一种添加无机组分解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法技术

本发明专利技术公开了一种添加无机组分解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法。该方法是将起绒座椅面料进行涂层、烘干和焙烘，其中涂层的组分及重量比为：丙烯酸酯乳液40～55％，磷系阻燃剂35～50％，无机阻燃协效剂4～10％，增稠剂和水4～8％，织物的上胶量为200～260g/m

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高性能高铁、动车座椅面料制备领域，主要涉及一种添加无机组分解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法。
技术介绍
动车、高铁具有速度快和运输能力强，受地面情况和天气状况影响较小的特点，随着时代的发展，动车已经成为人们出行不可缺少的交通工具。但是在动车、高铁等这些相对空间较小的环境中，一旦内饰材料失火就必然会带来人身财产等重大损失。动车、高铁等客车内饰用纺织品应当具有优良的阻燃性与延燃性，这样万一客车着火，乘客就会有充分的时间逃离火场，从而保障乘客的安全。赋予动车、高铁内饰纺织品阻燃性能有两种方法：一是使用阻燃纤维，二是对内饰面料进行阻燃整理。研究发现，目前开发的单用阻燃纤维还不能满足动车、高铁内饰面料的阻燃要求，还必须做阻燃整理以进一步提高阻燃性能。因此，研究动车、高铁内饰纺织品高性能阻燃整理是很有必要和意义的。要实施高性能的阻燃整理阻燃剂是首先必须考虑的。按阻燃剂与被阻燃基材的关系，阻燃剂可分为：添加型和反应型。添加型是指与基材中的其他组分不发生化学反应，只是以物理方式分散于基材中，多用于热塑性高聚物；反应型是指或者作为高聚物的单体，或者作为辅助试剂而参与合成高聚物的化学反应，最后成为高聚物的结构单元，多用于热固性高聚物；按阻燃元素的种类，阻燃剂一般常分为：卤系、磷系、氮系、硼系、镁系、铝系、硅系等；按化合物的类型，则可分为无机类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种。当前高分子材料阻燃剂中，金属氧化物和氢氧化物价廉无毒，但与材料的相容性不好，会降低材料的热力学性能。卤系阻燃剂特别是含溴阻燃剂，虽然有很好的阻燃效果，但它们燃烧时存在发烟量大，生成腐蚀性、毒性气体，产生熔滴等严重缺点。而有机磷化合物表现出较好的阻燃性能，并且比含卤化合物产生更少的有毒气体和烟雾。磷及磷化合物很早就被作为阻燃剂使用，对它的阻燃机理研究得也较为深入。在不同反应区内，磷系阻燃剂所起阻燃作用可分为凝聚相和气相阻燃机理。质谱技术研究发现，含磷阻燃剂在聚合物燃烧时PO·形成，可作为一种气相自由基捕获剂，与火焰中的氢原子结合，起到抑制火焰的作用。从燃烧过程中看，阻燃作用的实现本质上就是干扰支持燃烧反应的一个或多个要素，主要表现在通过阻燃剂热分解吸热降温、形成非阻燃性保护隔膜进行覆盖、捕捉自由基、抑制或稀释可燃性气体等。一般阻燃机理分为气相阻燃机理、凝聚相阻燃机理和中断热交换阻燃 机理。阻燃剂在气相中能使燃烧延缓或中断链式燃烧反应，从而起到阻燃的作用。毋庸置疑，阻燃是一个很复杂的过程，绝大多数情况下，阻燃效果的实现是多种阻燃模式共同作用的结果，不可截然分开，凝聚相和气相的阻燃作用往往相互影响。磷系阻燃剂的阻燃作用主要体现在火灾初期的高聚物分解阶段，磷化合物可分解生成磷酸的不燃性液态膜，沸点可达300℃。磷酸可脱水生成偏磷酸，偏磷酸进一步聚合生成聚偏磷酸。在这个过程中，磷酸脱水炭化作用生成的覆盖层起到覆盖效应，隔绝空气扩散渗透到燃烧物质内部，从而改变聚合物燃烧的模式；另外，磷系阻燃剂脱水炭化产生的水分，一方面可以降低凝聚相的温度，另一方面可以稀释气相中可燃物的浓度，从而更好地起到阻燃作用。然而，因环状磷酸酯化合物本身没有可交联的活性基团，即使加入交联剂也不易控制其吸湿“渗出”滑腻的倾向。而在涂层加工中常常使用的固化成膜的聚丙烯酸酯乳液存在热粘的弊端。故以环状磷酸酯为主体的阻燃剂、聚丙烯酸酯乳液为粘合剂的阻燃涂层胶，经焙烘固化后，会存在潜在的润湿滑腻手感。绒面座椅面料阻燃背胶涂层是赋予其阻燃性能的一个重要手段。阻燃涂层整理经历从卤锑协同到磷卤协同，再到无卤膨胀协同阻燃整理。随着人们环保意识的提高，卤素阻燃剂的逐步禁用，磷系阻燃剂的应用显得越来越重要，但这类阻燃剂还面临阻燃效率不高、耐水性差等缺点；实际应用过程中，存在涂层湿润发粘的缺陷。因此，提高磷系膨胀阻燃涂层的阻燃效率和耐水性，是解决其阻燃涂层吸湿发粘缺陷的根本。
技术实现思路
为了解决涤纶绒面座椅织物阻燃等级及吸湿发粘的问题，本专利技术提供了一种添加无机组分解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法。本专利技术通过添加无机阻燃协效剂以解决磷系阻燃涂层面料吸湿发粘，进而消除磷系膨胀阻燃涂层的阻燃效率和手感之间的矛盾关系，以指导动车、高铁内饰面料，以及其他装饰织物的生产。本专利技术的技术方案是：一种添加无机组分解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法，其特征是，起绒座椅面料→涂层(按重量比，丙烯酸酯乳液用量为40～55％，磷系阻燃剂用量为35～50％，无机阻燃协效剂用量4～10％，增稠剂和水用量4～8％，pH值5～6，涤纶织物的上胶量200～260g/m2)→烘干(80～100℃，1～3min)→焙烘(160～180℃，2～3min)。其中，磷系阻燃剂指聚磷酸铵、磷酸甲苯二苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三异丙基苯酯、双酚A-双(二苯基磷酸酯)、磷酸三甲苯酯、磷酸三(2-氯丙基)酯、环状磷酸酯中的一种或多种的混合。其中，无机阻燃协效剂为氧化锌、镁铝水滑石、4A沸石、氢氧化铝中的一种或多种。优选镁铝水滑石。其中，增稠剂是丙烯酸酯乳液型增稠剂或聚丙烯酸乳液型增稠剂LM-901。增稠剂的用量0.5～2％(增稠剂和水总量4～8％)，优选0.5-1.0％。在磷系阻燃涂层的涤纶织物使用过程中，产生手感滑腻发粘的问题。目前主要有三种理论解释：①表面化学理论：吸湿性强的晶体表面均具较高的表面能，当它吸收空气中水分后，其高能表面就变成了低能表面，所以要解决晶体的吸湿性，关键在于改变其表面结构，降低表面能，提高憎水性。②晶体桥连理论：由于自身性质和外界条件的变化，水分不断从内部向粒表扩散(或因表面吸湿)，促使颗粒表面溶解、重结晶，从而在颗粒间隙处形成晶体架桥，随着时间的推移，这些晶桥彼此之间互相结合，逐渐形成大的团块。而这团块应该是颗粒吸湿的外在表现。自身性质包括晶体性质、化学组成、粒度、粒度分布、晶体的几何尺寸；外界条件包括湿度、温度和压力等因素。③毛细吸附理论：具有吸湿性的物质在其临界相对湿度以上吸收水份，在晶体表面形成的饱和溶液膜，加速了毛细吸附，毛细管弯月面上的水的饱和蒸气压低于外部的饱和蒸气压，外部水蒸气扩散至颗粒间，从而吸湿潮解。环状磷酸酯的酯交换合成工艺产生水解吸湿的磷酸羟基基团，具有类似于磷酸的可吸湿通性。而酸性条件可催化环状磷酸酯的水解，导致阻燃体系吸湿更加严重。鉴于上述理论的认识，更进一步明确了聚磷酸铵在应用过程中所存在的问题，并为解决问题提供了方向。A.R.HORROCKS课题组通过对纺织品溴-锑阻燃体系背面涂层的研究发现，其气相阻燃活性是发挥高效阻燃效率的关键因素。在此基础上，他们提出三种方案来解决现今含磷阻燃剂取代卤素阻燃剂的问题：一是增强磷系阻燃体系的阻燃效率或者是分解温度的敏感性；二是降低可溶物体系的溶解性；三是引入具有挥发性或潜在气相挥发性的磷系阻燃组分。鉴于第一种方案，国内外研究者应用较多的是将聚磷酸铵和金属盐(Zn2+、Mn2+、Fe2+/Fe3+、Cu2+)复合。2％(w/w)的MnSO4/聚磷酸按可使其的初始分解温度从304℃降低到283℃。初始降解温度的降低可使液态的聚磷酸从背面渗透扩散到织物表面，阻止表面纤维的热降解，热分解的HPO.可发挥气相阻燃作用，自由基链式反应机理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加无机组分解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法，其特征是，将起绒座椅面料进行涂层、烘干和焙烘得到产品，其中涂层的组分及重量比为：丙烯酸酯乳液40～55％，磷系阻燃剂35～50％，无机阻燃协效剂4～10％，增稠剂和水4～8％，织物的上胶量为200～260g/m2。

【技术特征摘要】
1.一种添加无机组分解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法，其特征是，将起绒座椅面料进行涂层、烘干和焙烘得到产品，其中涂层的组分及重量比为：丙烯酸酯乳液40～55％，磷系阻燃剂35～50％，无机阻燃协效剂4～10％，增稠剂和水4～8％，织物的上胶量为200～260g/m2。2.如权利要求1所述的一种添加无机组分解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法，其特征是，所述烘干为：80～100℃烘干1～3min；所述焙烘为160～180℃焙烘2～3min。3.如权利要求1所述的一种添加无机组分解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法，其特征是，所述无机阻燃协效剂为氧化锌、镁铝水滑石、4A沸石、氢氧化铝中的一种或多种。4.如权利要求3所述的一种添加无机组分解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丽，蔡再生，李安时，闫坤，周曼，蒋小娟，
申请(专利权)人：山东太阳鸟安全科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37