一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂及其方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂及其方法和应用，阻燃抗菌聚氨酯涂层剂包括水性聚氨酯组分、植酸胍盐磷/氮型阻燃剂组分(植酸与聚六亚甲基双胍通过离子键结合而形成的盐)和封端聚异氰酸酯交联剂组分；方法为：按配比将各组分混合搅拌均匀即得，其中，植酸胍盐磷/氮型阻燃剂的制备过程为：将植酸和聚六亚甲基双胍混合溶解在溶剂中后，调节溶液的pH至8～9，持续搅拌至产生沉淀，沉淀即为植酸胍盐磷/氮型阻燃剂；应用为：将阻燃抗菌聚氨酯涂层剂涂布在涤纶织物的单侧表面上后进行预烘、焙烘，制得阻燃抗菌涤纶涂层篷盖材料。本发明专利技术的方法简单，阻燃抗菌聚氨酯涂层剂的阻燃性能好，阻燃抗菌涤纶涂层篷盖材料水洗45次仍具有阻燃效果。阻燃效果。阻燃效果。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂及其方法和应用


[0001]本专利技术属于纺织品功能整理
，具体涉及一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂及其方法和应用。

技术介绍

[0002]涤纶织物具有较好的抗皱性、保形性、较高的强度和弹性恢复能力，是目前合成纤维中应用最广泛的一种纤维材料。聚氨酯涂层涤纶织物广泛应用于窗帘、户外休闲或应急救援帐篷等材料领域，而这些应用场景对涤纶篷盖材料的阻燃性能具有较高的要求。
[0003]涂层法是将阻燃剂与涂层剂物理共混或者由阻燃性基团与单体共聚得到反应型阻燃涂层剂，再依靠涂层剂中高分子链与纤维的物理缠结或分子间氢键将阻燃剂粘合固着在织物上。其特点是阻燃剂利用率高，加工成本低，能够有效提高涂层织物的阻燃性能，得到了广泛的推广和应用。
[0004]然而，现有阻燃聚氨酯涂层涤纶织物存在阻燃剂效率低、用量高、环保性差等缺陷。
[0005]文献1(陈慧芬,郑今欢.含水滑石阻燃涂层整理剂的应用及其作用机制[J].纺织学报,2014,35(11):107
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111,117)将水滑石与水性聚氨酯(PU)复配，制成阻燃功能涂层整理剂对涤纶织物进行阻燃涂层；然而水滑石为无机阻燃剂，阻燃效率低，当涂层PU中水滑石的含量达到9％时才具有较好的阻燃效果。
[0006]中国专利技术专利CN200610085269.X公开了一种透汽性阻燃防油防水防酸防近红外涤纶篷布的制备，先采用9
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～15％溴锑阻燃剂对涤纶织物进行阻燃改性，然后再采用阻燃PU对涤纶织物进行涂层，开发阻燃涤纶篷布；卤素阻燃体系的阻燃效率高，但其在燃烧过程中产生的有害气体对人体及环境有一定破坏，且工艺流程复杂。
[0007]文献2(杨川川,顾浩,方娟娟,谢孔良,侯爱芹.应急救援用涤纶低弹丝阻燃帐篷面料的生产[J].印染,2019,45(8):35
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39)选用卤素阻燃剂和其它磷氮系列阻燃剂与溶剂型PU混合对涤纶织物进行涂层，其中卤素阻燃剂效率高但因环保性能差的问题逐渐被禁用；筛选出的磷氮阻燃剂RF
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603A阻燃效率也较低，在PU中的添加量达到50％时涂层涤纶织物才具有较好的阻燃效果。然而，PU中阻燃剂添加含量过多容易导致PU固化困难，影响涂层的成膜性能。
[0008]植酸被称为肌醇六磷酸，常以植酸盐的形式存在于豆类、谷物和油籽中，是植物中磷元素的主要储存形态，也被称为“绿色”分子。植酸生物相容性好、无毒环保，具有较好的可再生性，其分子中磷元素含量高达28wt％，富含6个高活性磷酸基团，与阳离子化合物或金属离子具有较强的螯合能力。
[0009]文献3(肖文成.基于植酸对涤纶织物的阻燃整理[D].苏州大学,2019.)通过轧烘焙法采用植酸提高了涤纶织物的阻燃性能，但阻燃涤纶织物的耐水洗性能较差。
[0010]植酸在PU涂层中易发生迁移，导致植酸涂层涤纶织物的耐水洗性能差，采用植酸基体系开发阻燃PU，并对涤纶织物进行耐久功能涂层是一个难题，目前未见相关报道。
[0011]因此，研究一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂及其方法和应用，以解决现有技术中阻燃剂易发生迁移、应用于织物上，织物耐水性能差的问题，具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是解决上述存在的问题，提供一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂及其方法和应用。
[0013]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0014]一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂，包含水性聚氨酯组分、植酸胍盐磷/氮型阻燃剂组分和封端聚异氰酸酯交联剂组分，植酸胍盐磷/氮型阻燃剂为植酸与聚六亚甲基双胍通过离子键结合而形成的盐，离子键具体为植酸分子中的阴离子磷酸根与聚六亚甲基双胍的阳离子亚氨基基团之间形成的键。
[0015]作为优选的技术方案：
[0016]如上所述的一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂，植酸胍盐磷/氮型阻燃剂的含量为1～4wt％。
[0017]如上所述的一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂，植酸胍盐磷/氮型阻燃剂在温度为25℃且体积为100mL的水中的溶解度小于等于0.01g。
[0018]如上所述的一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂，植酸胍盐磷/氮型阻燃剂的平均粒径为80～120μm。
[0019]如上所述的一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂，还包含2～4wt％的抗紫外吸收剂或耐老化剂。
[0020]本专利技术还提供一种制备如上任一项所述的一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂的方法，按配比将各组分混合搅拌均匀，即得阻燃抗菌聚氨酯涂层剂，其中，植酸胍盐磷/氮型阻燃剂的制备过程为：将植酸和聚六亚甲基双胍混合溶解在溶剂(优选溶剂为去离子水，因为离子水经济成本低，对环境无害，适用于阻燃剂的制备，其他可与植酸、聚六亚甲基双胍相容的试剂也可替代去离子水，但是成本高，也需回收)中后，用碱调节溶液的pH至8～9，持续搅拌至产生沉淀后干燥(80℃，6h)、球磨，即得植酸胍盐磷/氮型阻燃剂；当溶液的pH为8～9时，植酸和聚六亚甲基双胍相互结合能够较好地产生聚合物沉淀，pH过高或过低，不利于聚六亚甲基双胍、植酸的电离，均不利于两者结合产生聚合物沉淀。
[0021]作为优选的技术方案：
[0022]如上所述的方法，聚六亚甲基双胍的聚合度为11～15。
[0023]如上所述的方法，植酸和聚六亚甲基双胍的质量比为1:2～4，两者比例过高或者过低均会导致产物的产率降低。
[0024]本专利技术还提供如上任一项所述的一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂的应用，将阻燃抗菌聚氨酯涂层剂涂布在涤纶织物的单侧表面上后进行预烘、焙烘，制得阻燃抗菌涤纶涂层篷盖材料。
[0025]作为优选的技术方案：
[0026]如上所述的应用，涤纶织物为经过防水处理和轧光处理的涤纶织物；其中，防水处理后的涤纶织物的防水等级为4级；防水等级过低，达不到防水效果，水性聚氨酯会渗透到织物背面(即未涂布涂层剂的表面)；防水等级过高，水性聚氨酯不易涂到织物表面。
[0027]如上所述的应用，预烘温度为100～120℃，预烘时间为2～4min；焙烘温度为160～180℃，焙烘时间为2～4min，焙烘过程保障了聚氨酯能够在涤纶织物表面较好的成膜；涤纶织物表面阻燃抗菌聚氨酯涂层剂的涂层量为50～100g/m2。
[0028]如上所述的应用，阻燃抗菌涤纶涂层篷盖材料的损毁长度不高于14.5cm，极限氧指数不低于28.2％，测试标准为GB8624
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2012《建筑材料及制品燃烧性能分级纺织品》；经45次水洗后损毁长度变化率不超过12.47％，极限氧指数变化率不超过12.36％，水洗采用D/Max
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IIIC型耐洗牢度实验机，依照AATCC61—2013《耐洗色牢度》，具体过程为：将织物放入皂洗液浓度为3.7g/L，浴比为1:50的钢杯中，在40℃条件下，振荡洗涤45min，取出冷水洗，即为1次加速水洗(相当于5次普通水洗)，前文“45次水洗”即9次加速水洗；对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈宽度分别对应为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂，其特征在于，包含水性聚氨酯组分、植酸胍盐磷/氮型阻燃剂组分和封端聚异氰酸酯交联剂组分，植酸胍盐磷/氮型阻燃剂为植酸与聚六亚甲基双胍通过离子键结合而形成的盐。2.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂，其特征在于，植酸胍盐磷/氮型阻燃剂的含量为1～4wt％。3.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂，其特征在于，植酸胍盐磷/氮型阻燃剂在温度为25℃且体积为100mL的水中的溶解度小于等于0.01g。4.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂，其特征在于，植酸胍盐磷/氮型阻燃剂的平均粒径为80～120μm。5.制备如权利要求1～4任一项所述的一种阻燃抗菌聚氨酯涂层剂的方法，其特征在于，按配比将各组分混合搅拌均匀，即得阻燃抗菌聚氨酯涂层剂，其中，植酸胍盐磷/氮型阻燃剂的制备过程为：将植酸和聚六亚甲基双胍混合溶解在溶剂中后，调节溶液的pH至8～9，持续搅拌至产生沉淀后干燥、球磨，即得植酸胍盐磷/氮型阻燃剂。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：关晋平，刘亚文，程献伟，顾靓，张洁，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：