一种新型棉用无卤阻燃剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型棉用无卤阻燃剂的制备方法，属于纺织品后整理加工技术领域。本发明专利技术以三聚氰胺、季戊四醇及过氧化苯甲酰为主要原料，以水为溶剂，再添加聚氨酯、乙酸乙酯及乙醇溶液，逐滴滴加硫酸铝水溶液，混合反应制备得到棉用无卤阻燃剂，制备方法简便易操作，适应产业化生产工艺；同时本发明专利技术方法制备得到的无卤阻燃剂阻燃效果好，对人体没有伤害，织物整理后可以直接与人体接触，受热或者燃烧的产物低毒，对环境友好，并且对棉织物的物理性能和外观基本不影响，具有良好的经济效益和市场推广价值。

Method for preparing halogen-free flame retardant for cotton

The invention discloses a preparation method of a new halogen free flame retardant for cotton, which belongs to the technical field of textile finishing. The present invention with melamine, pentaerythritol and benzoyl peroxide as the main raw material, using water as solvent, adding polyurethane, ethyl acetate and ethanol solution, drop wise addition of aluminium sulphate solution, mixture is prepared by reaction of halogen-free flame retardant cotton, preparation method is simple and easy to operate, to adapt to the production process of industrialization; at the same time, the method of the invention preparation of halogen-free flame retardant prepared has good effect, no harm to the human body, the fabric can directly contact with the human body, heating or combustion products of low toxicity, environmental friendly, and the physical properties of cotton fabrics and appearance of the little effect, has good economic benefit and market value.

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术公开了一种新型棉用无卤阻燃剂的制备方法，属于纺织品后整理加工

技术介绍
：目前阻燃效果最好的阻燃剂是卤系阻燃剂中的溴系阻燃剂，包括十溴二苯醚、八溴醚、四溴双酚A和溴化环氧树脂等。含氮的阻燃剂主要以气相阻燃机理起作用。含氮的化合物在高温下能释放出氨气、氮氧化物、水蒸汽等不可燃烧气体。这些不可燃烧的气体可降低可燃气体的浓度，并且不可燃烧气体会带走大部分热量，降低材料的表面温度，阻碍燃烧。然而在高温时，多溴二苯醚类阻燃剂易分解释放出大量有腐蚀性的烟雾和剧毒致癌物二噁英，影响人类健康。美国和欧盟等众多国家均拟定和出台多项法案限制卤系阻燃剂的使用。阻燃织物的制备方法主要有两种：一种是纺制阻燃纤维，即在纤维纺丝时，通过物理或化学的方法，将阻燃成分引入纺丝熔体或溶液，经过纺丝成形后获得阻燃纤维，然后织造成阻燃织物；另一种是后整理法，即对普通织物进行阻燃后整理，赋予织物阻燃性能。其中纺制阻燃纤维法的优点为阻燃持久，对手感影响较小，对产品质量的稳定可控性高，但是不能用于天然纤维，并且必须大批量制造，工艺过程长，纺丝难度较高，后整理发灵活性高，可以赋予织物不同的阻燃性和持久性，工艺简单，对于新产品容易推广，见效快，可与柔软剂、抗紫外剂及抗皱剂等复配，进行复合多功能的整理，应用范围广，可以用于各种纤维，但是其缺点是对于织物的物理机械性能和外观都有一定的不利影响，并且其耐水性和耐候性不够。阻燃后整理法包括浸轧焙烘法、涂布法和接枝改性法，其中以浸轧焙烘法最为简单适用。浸轧焙烘法阻燃效果好，可以应用的阻燃剂种类多，工艺简单，易于控制，适应性强，既可用于制备合成纤维类织物又可用于制备棉等天然纤维织物，可以根据不同的阻燃等级要求，通过控制整理工作液浓度来实现。此法需要解决的核心问题是阻燃功能的耐洗性。涂布法是指将阻燃剂加入到树脂中制备成涂层剂，接着将涂层剂涂敷在织物表面，经过高温使阻燃剂在织物表面固化成膜的一种方法。聚酯的耐久性阻燃较多使用这种方法，布法能获得很好的耐久阻燃的效果，但是其对织物的性能影响很大，如会降低摩擦牢度，降低透气性，使手感变硬。因此，这种方法只能用于服用要求较低的织物，如帷幕和汽车内饰材料中。接枝改性法是指首先将反应性基团通过化学引发或物理辐射的方法接枝到织物纤维上，然后将阻燃成分与反应基团反应从而改性织物的方法。这种方法可获得有效而持久的阻燃效果。阻燃单体所含的阻燃元素、化学结构和接枝部位对接枝后纤维的阻燃效果都有影响，涤纶和丙纶可用这种方法进行阻燃整理，但是接枝改性步骤繁琐，难以适应产业化生产工艺，迄今未见工业化应用。织物后整理阻燃剂需要满足如下要求：(1)能同时抑制有焰和无焰燃烧；(2)使用量较少，阻燃效果好；(3)阻燃性能持久，具有耐洗性；(4)阻燃剂对人体没有伤害，织物整理后可直接与人体接触；(5)受热或燃烧的产物低毒，对环境友好；(6)织物的物理机械性能和外观基本不受影响；(7)使用简单方便，价格低廉。但是，目前商业用的阻燃剂都达不到上述的所有要求。因此制备无卤、阻燃效率高、适用于织物后整理的阻燃剂成为当前阻燃剂研究的一个重要方向。2013年华南理工大学曾嘉莹公开了一篇名为《无卤阻燃剂的研究及其子织物后整理上的应用》采用环氧基硅氧烷和含磷化合物反应后再与脲复配，成功制备出含磷、氮、硅的织物阻燃后整理剂，整理剂阻燃效果优异，达到国家标准的B1级，阻燃剂通过硅氧键与纤维素上的羟基缩合，提高阻燃剂与织物的结合牢度，同时织物强度保持率为93.9％，白度下降率为11.8％，能够满足基本服用要求，是本专利技术的最接近现有技术，但是纯棉织物良好的手感品质及吸湿排汗性能都受到一定影响，不能够满足人们对于纯棉织物的品质需求。2008年东华大学唐亮公开了一篇名为《涤纶织物拒水非卤阻燃复合整理的研究》通过非卤阻燃剂的筛选和实验确定了拒水阻燃复合整理剂整理涤纶织物的配方，为帐篷用涤纶织物后整理加工工艺生产提供技术支持，其目的是提高以涤纶织物为布料的帐篷兼具良好的防雨和抗水压性能，不能满足人们基本的服用要求。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新型棉用无卤阻燃剂的制备方法，该方法简便易操作，适应产业化生产工艺；本专利技术方法制备得到的无卤阻燃剂阻燃效果好，对人体没有伤害，织物整理后可以直接与人体接触，受热或者燃烧的产物低毒，对环境友好，并且对棉织物的物理性能和外观基本不影响，具有良好的经济效益和市场推广价值。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型棉用无卤阻燃剂的制备方法，包括以下操作步骤：第一步：将三聚氰胺、季戊四醇及过氧化苯甲酰按照摩尔比1:4-6:0.5-1混合加入容器中，添加搅拌升温至30-40℃，通入氮气2-5分钟后添加混合重量10-12倍的蒸馏水，密闭搅拌作用2-3h；第二步：添加聚氨酯、乙酸乙酯及乙醇溶液，搅拌升温至70-75℃，逐滴滴加硫酸铝水溶液，滴加速度为1-3g/分钟，滴加结束后自然降至室温，蒸馏除去乙醇，得到新型棉用无卤阻燃剂；所述聚氨酯与乙酸乙酯的添加量为所述第一步过程反应后混合物重量的10-20％与90-100％；所述乙醇溶液浓度为75％，其添加量为聚氨酯重量的5-7倍；所述硫酸铝水溶液的添加量为聚氨酯重量的1-2％。优选的，所述聚氨酯为水性聚氨酯树脂。优选的，所述乙酸乙酯的有效成分含量≥99.5％，其20℃密度为0.899-0.901g/mL，以H+计酸度≤0.0008mmol/g，水分含量≤0.1％，甲醇含量≤0.1％，乙醇含量≤0.1％，乙酸甲酯含量≤0.1％。优选的，所述硫酸铝水溶液的质量浓度为20-25％。优选的，所述第一步中将三聚氰胺、季戊四醇及过氧化苯甲酰按照摩尔比1:4-5:0.5-0.7混合加入容器中，添加搅拌升温至35-40℃，通入氮气2-3分钟后添加混合重量10-12倍的蒸馏水，密闭搅拌作用2.5-3h。优选的，所述第二步中添加聚氨酯、乙酸乙酯及乙醇溶液，搅拌升温至73-75℃，逐滴滴加硫酸铝水溶液，滴加速度为2-3g/分钟。优选的，所述制备方法制备得到无卤阻燃剂，应用于纯棉织物的阻燃整理过程中，其整理工艺为：配方：新型棉用无卤阻燃剂10-20g；水80-90g；氯化钠0.5-1g；硫酸钠2-5g；浸渍整理：浴比为1:20-30，两浸两轧，轧余率为100％，烘干温度为90-100℃，烘干时间为3-5分钟，焙烘温度为150-170℃，焙烘时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型棉用无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：第一步：将三聚氰胺、季戊四醇及过氧化苯甲酰按照摩尔比1:4‑6:0.5‑1混合加入容器中，添加搅拌升温至30‑40℃，通入氮气2‑5分钟后添加混合重量10‑12倍的蒸馏水，密闭搅拌作用2‑3h；第二步：添加聚氨酯、乙酸乙酯及乙醇溶液，搅拌升温至70‑75℃，逐滴滴加硫酸铝水溶液，滴加速度为1‑3g/分钟，滴加结束后自然降至室温，蒸馏除去乙醇，得到新型棉用无卤阻燃剂；所述聚氨酯与乙酸乙酯的添加量为所述第一步过程反应后混合物重量的10‑20％与90‑100％；所述乙醇溶液浓度为75％，其添加量为聚氨酯重量的5‑7倍；所述硫酸铝水溶液的添加量为聚氨酯重量的1‑2％。

【技术特征摘要】
1.一种新型棉用无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下操作
步骤：
第一步：将三聚氰胺、季戊四醇及过氧化苯甲酰按照摩尔比
1:4-6:0.5-1混合加入容器中，添加搅拌升温至30-40℃，通入氮气2-5分
钟后添加混合重量10-12倍的蒸馏水，密闭搅拌作用2-3h；
第二步：添加聚氨酯、乙酸乙酯及乙醇溶液，搅拌升温至70-75℃，逐
滴滴加硫酸铝水溶液，滴加速度为1-3g/分钟，滴加结束后自然降至室温，
蒸馏除去乙醇，得到新型棉用无卤阻燃剂；
所述聚氨酯与乙酸乙酯的添加量为所述第一步过程反应后混合物重量
的10-20％与90-100％；
所述乙醇溶液浓度为75％，其添加量为聚氨酯重量的5-7倍；
所述硫酸铝水溶液的添加量为聚氨酯重量的1-2％。
2.根据权利要求1所述的一种新型棉用无卤阻燃剂的制备方法，其特
征在于：所述聚氨酯为水性聚氨酯树脂。
3.根据权利要求1所述的一种新型棉用无卤阻燃剂的制备方法，其特
征在于：所述乙酸乙酯的有效成分含量≥99.5％，其20℃密度为
0.899-0.901g/mL，以H+计酸度≤0.0008mmol/g，水分含量≤0.1％，甲醇含
量≤0.1％，乙醇含量≤0.1％，乙酸甲酯含...

【专利技术属性】
技术研发人员：周继东，
申请(专利权)人：苏州印丝特纺织数码科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32