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一种膨胀型阻燃剂、合成方法及其应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-09-27 10:59:44

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 代会会 | 2023-09-27 10:59:44

本发明公开了一种膨胀型阻燃剂、合成方法及其应用。它是一种包含已二酸与已二胺形成的酰胺链段的含磷三嗪环低聚物,其水溶液呈黄色或橙黄色透明状。该阻燃剂对锦纶燃烧时熔融滴落具有良好的抑制作用,阻燃效果较佳。同时,利用结构相似相亲原理,在高温条件下本发明提供的阻燃剂分子结构中的酰胺链段可与锦纶纤维分子链形成共晶,整理后的锦纶织物具有较好的耐久性阻燃效果,且整理后的织物不含卤素及不会释放甲醛等,符合环保法规对纺织品的要求。

本发明所要解决的技术问题是针对现有锦纶织物阻燃整理中存在的阻燃效果耐久性差、工艺达不到环保要求等方面的不足,提供一种用于锦纶织物的阻燃剂,使整理后的织物具有较好的耐久性阻燃效果,且整理后的织物不含卤素及不会释放甲醛,符合环保法规对纺织品的要求。为达到上述发明目的,本发明采用的技术方案是提供一种膨胀型阻燃剂,它的结构通式为:,式中,a为整数,1≤a≤4。本发明技术方案还提供一种制备如上所述的膨胀型阻燃剂的方法,包括如下步骤:1、以三聚氰氯的物质的量为1份,将1份三聚氰氯溶于甲苯中,充分搅拌溶解后,缓慢滴加2份亚磷酸酯,滴加完毕后,升温至60~80℃,保温反应2~3h;2、降温至50~60℃,加入1~2份己二胺,不断搅拌下,保温反应2~3h,再缓慢滴加1~2份己二酸,滴加完毕后,升温至100~110℃,保温反应2~3h;3、待体系温度降至70~80℃时,加入1份季戊四醇和占季戊四醇质量1~3%的催化剂甲醇钠,不断搅拌下保温反应16~24h后,经减压蒸馏回收甲苯,得到的黄色或橙黄色粘稠液体状产物即为膨胀型阻燃剂。

本发明涉及一种阻燃剂、合成方法及其应用,具体涉及一种用于锦纶织物的阻燃剂的合成方法及其在锦纶织物阻燃整理中的应用。

背景技术

阻燃剂是一类能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰传播的添加剂。众所周知,用于纤维和纺织品的阻燃剂可以分为两种:一种是用于原丝改性的阻燃剂;另一种是用于织物后整理的阻燃剂。目前国内外生产或研究的聚酰胺纤维用阻燃剂较少,其中大部分是用于原丝改性的阻燃剂,例如由山西化纤所生产的锦纶共聚型阻燃剂NF-8702,该阻燃剂对于聚酰胺纤维具有良好的阻燃效果。Takashi等人利用纳米粘土与锦纶6进行共混阻燃改性,改性后的织物在燃烧过程中,粘土粒子在热降解产生的气泡的推动下形成了一种海岛型絮状的保护层,使织物获得较好的阻燃效果。与原丝阻燃改性相比,后整理阻燃具有工艺简单,易操作,加工灵活等优点,但是到目前为止,市场上用于锦纶后整理的阻燃剂寥寥无几,其主要原因是阻燃剂在锦纶织物表面的吸附量较低,且整理液难以渗入纤维内部,导致整理后的织物阻燃效果不佳。

为此,研究人员开始研究能适用于锦纶织物后整理的阻燃剂,例如文献“尼龙6织物耐久阻燃整理”(韩德昌等,《天津大学学报》29卷第4期)中公开了一种利用锦纶分子结构中酰胺基上的氢原子,来引入活性较强的羟甲基,然后用反应型阻燃剂进行整理,整理后的织物阻燃效果较好,且耐水洗;

针对锦纶织物开发一种符合环保法规要求的耐久性阻燃剂,是目前锦纶阻燃剂发展的方向。如果能提供一种既具有较好的抗熔融滴落性能,又具有较好的耐久性阻燃效果的环保型阻燃剂,对于产品的推广应用将有很好的前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有锦纶织物阻燃整理中存在的阻燃效果耐久性差、工艺达不到环保要求等方面的不足,提供一种用于锦纶织物的阻燃剂,使整理后的织物具有较好的耐久性阻燃效果,且整理后的织物不含卤素及不会释放甲醛,符合环保法规对纺织品的要求。

发明人:周向东 孙兵苏州大学坐落于素有“人间天堂”之称的历史文化名城苏州,是国家“211工程”“2011计划”首批入列高校,是教育部与江苏省人民政府共建“双一流”建设高校、国家国防科技工业局和江苏省人民政府共建高校,是江苏省属重点综合性大学。苏州大学前身是Soochow University(东吴大学,1900年创办),开现代高等教育之先河,融中西文化之菁华,是中国最早以现代大学学科体系举办的大学。在中国高等教育史上,东吴大学是最早开展研究生教育并授予硕士学位、最先开展法学(英美法)专业教育,也是第一家创办学报的大学。1952年中国大陆院系调整,由东吴大学之文理学院、苏南文化教育学院、江南大学之数理系合并组建苏南师范学院,同年更名为江苏师范学院。1982年,学校更复名苏州大学(Soochow University)。

由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:

1、本发明获得的膨胀型阻燃剂分子结构中包含已二酸与已二胺形成的酰胺链段,利用结构相似相亲原理,在高温条件下阻燃剂分子结构中的酰胺链段可与锦纶纤维分子链形成共晶,使整理后的锦纶织物具有较耐久的阻燃性,按GB/T5455-1997标准测试,阻燃性能可达B1级,且经30次水洗后还能达B2级;同时该阻燃剂是一种无卤且不会释放甲醛的环保膨胀型阻燃剂,受热时分解出的不燃性气体可使体系发泡膨胀,生成海绵状的炭质泡沫层,能够较大幅度提高阻燃织物的抗熔融滴落性能。

2、本发明获得的膨胀型阻燃剂对锦纶织物的强力、白度和手感等影响较小。

3、本发明工艺较简单,反应过程便于控制,适合工业化生产。

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