃浸轧液。(4)将亲水处理后的丙纶无纺布浸泡于膨胀阻燃剂溶液中，进行二浸二轧，然后放置于烘箱中，90℃烘干。本专利技术所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，浓度为2％，所述的酸源为聚磷酸铵碳源为季戊四醇4:1，所述的膨胀阻燃溶液浓度为30％，浸轧时速率为2.0m/min，浸轧压力为0.35MPa，带液率控制在80～120％。未经阻燃处理的丙纶无纺布的极限氧指数仅有18.2％，燃烧时产生大量熔融滴落，成炭性差。而经过阻燃后整理的丙纶无纺布的极限氧指数提高到19.7％，熔融滴落消失，并产生膨胀炭层。实例二：一种膨胀阻燃剂阻燃后整理改性丙纶无纺布的方法，改性过程包括以下步骤：(1)将丙纶无纺布进行预处理，除去可能影响阻燃改性的杂质，其方法是将无纺布在无水乙醇中浸泡24h，然后用去离子水进行充分洗涤，再放置于烘箱中，恒温70℃烘干至恒重。(2)将预处理的丙纶无纺布浸泡于表面活性剂水溶液中，在超声条件下处理5min，然后将处理好的丙纶无纺布放置于烘箱中，恒温70℃烘干至恒重，使其具有表面亲水性能。(3)将选定的酸源和碳源溶解于去离子水中，在水浴锅中加热至一定温度，充分搅拌至完全溶解，配制成阻燃浸轧液。(4)将亲水处理后的丙纶无纺布浸泡于膨胀阻燃剂溶液中，进行二浸二轧，然后放置于烘箱中，90℃烘干。本专利技术所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，浓度为2％，所述的酸源为聚磷酸铵碳源为季戊四醇4:1，所述的膨胀阻燃溶液浓度为30％，浸轧时速率为2.0m/min，浸轧压力为0.35MPa，带液率控制在80～120％。未经阻燃处理的丙纶无纺布的极限氧指数仅有18.2％，燃烧时产生大量熔融滴落，成炭性差。而经过阻燃后整理的丙纶无纺布的极限氧指数提高到21.5％，熔融滴落消失，并产生膨胀炭层，具有较好成炭性能。实例三：一种膨胀阻燃剂阻燃后整理改性丙纶无纺布的方法，改性过程包括以下步骤：(1)将丙纶无纺布进行预处理，除去可能影响阻燃改性的杂质，其方法是将无纺布在无水乙醇中浸泡24h，然后用去离子水进行充分洗涤，再放置于烘箱中，恒温70℃烘干至恒重。(2)将预处理的丙纶无纺布浸泡于表面活性剂水溶液中，在超声条件下处理5min，然后将处理好的丙纶无纺布放置于烘箱中，恒温70℃烘干至恒重，使其具有表面亲水性能。(3)将选定的酸源和碳源溶解于去离子水中，在水浴锅中加热至一定温度，充分搅拌至完全溶解，配制成阻燃浸轧液。(4)将亲水处理后的丙纶无纺布浸泡于膨胀阻燃剂溶液中，进行二浸二轧，然后放置于烘箱中，90℃烘干。本专利技术所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，浓度为2％，所述的酸源为聚磷酸铵碳源为季戊四醇4:1，所述的膨胀阻燃溶液浓度为30％，浸轧时速率为2.0m/min，浸轧压力为0.35MPa，带液率控制在80～120％。未经阻燃处理的丙纶无纺布的极限氧指数仅有18.2％，燃烧时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膨胀阻燃剂阻燃后整理改性丙纶无纺布的方法，其特征在于改性过程包括以下步骤：(1)将丙纶无纺布进行预处理，除去可能影响阻燃改性的杂质，其方法是将无纺布在无水乙醇中浸泡8～24h，然后用去离子水进行充分洗涤，再放置于烘箱中，恒温60～80℃烘干至恒重。(2)将步骤(1)获得的丙纶无纺布浸泡于表面活性剂水溶液中，在超声条件下处理1～10min，然后将处理好的丙纶无纺布放置于烘箱中，恒温60～80℃烘干至恒重，使其具有表面亲水性能。(3)将选定的酸源和碳源溶解于去离子水中，在水浴锅中加热至一定温度，充分搅拌至完全溶解，配制成阻燃浸轧液。(4)将步骤(2)获得的丙纶无纺布浸泡于步骤(3)获得的膨胀阻燃剂溶液中，进行二浸二轧，然后放置于烘箱中，60～100℃烘干。

【技术特征摘要】
1.一种膨胀阻燃剂阻燃后整理改性丙纶无纺布的方法，其特征在于改性过程包括以下步骤：(1)将丙纶无纺布进行预处理，除去可能影响阻燃改性的杂质，其方法是将无纺布在无水乙醇中浸泡8～24h，然后用去离子水进行充分洗涤，再放置于烘箱中，恒温60～80℃烘干至恒重。(2)将步骤(1)获得的丙纶无纺布浸泡于表面活性剂水溶液中，在超声条件下处理1～10min，然后将处理好的丙纶无纺布放置于烘箱中，恒温60～80℃烘干至恒重，使其具有表面亲水性能。(3)将选定的酸源和碳源溶解于去离子水中，在水浴锅中加热至一定温度，充分搅拌至完全溶解，配制成阻燃浸轧液。(4)将步骤(2)获得的丙纶无纺布浸泡于步骤(3)获得的膨胀阻燃剂溶液中，进行二浸二轧，然后放置于烘箱中，60～100℃烘干。2.根据权利要求书1所述的膨胀阻燃剂阻燃后整理改性丙纶无纺布的方法，其特征在于，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，十六烷基三甲基氯化铵，十...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜，王雪飞，谷晓昱，孙军，李洪飞，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11