具有防火修饰的纤维素纤维制造技术

本发明专利技术涉及永久性防火修饰的纤维素纤维或含有它的物品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及防火修饰的纤维素纤维和含有它的物品(纤维素纤维材料)。本专利技术尤其涉及根据本专利技术耐火性修饰的纤维素纤维和含有它的物 n叩o
技术介绍
为了防火修饰纤维素纤维，在此尤其是指棉纤维，纤维素再生纤维， 如粘胶纤维，溶液纺织(l加ungsgesponnene)的纤维素纤罈产品，如 Lyocell，以及含有它们的纺织品，如防护服、婴儿服、挂帘l地毯和垫 品，已知用于永久性的，即耐洗涤的和非永久性的修饰的方法。非耐洗 涤的防火修饰尤其是基于无机盐，如磷酸氢铵、硫酸铵、硼酸盐和硼酸， 它们任选还额外与有机氮碱相组合。永久性防火修饰可以划分为(I) 向相应的聚合物熔体或纺织溶液中加入防火添加剂。(II) 以修整工艺形式将反应性防火成分涂敷在纤维或纺织品材料 上。为了达到根据(I)的永久性防火效果，使用锑-卤素化合物、有机磷 化合物和含氮-硫的添加剂。根据(II)进行修饰时，主要使用磷防火剂以及磷-氮防火剂，它们 牢固地粘贴在纤维上，或者作为单体或预縮合物进行涂布，并以聚合物 的形式在纤维上固化。例如，将氯化四羟基甲基辚和脲的预縮合物涂布 在纤维上，随后用氨处理，然后用过氧化氢处理，参见Mdliaiid Textilberichte 3/1990, 219-224。该方法和类似的方法在技术上是复杂的， 而且会导致具有较硬手感的物品。使用二垸基膦基羧酰胺和三聚氰胺树脂对于棉而言同样可以起到良好的防火修饰作用，但这会导致较高的耐 摩擦性损失。已知的和以修整工艺形式实施的防火修饰的另一个缺点是排放大量的废气和废水。在约14(TC下，在拉幅机中纺织品精制操作中，例如固 定二烷基膦基羧酰胺-三聚氰胺防火剂历时数分钟。在这些条件下，还大 量排放部分地可能具有毒性的化合物，例如甲醛或有机磷化合物。据估 计， 一半以上的二烷基膦基羧酰胺没有固定在纤维素纤维材料上，在随 后的洗涤过程中进入废水中。可以预料到，与过程中的开发相对应地生 效的分析方法用于确定废气和废水中的防火剂和分解产物，这导致立法 者在涂布己知的防火剂的方面的重大变革和限制性措施。在DE 100 38 100.6中描述了一种使用特定的氰尿酰氯衍生物的方 法。该方法的缺点是此处所述的氰尿酰氯衍生物在水溶液中仅能困难地 涂布在纤维上，因此其尤其不适合于在连续的加工方式中通过薄软绸以 纺织品操作中常见的方式涂布防火化合物。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供防火修饰的纤维素纤维，其不具有已知纤 维素纤维的缺点，尤其是该修饰在经济和生态可接受的条件下进行涂布时能够持久地减少有毒化合物的排放。最后，防火性或自动灭火性修饰 的纤维素纤维或含有它的物品的LOI值(根据ASTM 02863-77的限定氧指数)为24或27及更高，而不会显著影响耐摩性。该目的是根据本专利技术实现的。用于制备纤维素纤维的信息若可以使用一种用于永久性防火修饰纤维素纤维和含有它的物品的 方法，则包括在水碱相中用氰尿酰氯衍生物处理纤维素纤维或含有它的 物品，其中使用水溶解度大于3克/100毫升(20°C)的氰尿酰氯衍生物。所用的氰尿酰氯衍生物的水溶解度对于反应的产率以及修饰效果的重复 性非常有利。因此可以将氰尿酰氯衍生物的水溶液例如通过薄软绸或浸渍池(B61a von Falkai: "Synthesefasern" Verlag Chemie, 1981,第285页)经过更长的时间连续并且更加稳定地涂敷在待修饰的纤维素纤维材料 上。所研究的修饰优选以如下方式进行a) 在碱液作用下使纤维素纤维或含有它的物品膨胀，b) 压出或洗掉碱液，c) 实施与氰尿酰氯衍生物的反应。根据a)的纤维素纤维材料的膨胀能够在纤维素与c)中添加的氰尿 酰氯衍生物进行反应时得到的取代程度明显高于没有预先在碱液中膨胀 的情况。出人意料的是大部分碱液在取代反应之前可以用水洗掉，而根 据本专利技术使用水溶性良好的氰尿酰氯衍生物的前提不是伴随着待实现的 取代程度严重下降。根据该本方法的一个优选的实施方案，来自阶段a) 的膨胀碱液在阶段b)之后洗掉多于80%。合适的洗涤液是质子溶剂， 特别是水。但也可根据应用领域使用其他质子溶剂，例如醇，特别是甲 醇或乙醇。由于洗掉大部分膨胀碱液，对于碱液的再利用也是有利的。 术语"碱液"尤其是指所谓的丝光处理碱液，其在很多纺织品操作中用 于丝光处理，通常是约20%的氢氧化钠溶液。可用于本专利技术的氰尿酰氯衍生物的选择，除了取决于良好的水溶性， 还取决于尽可能多的氮原子和任选的磷原子可以通过小摩尔质量的分子 牢固地涂敷在纤维素纤维材料上的事实。具体而言，通式(I)的氰尿酰氯衍生物是合适的<formula>formula see original document page 6</formula>其中，rM戈表ci、 r2r2代表ox、 so3x、 so2x、 oso3x、 oso2x、 opo3x、 opo2x、NH2~(CH2)n"€OOH (n = 1 - 3)、 NH~(CH2)n"OH (n = 1 - 3)、 N(-(CH2)n"OH)2 (n=l-3);其中X代表lT、 Li+、 Na+、 K+、 1/2Mg^、 1/2Ca^，在用于永久性防火修饰纤维素纤维和含有它的物品的方法中， 包括在水碱相中用该衍生物处理纤维素纤维或含有它的物品。为了上述 目的，更特别优选使用单羟基二氯三嗪(NHDT)。所述方法原则上可以使用本领域技术人员认为适合该目的的所有纤 维素纤维、线、纤维网或含有它们的平面状物品。根据本专利技术待改性的 纤维素纤维优选为棉纤维或粘胶纤维。但例如也可使用木纤维制品或棉 短绒(Baumwolllinter)，其中尤其可以如此改性纤维素再生纤维或Lyocell 纤维。用于根据本专利技术的改性反应的其他起始产品是含有纤维素的纤维 絮团或线。本领域技术人员可以基于每次修饰过程的纤维素的量而任意选择待 使用的氰尿酰氯衍生物的量。在此，目标是在尽可能最小消耗量的情况 下尽可能良好的防火修饰，因为这是最经济的方法。基于纤维素，氰尿 酰氯衍生物的使用量优选为3至200重量％，尤其是6至50重量％，更 优选为8至33重量％。基于经修饰的纤维素，该量优选应足以在经济上有意义的时间段内 使氰尿酰氯衍生物存在于纤维上的量对应于至少1.0重量％，尤其是1.5 至12重量％，更优选2至8重量％的随后的氮含量。在根据本专利技术请求保护的修饰过程之后，通常接着实施进一步的加 工和精制过程，为此尤其是例如实施根据方法a)至c)得到的经改性的 纤维素纤维材料与含磷化合物的反应，以达到良好的防火效果。防火修 饰的品质一方面取决于具有防火作用的成分，另一方面还取决于基于纤 维重量的使用量。含氮化合物和含磷化合物起防火作用。特别有利的是，在升高LOI方面同时存在的氮和磷是有效的(协同作用)。LOI值是防火 修饰性能的度量(根据ASTMD2'863-77)。 LOI还表示氧/氮气体混合物 中氧气体积分数的界限值，在该界限值下纺织品平面状形成物从上向下 地直接发生燃烧。LOI值越高，则防火效果越好。24以上的LOI表明是 阻燃的，27和更高的值表明自熄灭性能。根据本专利技术用于防火修饰的氰 尿酰氯衍生物能够将用氰尿酰氯衍本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维素纤维或含有它的物品，它们是根据包括在水碱相中用氰尿酰氯衍生物处理纤维素纤维或含有它的物品的方法制造的，其特征在于，使用水溶解度大于３克／１００毫升的氰尿酰氯衍生物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：M施密特，S绍霍夫，F加尔，
申请(专利权)人：德古萨有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]