一种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解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法。该方法以两种硅烷混合单体为改性剂，采用在醇介质中氨水解，制备二氧化硅改性溶胶，然后加入10～20％的磷系阻燃剂，采用溶胶‑凝胶技术获得磷‑硅协同阻燃剂；最后将起绒座椅面料进行涂层(丙烯酸酯乳液、磷‑硅协同阻燃剂、增稠剂和水)、烘干和焙烘获得产品。采用本发明专利技术的磷‑硅协同阻燃剂的织物阻燃效率和耐水性均得到提高，燃烧性能达到国家B1级要求，同时改善了原有磷系的表面返霜、手感滑腻和发粘等缺陷。

【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，具体涉及一种解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法。
技术介绍
我国高铁、动车经过短短近10年时间的快速发展，取得了举世瞩目的成绩，不仅大幅度改善了13亿人口的出行，而且正在成为我国出口创汇的拳头产品。高速列车的发展不仅是速度不断提高的过程，更是舒适性不断改进、可靠性不断加强，满足社会经济发展需求的过程。内饰纺织品是动车、高铁发展过程中特别关键的材料之一。座椅套等高铁、动车内饰纺织品不仅要求美观，而且要求有良好的耐磨性和透气性，特别强调高安全阻燃性能。涤纶纤维具有耐磨、抗撕裂、易清洁、耐霉变、较好的弹性和保型性等优点，绝大多数的动车、高铁内饰纺织品的市场主要被涤纶纤维所占领。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。阻燃剂在受热时分解反应，通过阻燃剂吸收热量以及热分解产生不燃性挥发性的气化热，使纺织品在受热情况下温度难以升高而阻止聚合物热降解的发生，起到阻燃作用；同时，阻燃剂燃烧时能在纺织品表面形成一层隔离层，起到阻止热传递、降低可燃性气体释放热量和隔绝氧气的作用；阻燃剂在燃烧温度下分解产生大量不燃性气体，如水、二氧化碳、氨气等，这些不燃气体可以将可燃气体稀释到一定范围以下，甚至达到可燃浓度范围下，从而起到阻燃的作用；同时，高聚物的燃烧主要是HO·产生连锁反应，此类物质具有与HO·反复反应生成水分子的能力，结果抑制了产生自由基的连锁反应。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都有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。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。而在织物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。原有的膨胀阻燃涂层方法是以聚磷酸铵(酸源)、季戊四醇(炭源)、三聚氰胺(气源)复配聚丙烯酸酯(黏合剂)的阻燃体系应用于织物阻燃整理。但这些物质的添加量一般较大，而且耐水性较差；整理后手感较硬，织物表面容易发生吸湿、发粘、泛白、返霜等现象。
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解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法。该方法通过对二氧化硅改性溶胶的制备影响因素等进行探讨，确定了采用疏水化改性方法。本专利技术以两种硅烷混合单体为改性剂，采用溶胶-凝胶技术，制备SiO2改性溶胶，疏水改性磷系阻燃剂，以降低其吸水性，从而一定程度上解决涂层的吸湿发粘性，同时提高了阻燃效果。因此，本专利技术消除了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：一种解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法，其特征是，(1)二氧化硅改性溶胶的制备在反应器中先后加入溶剂无水乙醇、含硅单体1和含硅单体2，用氨水调节pH值为9～10，升温至40～60℃；再在搅拌条件下逐渐滴入水，水滴完后继续搅拌1～3h，制得稳定的二氧化硅改性溶胶；其中，含硅单体2:含硅单体1:水的摩尔比为1:(4～6):(2～6)，优选为1:5:4；含硅单体1为甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的一种或多种；含硅单体2为正硅酸四乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯中的一种或多种。其中无水乙醇的加入量为每0.01mol含硅单体2加入50-80ml的无水乙醇。(2)磷-硅协同阻燃剂制备在上述制备的二氧化硅改性溶胶中加入10～20％(对整个二氧化硅改性溶胶体系重)的磷系阻燃剂，搅拌(高速搅拌2～3h)，至完全均匀分散；然后将此混合物干燥(放入40～70℃恒温干燥箱干燥1～2h)，使其凝胶并除去溶剂，获得磷-硅协同阻燃剂。其中，磷系阻燃剂为聚磷酸铵、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。(3)疏水化磷系的阻燃涂层整理阻燃整理工艺流程为：起绒座椅面料→涂层(按重量比，丙烯酸酯乳液用量为50～60％，磷-硅协同阻燃剂用量为30～40％，增稠剂和水4～10％，涤纶织物的上胶量为200～260g/m2)→烘干(80～100℃，1～3min)→焙烘(160～180℃，2～3min)。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，其用量为0.5-2％(增稠剂和水4～1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法，其特征是，(1)二氧化硅改性溶胶的制备在反应器中加入溶剂无水乙醇、含硅单体1和含硅单体2，用氨水调节pH值为9～10；再在搅拌条件下逐渐滴入水，水滴完后继续搅拌至稳定，制得稳定的二氧化硅改性溶胶；其中，按摩尔比含硅单体2:含硅单体1:水＝1:(4～6):(2～6)；含硅单体1为甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的一种或多种；含硅单体2为正硅酸四乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯中的一种或多种；(2)磷‑硅协同阻燃剂制备在步骤(1)制备的二氧化硅改性溶胶中加入其重量10～20％的磷系阻燃剂，搅拌至完全均匀分散；然后将此混合物干燥，使其凝胶并除去溶剂，获得磷‑硅协同阻燃剂；(3)阻燃涂层整理将起绒座椅面料进行涂层、烘干和焙烘获得产品，所述涂层的组分及重量比为：丙烯酸酯乳液50～60％，磷‑硅协同阻燃剂30～40％，增稠剂和水4～10％；织物的上胶量为200～260g/m2。

【技术特征摘要】
1.一种解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法，其特征是，(1)二氧化硅改性溶胶的制备在反应器中加入溶剂无水乙醇、含硅单体1和含硅单体2，用氨水调节pH值为9～10；再在搅拌条件下逐渐滴入水，水滴完后继续搅拌至稳定，制得稳定的二氧化硅改性溶胶；其中，按摩尔比含硅单体2:含硅单体1:水＝1:(4～6):(2～6)；含硅单体1为甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的一种或多种；含硅单体2为正硅酸四乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯中的一种或多种；(2)磷-硅协同阻燃剂制备在步骤(1)制备的二氧化硅改性溶胶中加入其重量10～20％的磷系阻燃剂，搅拌至完全均匀分散；然后将此混合物干燥，使其凝胶并除去溶剂，获得磷-硅协同阻燃剂；(3)阻燃涂层整理将起绒座椅面料进行涂层、烘干和焙烘获得产品，所述涂层的组分及重量比为：丙烯酸酯乳液50～60％，磷-硅协同阻燃剂30～40％，增稠剂和水4～10％；织物的上胶量为200～260g/m2。2.如权利要求1所述的一种解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法，其特征是，所述步骤(3)的烘干为：80～100℃烘干1～3min；焙烘为：160～180℃焙烘2～3min。3.如权利要求1所述的一种解决磷系阻燃涂层织物吸湿发粘的方法，其特征是，所述步骤(2)的干燥为放入40～70℃恒温干...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丽，蔡再生，李贯颖，蒋小娟，姚晶晶，闫坤，
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