一种水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层的制备方法。本发明专利技术以水为溶剂，以水性含磷阻燃单体和丙烯酸酯类单体为共聚单体，利用磷酸基与金属氧化物纳米颗粒之间强的离子键，通过水相自由基聚合，制得水性核壳型含磷聚合物纳米复合织物阻燃剂；然后通过交联剂将纳米复合阻燃涂层共价键合于织物表面；再通过浸轧‑预烘‑焙烘处理工艺，即可得到高效耐久阻燃织物。本发明专利技术制备得到的阻燃整理剂既解决了织物普遍阻燃耐久性差的问题，又保持了织物原有的韧性和手感，同时无卤环保，合成工艺简单，原料廉价易得，对棉、涤纶及其混纺织物均有高效的阻燃效果，具有良好的市场推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层的制备方法
本专利技术涉及纺织品阻燃整理方法领域，具体涉及一种水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层的制备方法。
技术介绍
随着现代化建设的飞速发展，人们生活水平的不断提高，装饰和服装用纺织物的需求日益增多，随之而来的因纺织物引燃成灾问题也显得越来越严重。纺织物燃烧会产生一氧化碳、二氧化碳、氰化物、氮氧化物等有害气体而对人体造成巨大伤害，所以人们对织物的阻燃要求越来越高。阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用，它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂，经过阻燃剂加工后的材料，在受到外界火源攻击时，能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播，从而达到阻燃的作用。目前现有的纺织物阻燃整理剂大部分为含卤阻燃整理剂，虽然它们阻燃效果好，添加量少，对材料的性能影响较小，但发烟量大，释放出的卤化氢气体具有腐蚀性，并且会产生有毒致癌物质二恶英或二苯并呋喃，影响人体正常代谢。因此,对纺织物进行绿色环保高效阻燃整理具有十分迫切的重要意义。在种类繁多的织物阻燃剂中，含磷类阻燃剂是最典型的凝聚相阻燃整理剂，适用于棉、涤纶、涤棉等织物。磷系阻燃剂受热分解会产生磷酸，而磷酸在高温下会进一步生成难挥发性粘稠状聚磷酸和聚偏磷酸，并且高温下聚磷酸和聚偏磷酸能促进脱水炭化，形成致密的炭层，阻隔热量和氧气进入基体内部。目前市面上的磷系织物阻燃整理剂效果不是很理想，整理后织物的耐久性，环保性往往不能兼顾。如公开号为CN103790006A的中国专利中采用含磷物质磷酸氢二铵，磷酸三甲苯酯制备了一种织物阻燃整理剂，用该织物阻燃整理剂整理后的织物具有良好的防燃性和隐燃性，可以防止熔滴，耐水洗和干洗。但同时加入的交联剂三羟甲基三聚酰胺会带来游离甲醛释放问题。公开号为CN102162188A的中国专利中使用含磷、氮类化合物MDPPA为阻燃剂，二氯丙烷为交联剂，目的降低甲醛的释放量，改善阻燃整理后织物的白度、手感和力学等性能。但整理后织物耐久性没有达到理想效果。因此，研究开发环境友好、无卤无烟低毒、耐久性优异的新型阻燃体系以及大力开发超低甲醛乃至无甲醛的阻燃整理技术，实现纺织品绿色阻燃整理是我国织物阻燃整理和阻燃技术的研究重点和发展趋势。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层的制备方法。本专利技术的水性含磷聚合物纳米复合织物阻燃涂层既解决了织物普遍阻燃耐久性差的问题，又保持了织物原有的韧性和手感，同时无卤环保。本专利技术阻燃整理剂的合成工艺简单，原料廉价易得，对棉、涤纶、涤棉均有高效的阻燃效果，具有良好的市场推广价值。本专利技术制备一种水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层，在体系中引入水性含磷阻燃单体，在阻燃过程中可在织物表面形成致密稳定的炭层结构，阻隔外界热量和氧气进入基体内部，同时也抑制了基体内部产生的可燃性气体向外界挥发，从而提高织物阻燃性能。鉴于纳米颗粒与含磷类阻燃剂的高协效作用，制备出一类水性含磷聚合物与丙烯酸酯类的共聚物，利用磷酸基与纳米颗粒之间强的离子键作用，制得水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层。所制得的阻燃涂层具有稳定的核壳型多级纳米结构，这种结构赋予了炭层结构的完整性和紧凑性。与此同时，利用丙烯酸酯分子中的反应性官能团，采用合适的交联剂，将纳米复合耐久阻燃涂层共价键合于棉织物表面，再经过浸轧-预烘-焙烘后处理工艺，实现棉织物的无卤高效耐久阻燃。将该阻燃整理剂对织物进行整理后，织物LOI值最高可达39.8％，其阻燃性能有显著提高。按照GB/T12490－2014《纺织品色牢度试验耐家庭和商业洗涤色牢度》配制4g/L浓度的皂液，并在皂洗钢杯中放置50个钢珠，于50℃水浴环境中对棉织物分别洗涤30～50次后测试织物耐水洗性能。经不同次数标准水洗后，织物LOI值仅略有所下降，符合国家耐久阻燃标准。故这种处理过的织物在实现高效无卤阻燃的同时，可以作为一种耐久的织物使用，且处理后的织物保持了其原有手感和韧性。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)将水性含磷阻燃单体、丙烯酸酯类单体依次加入去离子水中，加入引发剂后进行溶解、加热与第一次搅拌反应；然后加入金属氧化物纳米颗粒，继续升温并持续第二次搅拌反应；最后得到水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃整理剂；(2)将步骤(1)制备的水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃整理剂、交联剂以及水配制成涂层整理液，然后将织物放入涂层整理液中浸泡，再进行浸轧、预烘、焙烘处理，得到含有水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层的织物，即可得高效耐久阻燃织物。本专利技术中，将水性含磷阻燃单体、丙烯酸酯类单体依次加入去离子水中，加入引发剂后进行溶解、加热与搅拌反应；然后加入金属氧化物纳米颗粒，继续升温并持续搅拌反应；最后得到水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃整理剂。鉴于磷酸基与纳米颗粒之间强的离子键作用，所述阻燃整理剂具有核壳型多级纳米结构；所述核-壳结构的核为金属氧化物纳米颗粒，所述核-壳结构的壳为水性阻燃聚合物；该核壳型多级纳米结构所形成的复合织物耐久阻燃涂层具有优异的阻燃性及耐久性。优选的，步骤(1)中，以质量总分数100％计，所述的水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃整理剂采用以下质量百分数的原料：进一步优选的，步骤(1)中，以质量总分数100％计，所述的水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃整理剂包括：所述的水性阻燃聚合物由水性含磷阻燃单体和丙烯酸酯单体共聚而成。水性含磷阻燃单体为乙烯基膦酸、乙烯基磷酸二甲酯、烯丙基磷酸二甲酯中的一种或多种，质量比为1：0～0.5：0～0.25，最优选的，所述的水性含磷阻燃单体包括：乙烯基膦酸、乙烯基磷酸二甲酯、烯丙基磷酸二甲酯，所述的乙烯基膦酸、乙烯基磷酸二甲酯、烯丙基磷酸二甲酯的质量比为1：0.5：0.25。所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)或甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)中的一种或多种，即一种或两种以上(包括两种)。所述的引发剂为水溶性引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐或过硫酸铵中的一种或多种，即一种或两种以上(包括两种)。所述的金属氧化物纳米颗粒为二氧化钛、二氧化铈、氧化锌、氧化镍中的一种或多种，即一种或两种以上(包括两种)，纳米颗粒的粒径为50～200nm。所述加入引发剂后反应参数为：反应温度为60～70℃，搅拌时间为6～8h，即所述的第一次搅拌反应的条件为60～70℃搅拌反应6～8h。加入金属氧化物纳米颗粒后反应参数为：反应温度为70～80℃，搅拌时间为2～3h。即所述的第二次搅拌反应的条件为70～80℃搅拌反应2～3h。步骤(2)中，本专利技术还公开了水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃整理剂在织物阻燃整理中的应用：将整理剂与交联剂配制成涂层整理液，然后将织物以一定浴比放入浸渍液中浸泡，再进行浸轧-预烘-焙烘处理，即可得高效耐久阻燃织物。所述交联剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将水性含磷阻燃单体、丙烯酸酯类单体依次加入去离子水中，加入引发剂后进行溶解、加热与第一次搅拌反应；然后加入金属氧化物纳米颗粒，继续升温并持续第二次搅拌反应；最后得到水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃整理剂；/n(2)将步骤(1)制备的水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃整理剂、交联剂以及水配制成涂层整理液，然后将织物放入涂层整理液中浸泡，再进行浸轧、预烘、焙烘处理，得到含有水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层的织物。/n

【技术特征摘要】
1.一种水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将水性含磷阻燃单体、丙烯酸酯类单体依次加入去离子水中，加入引发剂后进行溶解、加热与第一次搅拌反应；然后加入金属氧化物纳米颗粒，继续升温并持续第二次搅拌反应；最后得到水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃整理剂；
(2)将步骤(1)制备的水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃整理剂、交联剂以及水配制成涂层整理液，然后将织物放入涂层整理液中浸泡，再进行浸轧、预烘、焙烘处理，得到含有水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃涂层的织物。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，以质量总分数100％计，所述的水性含磷聚合物纳米复合织物耐久阻燃整理剂采用以下质量百分数的原料：





3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的水性含磷阻燃单体为乙烯基膦酸、乙烯基磷酸二甲酯、烯丙基磷酸二甲酯中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家炜，顾健军，戚栋明，黄骅隽，孙阳艺，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33