一种阻燃涂层锦纶面料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阻燃涂层锦纶面料及其制备方法，将网络状含磷阻燃聚氨酯与蒸馏水混合，配置一定浓度的聚氨酯乳液，然后对锦纶基布进行刮涂，经预烘、焙烘后制得阻燃涂层锦纶面料；制得的阻燃涂层锦纶面料，由锦纶基布和阻燃涂层组成，阻燃涂层为网络状含磷阻燃聚氨酯；网络状含磷阻燃聚氨酯的黏均分子量为40000~50000，结构式为，式中，m:n=1:4~5，R1、R2、R3、R4和R5均为甲苯二异氰酸酯取代基。本发明专利技术制备方法简单，制得的阻燃涂层锦纶面料在具备较好阻燃性能的同时撕裂强力得到了大幅改善。裂强力得到了大幅改善。裂强力得到了大幅改善。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃涂层锦纶面料及其制备方法


[0001]本专利技术属于涂层面料
，涉及一种阻燃涂层锦纶面料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯涂层锦纶织物广泛用于民用、工农业、医疗卫生和军事等各个领域。目前对经涂层整理的户外运动服、医用军用防护服、篷盖布、帐篷、汽车用装饰材料等高技术纺织品的需求越来越多。随着人们生活水平和对自身安全的要求增高，对涂层锦纶织物的特种功能性如阻燃性能提出了更高的要求。卤素阻燃剂具有效率高、相容性好等特点，曾广泛应用于聚氨酯涂层锦纶织物的阻燃整理，但卤素阻燃剂在燃烧过程中释放有毒气体，且容易在人体中富集，产生较大危害。在考虑环保性及安全性等要求下，磷系阻燃剂作为无卤环保型阻燃剂的重要品种，已经引起了人们的关注和重视。
[0003]文献（膨胀型阻燃剂在涤纶织物涂层中的应用性能[J]. 高分子材料科学与工程, 2010, 26(1): 121
‑
124.）采用聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺组成膨胀型阻燃体系，共混加入聚丙烯酸酯和聚氨酯中，将膨胀型阻燃剂应用于织物阻燃中，涂层涤纶织物获得B1级阻燃功能，但经一次水洗后阻燃性能降为B2级，耐水洗性能差。
[0004]文献（涤纶织物的涂层阻燃整理[J]. 丝绸, 2009(2): 25
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27.）将聚磷酸铵通过共混加入聚氨酯中，然后用于涂层涤纶织物，但阻燃效果差，且聚氨酯涂层出现"霜化"现象；然后采用甲基三甲氧基硅烷和聚磷酸铵制备硅氧烷包覆聚磷酸铵协同阻燃剂，提高了涂层涤纶织物的阻燃效果，解决了"霜化"现象，但阻燃剂易在聚氨酯中发生迁移，阻燃涤纶织物的耐水洗性能差，且涂层涤纶织物的强力性能受到影响。
[0005]此外，织物经涂层整理后其撕裂强力往往会有大幅度的下降，这是因为经聚氨酯涂层后，织物中纱线之间发生粘结导致经纬纱间摩擦阻力增大，纱线之间不易滑动，因此织物的撕裂强力下降，最多可下降达75%，大大影响其使用性能。而撕裂强力对纺织品来说是重要性能之一。现有技术考虑在聚氨酯涂层剂中加入柔软剂来降低纤维或纱线间的摩擦，提高纤维及纱线的可移动性，从而使织物的撕裂强力得到了一定程度的改善。文献（聚氨酯涂层织物梯形撕裂性能的研究[C]. //第十五届全国复合材料学术会议论文集. 2008:202
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204.）将聚硅酮柔软剂加入聚氨酯涂层剂中，改善了涂层织物的撕裂强力，原布的经向梯形撕裂强力为46.57N，纬向梯形撕裂强力为38.76N，涂层织物的经向梯形撕裂强力为45.01N，纬向梯形撕裂强力为37.22N。然而，该方法需要在聚氨酯中加入大量柔软剂，在使用过程中需考虑柔软剂与聚氨酯的兼容性，以及与各功能试剂间的兼容性，且柔软剂的添加导致共混添加试剂的总量增多，对聚氨酯的黏附能力、成膜能力产生影响；且每次实际操作均需大量筛选和工艺优化，耗时耗力。
[0006]共混添加法存在使用方便等特点，但阻燃剂在聚氨酯中往往难以分散，极易造成聚氨酯乳液不稳定，导致破乳且阻燃剂用量大，阻燃剂存在迁移现象，耐水洗性差，反应型阻燃聚氨酯能够克服以上缺点，是当前的研究热点。然而，现有技术中的反应型阻燃聚氨酯与共混添加法相似，阻燃聚氨酯涂层也会影响涂层织物的撕裂强力，亟需找到解决的方法。
[0007]因此，通过共价键将含磷阻燃剂接枝在聚氨酯大分子链段，用于开发耐久的阻燃涂层锦纶织物，并较好的保留锦纶面料的撕破强力，是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种阻燃涂层锦纶面料及其制备方法。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种阻燃涂层锦纶面料，由锦纶基布和阻燃涂层组成，阻燃涂层为网络状含磷阻燃聚氨酯；网络状含磷阻燃聚氨酯的黏均分子量为40000~50000（聚氨酯分子量对自身粘度和成膜性影响较大，这个范围内，聚氨酯自身一些性能变化不大），结构式如下：；式中，m:n=1:4~5（m与n的比例，即弹性单元和线性单元的比例，设置在本专利技术的这一范围可以保证网络状含磷阻燃聚氨酯较好的弹性），R1、R2、R3、R4和R5均为甲苯二异氰酸酯取代基。
[0010]作为优选的技术方案：如上所述的一种阻燃涂层锦纶面料，网络状含磷阻燃聚氨酯的拉伸强度为10.2~11.1MPa，断裂伸长率为890%~920%。
[0011]如上所述的一种阻燃涂层锦纶面料，阻燃涂层锦纶面料的涂层量为30~50g/m2（涂层量太低，涂层上阻燃剂含量低，阻燃效果不好，涂层量太高，阻燃效果好，但浪费，且对涂层织物的手感、强力等产生较大的影响）。
[0012]如上所述的一种阻燃涂层锦纶面料，阻燃涂层锦纶面料的损毁长度小于11.6cm，经20次水洗后的损毁长度不高于14.2cm；阻燃锦纶面料的经向撕破强力不低于3986cN（锦纶基布的经向撕破强力为4510cN）。
[0013]本专利技术还提供如上所述的一种阻燃涂层锦纶面料的制备方法，将网络状含磷阻燃聚氨酯与蒸馏水混合，配置一定浓度的聚氨酯乳液，然后对锦纶基布进行刮涂，经预烘、焙烘后制得阻燃涂层锦纶面料。
[0014]作为优选的技术方案：如上所述的方法，聚氨酯乳液的含固量为20~30%。
[0015]如上所述的方法，预烘温度为80~90℃，预烘时间为2~4min；焙烘温度为155~165℃，焙烘时间为3~4min；焙烘温度和时间如此设置的目的是保障聚氨酯能够在锦纶基布表面较好的成膜。
[0016]如上所述的方法，网络状含磷阻燃聚氨酯的制备方法如下：（1）将3
‑
氯
‑
1,2
‑
丙二醇和(4
‑
羟基苯基)膦酸溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，通过亲核
取代反应合成中间体，然后加入一定量的乙二醇，在一定温度反应一定时间制得含磷网络交联剂；（2）将含磷网络交联剂、甲苯二异氰酸酯和聚丁二醇溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，采用二乙酸二丁基锡作为催化剂，在一定温度反应一定时间制得聚氨酯预聚体；（3）向聚氨酯预聚体中加入乙二醇反应一定时间制得扩链聚氨酯，然后采用氨水进行中和，最后加入去离子水均匀搅拌，乳化0.5~1h，并通过减压蒸馏（减压蒸馏的压力为35~45kPa，温度为40~50℃）去除溶剂得到网络状含磷阻燃聚氨酯。
[0017]如上所述的方法，步骤（1）中3
‑
氯
‑
1,2
‑
丙二醇和(4
‑
羟基苯基)膦酸的摩尔比为1~1.2:1，3
‑
氯
‑
1,2
‑
丙二醇的用量稍微过量，可以保证(4
‑
羟基苯基)膦酸中的羟基完全参与反应；乙二醇和(4
‑
羟基苯基)膦酸的摩尔比为2~2.2:1，乙二醇稍微过量，可以保证对(4
‑
羟基苯基)膦酸分子中的磷酸根完全参与反应；(4
‑
羟基苯基)膦酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃涂层锦纶面料，由锦纶基布和阻燃涂层组成，其特征在于：阻燃涂层为网络状含磷阻燃聚氨酯；网络状含磷阻燃聚氨酯的黏均分子量为40000~50000，结构式如下：式中，m:n=1:4~5，R1、R2、R3、R4和R5均为甲苯二异氰酸酯取代基。2.根据权利要求1所述的一种阻燃涂层锦纶面料，其特征在于，网络状含磷阻燃聚氨酯的拉伸强度为10.2~11.1MPa，断裂伸长率为890%~920%。3.根据权利要求1所述的一种阻燃涂层锦纶面料，其特征在于，阻燃涂层锦纶面料的涂层量为30~50g/m2。4.根据权利要求3所述的一种阻燃涂层锦纶面料，其特征在于，阻燃涂层锦纶面料的损毁长度小于11.6cm，经20次水洗后的损毁长度不高于14.2cm；阻燃锦纶面料的经向撕破强力不低于3986cN。5.如权利要求1~4任一项所述的一种阻燃涂层锦纶面料的制备方法，其特征在于：将网络状含磷阻燃聚氨酯与蒸馏水混合，配置一定浓度的聚氨酯乳液，然后对锦纶基布进行刮涂，经预烘、焙烘后制得阻燃涂层锦纶面料。6.根据权利要求5所述的一种阻燃涂层锦纶面料的制备方法，其特征在于，聚氨酯乳液的含固量为20~30%。7.根据权利要求5所述的一种阻燃涂层锦纶面料的制备方法，其特征在于，预烘温度为80~90℃，预烘时间为2~4min；焙烘温度为155~165℃，焙烘时间为3~4min。8.根据权利要求5所述的一种阻燃涂层锦纶面料的制备方法，其特征在于，网络状含磷阻燃聚氨酯的制备方法如下：（1）将3
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氯
‑
1,2
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丙二醇和(4
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羟基苯基)膦酸溶于N,N
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二甲基甲酰胺中，通过亲核取代反应合成中间体，然后加入一定量的乙二醇，在一定温度反应一定时间制得含磷网络交联剂；（2）将含磷网络交联剂、甲苯二异氰酸酯和聚丁二醇溶于N,N
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二甲基甲酰胺中，采用二乙酸二丁基锡作为催化剂，在一定温度反应一定时间制得聚氨酯预聚体；（3）向聚氨酯预聚体中加入乙二醇反应一定时间制得扩链聚氨酯，然后采用氨水进行中和，最后加入去离子水均匀搅拌，乳化0.5~1h，并通...

【专利技术属性】
技术研发人员：张烨，陈瑞，范红卫，魏存宏，邵义伟，张群，刘莎莎，张元华，寇婉婷，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：