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CN116289201A - 一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物及其制备方法 - Google Patents

一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物及其制备方法 Download PDF

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CN116289201A CN202310134854.8A CN202310134854A CN116289201A CN 116289201 A CN116289201 A CN 116289201A CN 202310134854 A CN202310134854 A CN 202310134854A CN 116289201 A CN116289201 A CN 116289201A
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Abstract

本发明涉及一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物及其制备方法，膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物表面具有网络阻燃膜，且网络阻燃膜与涤/棉混纺织物通过共价键进行桥接；网络阻燃膜是由膨胀型阻燃剂通过交联剂的作用连接在涤/棉混纺织物表面形成的；膨胀型阻燃剂的结构式为
Figure DDA0004085106170000011
制备方法为：将膨胀型阻燃剂、三(环氧丙基)异氰尿酸酯、硫代硫酸钠和双氰胺溶于水和丙酮的混合液中，采用氨水调节溶液pH值至6～7得到阻燃整理液，将涤/棉混纺织物浸入阻燃整理液中，通过浸轧‑烘‑焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物。本发明的膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物，具有优异的阻燃效果，且阻燃耐久性较好。

Description

一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物及其制备方法
技术领域
本发明属于涤/棉混纺织物阻燃改性技术领域，涉及一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，对安全防护的意识也逐渐增强，具有阻燃防护功能的纺织材料的社会需求日趋扩大。涤/棉混纺织物具有挺括、滑爽、快干、耐穿等特点，在室内和交通工具内饰、防护服等民用和工业领域具有大量的应用。然而，涤/棉混纺织物在燃烧过程中存在特殊的“烛芯效应”，其阻燃性能与涤纶和棉织物均不同，导致涤/棉混纺织物的阻燃性能较差，难以满足苛刻的纺织品阻燃标准的要求。因此，对涤/棉混纺织物进行阻燃改性有助于提高其安全防护性能，且有助于扩展其应用领域。
膨胀阻燃剂是以磷、氮为主的阻燃与体系，与传统卤素阻燃剂相比具有低烟、无毒、效率高、防熔滴等特点，成为阻燃材料科学的重要发展方向。中国发明专利CN106436285A公开了一种膨胀阻燃体系掺杂硅溶胶的制备及其应用，将酸源、碳源和气源三种组分混合形成膨胀型阻燃体系，然后掺杂硅溶胶，用于提高涤纶、棉或涤棉混纺织物的阻燃性能。然而，该膨胀型阻燃体系成分复杂，膨胀型阻燃涂层与涤/棉混纺织物无法产生牢固的化学键合，导致阻燃涤/棉混纺织物的耐久性较差。
中国发明专利CN104846639A公开一种反应型膨胀阻燃剂对棉织物的阻燃整理方法，在焙烘过程中，含氯均三嗪活性基与棉纤维的羟基发生交联反应，然而阻燃剂水溶性差，采用乙醇和水的混合体系作为溶剂，反应型膨胀阻燃剂更容易与乙醇的羟基发生化学反应，从而失去活性，导致整理棉织物耐久性较差。
文献(磷/氮阻燃剂对涤纶/棉混纺织物的阻燃整理[J].纺织学报,2022,43(6):94-99,106)采用植酸和尿素合成植酸铵盐，通过轧-烘-焙工艺对涤纶/棉混纺织物进行无甲醛阻燃整理，植酸铵在双氰胺的催化下可与棉纤维产生共价键交联，然而在高温焙烘的过程中，磷酸铵基团易产生分解生成磷酸根和氨气，导致无法构筑磷/氮协同阻燃效应，阻燃剂阻燃效率降低，整理涤/棉混纺织物的耐水洗性能较差，经水洗后失去阻燃效果。
因此，有必要开发集酸源、碳源和气源为一体的膨胀型阻燃剂，并通过共价键将膨胀型阻燃剂接枝在涤/棉混纺织物上，从而提供高效耐久的阻燃功能。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物及其制备方法。本发明合成了一种膨胀型阻燃剂，该阻燃剂同时含有酸源、气源和碳源，三者结合可有效构筑膨胀型阻燃剂，解决高温焙烘过程中氮元素流失的问题，具有较高的阻燃性能；该膨胀型阻燃剂在三(环氧丙基)异氰尿酸酯交联剂的作用下在涤/棉混纺织物表面形成阻燃剂网络结构，通过多种共价键交联沉积在涤/棉混纺织物表面，从而达到耐久的阻燃效果。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物，膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物表面具有网络阻燃膜，且网络阻燃膜与涤/棉混纺织物通过共价键进行桥接，与涤/棉混纺织物产生稳定的键合，从而赋予涤/棉混纺织物高效、耐久的阻燃功能；
网络阻燃膜是由膨胀型阻燃剂通过交联剂三(环氧丙基)异氰尿酸酯连接在涤/棉混纺织物表面形成的；
膨胀型阻燃剂的结构式为
Figure BDA0004085106150000021
作为优选的技术方案：
如上所述一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物，膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的阻燃性能为：极限氧指数(LOI)为29.8％～33.5％，损毁长度为11.9～8.3cm，无熔滴产生，最大热释放速率为121.3～139.2W/g(未改性涤/棉混纺织物的LOI为17.3％，损毁长度为30cm，最大热释放速率为213.5W/g)；经30次洗涤后损毁长度不高于14.6cm，表明改性涤/棉混纺织物具有高效耐久的阻燃功能。
本发明还提供一种如上所述的膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，将涤/棉混纺织物浸入阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物；
阻燃整理液是将膨胀型阻燃剂、三(环氧丙基)异氰尿酸酯、硫代硫酸钠和双氰胺溶于水和丙酮的混合液中，采用氨水调节溶液pH值至6～7得到的，在该pH条件下使得磷酸根基团转变为磷酸铵根基团，有助于与棉纤维发生共价键交联。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，阻燃整理液中膨胀型阻燃剂的浓度为100～200g/L，阻燃剂用量升高有助于提高涤/棉混纺织物的阻燃性能，但涤/棉混纺织物上阻燃剂的含量会达到饱和，过多则浪费。
如上所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，三(环氧丙基)异氰尿酸酯充当网络交联剂，三(环氧丙基)异氰尿酸酯的三个环氧基团可与膨胀型阻燃剂的磷酸根、羟基产生交联反应，使得膨胀型阻燃剂在涤/棉混纺织物表面相互连接形成网络结构；三(环氧丙基)异氰尿酸酯还可与织物表面的羟基反应，作为阻燃剂与涤/棉混纺织物之间的交联剂，将阻燃剂网络涂层通过共价键接枝在涤/棉混纺织物表面，从而提供高效耐久的阻燃功能。三(环氧丙基)异氰尿酸酯与膨胀型阻燃剂的摩尔比为2～3:1，三(环氧丙基)异氰尿酸酯的用量提高有助于网络结构的形成和阻燃剂在织物上的接枝，但过高则浪费；丙酮为三(环氧丙基)异氰尿酸酯的溶剂，丙酮占水和丙酮总体积的20％～30％；采用硫代硫酸钠作为催化剂，促进三(环氧丙基)异氰尿酸酯的环氧基团与棉纤维、膨胀型阻燃剂的羟基发生反应，硫代硫酸钠的质量为三(环氧丙基)异氰尿酸酯的3～5％；膨胀型阻燃剂的磷酸铵根基团在双氰胺的催化下可与棉纤维的羟基发生酯化交联反应，双氰胺的质量为膨胀型阻燃剂的5～7％。
如上所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，浸轧-烘-焙的工艺参数为：轧余率100～110％；预烘温度70～80℃，预烘时间为2～4min；焙烘温度160～170℃，焙烘时间5～8min。轧余率越高，涤/棉混纺织物的带液量越高，有助于提高阻燃性能，但过高织物上的阻燃剂含量会达到饱和，造成浪费；焙烘温度升高有助于促进三(环氧丙基)异氰尿酸酯与膨胀型阻燃剂、涤/棉混纺织物发生反应，但过高则浪费，且易导致织物的物理性能受到损伤。
如上所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，涤/棉混纺织物为35/65、40/60或45/55的涤/棉混纺织物。
如上所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，膨胀型阻燃剂的制备方法为：将三(环氧丙基)异氰尿酸酯加热至140～150℃后加入季戊四醇反应3～4h(140～150℃高于三(环氧丙基)异氰尿酸酯的熔点，在该温度条件下三(环氧丙基)异氰尿酸酯为液体状态，有助于反应的进行；反应时间为3～4h，反应温度的升高和时间的延长有助于合成反应的进行，但过高则浪费)，然后加入磷酸并在105～115℃下继续反应3～4h(反应温度的升高和时间的延长有助于合成反应的进行，但过高则浪费)，经干燥、提纯后制得膨胀型阻燃剂。
如上所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，三(环氧丙基)异氰尿酸酯和季戊四醇的摩尔比为2～2.2:1，两摩尔三(环氧丙基)异氰尿酸酯的环氧基团和季戊四醇的两个羟基发生环氧开环加成反应；磷酸和三(环氧丙基)异氰尿酸酯的摩尔比为2～2.3:1，三(环氧丙基)异氰尿酸酯剩余的两个环氧基团和磷酸根可发生环氧开环加成反应，磷酸稍微过量有助于提高反应效率，但过高则浪费。
如上所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，反应结束后产物先通过真空干燥去除水分，然后采用甲醇和甲苯进行提纯，膨胀型阻燃剂的产率为75～79％。
本发明的原理如下：
本发明合成了一种膨胀型阻燃剂，该阻燃剂同时含有酸源、气源和碳源，三者结合可有效构筑膨胀型阻燃剂，可解决高温焙烘过程中氮元素流失的问题，具有较高的阻燃性能。三(环氧丙基)异氰尿酸酯含有三个环氧基团，可作为网络交联剂，在焙烘过程中与该膨胀型阻燃剂的磷酸根、羟基产生交联反应，使得膨胀型阻燃剂在涤/棉混纺织物表面相互连接形成网络膜结构；三(环氧丙基)异氰尿酸酯还可与棉纤维的羟基反应，作为阻燃剂与涤/棉混纺织物之间的交联剂，将阻燃剂网络结构通过共价键接枝在涤/棉混纺织物表面；另外，膨胀阻燃剂的磷酸铵根在双氰胺催化剂和高温的作用下与棉纤维的羟基发生酯化反应。因此，本发明通过在织物表面构筑网络结构、并通过多种交联方式固定在涤/棉混纺织物表面，从而提供高效耐久的阻燃功能。
有益效果：
(1)本发明的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，含磷阻燃基团、含氮杂环、多元醇基团通过共价键结合，合成含三种基团为一体的阻燃剂，不会因焙烘导致氮元素流失；膨胀型阻燃剂中的磷酸根充当酸源、含氮杂环充当气源、多元醇充当炭源，三者结合可有效构筑膨胀型阻燃剂；在燃烧过程当中，膨胀型阻燃剂有助于在涤/棉混纺织物表面形成膨胀型残炭，起到隔绝热量、氧气和可燃性气体的功效，具有优良的阻燃性能；
(2)本发明的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，通过在织物表面构筑网络结构、并通过多种交联方式固定在涤/棉混纺织物表面，从而提供高效耐久的阻燃功能；
(3)本发明的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物，具有优异的阻燃效果，且阻燃耐久性较好。
附图说明
图1为实施例1中的膨胀型阻燃剂的13C核磁共振光谱；
图2为膨胀型阻燃剂在涤/棉混纺织物上的交联机理示意图，其中，IFR代表膨胀型阻燃剂，Fabric代表涤/棉混纺织物。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明参照AATCC 61-2006《家用和商用耐洗涤色牢度的加速试验》对膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物进行洗涤。
本发明采用的测试方法如下：
(1)极限氧指数：按照GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能实验氧指数法》标准测定；
(2)损毁长度：按照GB/T 5455-2014《纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度阴燃和续燃时间的测定》标准测定；
(3)最大热释放速率：参照ASTM D7309-21a进行测试。
实施例1
一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，具体如下：
(1)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯和季戊四醇的摩尔比为2:1，将三(环氧丙基)异氰尿酸酯加热至140℃后加入季戊四醇反应4h，然后按照磷酸和三(环氧丙基)异氰尿酸酯的摩尔比为2:1加入磷酸，并在110℃下继续反应3h，反应结束后产物先通过真空干燥去除水分，然后采用甲醇和甲苯进行提纯，制得膨胀型阻燃剂，膨胀型阻燃剂的产率为75％，其结构式为
Figure BDA0004085106150000051
(2)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯与膨胀型阻燃剂的摩尔比为2.3:1、硫代硫酸钠的质量为三(环氧丙基)异氰尿酸酯的3％、双氰胺的质量为膨胀型阻燃剂的6％的比例，将步骤(1)得到的膨胀型阻燃剂、三(环氧丙基)异氰尿酸酯、硫代硫酸钠和双氰胺溶于水和丙酮的混合液(丙酮占水和丙酮总体积的25％)中，采用氨水调节溶液pH值至6得到阻燃整理液，阻燃整理液中膨胀型阻燃剂的浓度为100g/L；
(3)将35/65的涤/棉混纺织物浸入步骤(2)得到的阻燃整理液中(交联机理如图2所示)，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，控制轧余率为100％、预烘温度为80℃、预烘时间为2min、焙烘温度为170℃、焙烘时间为5min，制得膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物。
制得的膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物表面具有网络阻燃膜，网络阻燃膜是由膨胀型阻燃剂通过三(环氧丙基)异氰尿酸酯连接在涤/棉混纺织物表面形成的，且网络阻燃膜与涤/棉混纺织物通过共价键进行桥接；
膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的阻燃性能为：极限氧指数为29.8％，损毁长度为11.9cm，无熔滴产生，最大热释放速率为139.2W/g；经30次洗涤后损毁长度为14.6cm。
膨胀型阻燃剂的13C核磁共振光谱如图1所示。由图1可以看出，150.6ppm处的化学位移是由氮杂环上C＝O结构的碳原子引起的，59.2和46.2ppm处的化学位移是由季戊四醇C-OH结构的碳原子和中心碳原子引起的，45.7和45.2ppm处的化学位移是由与环氧基团相连接C-N结构的碳原子引起的；67.0ppm和63.9ppm处的化学位移是由膨胀阻燃剂结构中环氧基团反应后生成的C-O-P和C-OH结构的碳原子引起的，表明环氧基团与磷酸根发生了反应。74.8和69.7ppm处的化学位移分别是由环氧基团与季戊四醇羟基反应后C-O结构中的环氧基团开环后碳原和季戊四醇碳原子引起的。上述结果表明成功地合成了膨胀型阻燃剂。
对比例1
一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，基本同实施例，不同之处在于步骤(2)中的阻燃剂溶液是将步骤(1)得到的膨胀型阻燃剂、硫代硫酸钠和双氰胺溶于水和丙酮的混合液(丙酮占水和丙酮总体积的25％)中，采用氨水调节溶液pH值至6得到的，而膨胀型阻燃剂、硫代硫酸钠和双氰胺之间的用量比例关系、水和丙酮的比例关系以及阻燃剂溶液的浓度均同实施例1。最终制得的膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的阻燃性能为：极限氧指数为29.3％，损毁长度为12.1cm，无熔滴产生，最大热释放速率为142.3W/g；经5次洗涤后损毁长度为30cm。
将实施例1与对比例1进行对比可以看出，对比例1所制备的阻燃涤/棉混纺织物的阻燃性能略低于实施例1所制备的阻燃涤/棉混纺织物，而对比例1所制备的阻燃涤/棉混纺织物的耐水洗性能明显较差，这是因为对比例1中膨胀型阻燃剂仅简单沉积在涤/棉混纺织物上，无法与织物产生共价键结合，也无法在涤/棉混纺织物表面相互结合形成网络阻燃膜，在水洗过程中膨胀型阻燃剂很容易被洗掉，从而失去阻燃效果。
实施例2
一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，具体如下：
(1)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯和季戊四醇的摩尔比为2.1:1，将三(环氧丙基)异氰尿酸酯加热至145℃后加入季戊四醇反应3h，然后按照磷酸和三(环氧丙基)异氰尿酸酯的摩尔比为2.1:1加入磷酸，并在115℃下继续反应3h，反应结束后产物先通过真空干燥去除水分，然后采用甲醇和甲苯进行提纯，制得膨胀型阻燃剂，膨胀型阻燃剂的产率为76％，其结构式为
Figure BDA0004085106150000071
(2)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯与膨胀型阻燃剂的摩尔比为3:1、硫代硫酸钠的质量为三(环氧丙基)异氰尿酸酯的3.5％、双氰胺的质量为膨胀型阻燃剂的7％的比例，将步骤(1)得到的膨胀型阻燃剂、三(环氧丙基)异氰尿酸酯、硫代硫酸钠和双氰胺溶于水和丙酮的混合液(丙酮占水和丙酮总体积的30％)中，采用氨水调节溶液pH值至6.2得到阻燃整理液，阻燃整理液中膨胀型阻燃剂的浓度为200g/L；
(3)将40/60的涤/棉混纺织物浸入步骤(2)得到的阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，控制轧余率为110％、预烘温度为78℃、预烘时间为3min、焙烘温度为160℃、焙烘时间为8min，制得膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物。
制得的膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物表面具有网络阻燃膜，网络阻燃膜是由膨胀型阻燃剂通过三(环氧丙基)异氰尿酸酯连接在涤/棉混纺织物表面形成的，且网络阻燃膜与涤/棉混纺织物通过共价键进行桥接；
膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的阻燃性能为：极限氧指数为33.5％，损毁长度为8.3cm，无熔滴产生，最大热释放速率为121.3W/g；经30次洗涤后损毁长度为12.5cm。
实施例3
一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，具体如下：
(1)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯和季戊四醇的摩尔比为2.1:1，将三(环氧丙基)异氰尿酸酯加热至150℃后加入季戊四醇反应3.5h，然后按照磷酸和三(环氧丙基)异氰尿酸酯的摩尔比为2.2:1加入磷酸，并在105℃下继续反应4h，反应结束后产物先通过真空干燥去除水分，然后采用甲醇和甲苯进行提纯，制得膨胀型阻燃剂，膨胀型阻燃剂的产率为76％，其结构式为
Figure BDA0004085106150000081
(2)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯与膨胀型阻燃剂的摩尔比为2:1、硫代硫酸钠的质量为三(环氧丙基)异氰尿酸酯的4％、双氰胺的质量为膨胀型阻燃剂的5％的比例，将步骤(1)得到的膨胀型阻燃剂、三(环氧丙基)异氰尿酸酯、硫代硫酸钠和双氰胺溶于水和丙酮的混合液(丙酮占水和丙酮总体积的20％)中，采用氨水调节溶液pH值至6.5得到阻燃整理液，阻燃整理液中膨胀型阻燃剂的浓度为120g/L；
(3)将45/55的涤/棉混纺织物浸入步骤(2)得到的阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，控制轧余率为105％、预烘温度为76℃、预烘时间为4min、焙烘温度为165℃、焙烘时间为6min，制得膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物。
制得的膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物表面具有网络阻燃膜，网络阻燃膜是由膨胀型阻燃剂通过三(环氧丙基)异氰尿酸酯连接在涤/棉混纺织物表面形成的，且网络阻燃膜与涤/棉混纺织物通过共价键进行桥接；
膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的阻燃性能为：极限氧指数为30.5％，损毁长度为11.1cm，无熔滴产生，最大热释放速率为133W/g；经30次洗涤后损毁长度为14cm。
实施例4
一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，具体如下：
(1)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯和季戊四醇的摩尔比为2.2:1，将三(环氧丙基)异氰尿酸酯加热至145℃后加入季戊四醇反应3.5h，然后按照磷酸和三(环氧丙基)异氰尿酸酯的摩尔比为2.2:1加入磷酸，并在108℃下继续反应4h，反应结束后产物先通过真空干燥去除水分，然后采用甲醇和甲苯进行提纯，制得膨胀型阻燃剂，膨胀型阻燃剂的产率为76％，其结构式为
Figure BDA0004085106150000091
(2)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯与膨胀型阻燃剂的摩尔比为2.8:1、硫代硫酸钠的质量为三(环氧丙基)异氰尿酸酯的4.5％、双氰胺的质量为膨胀型阻燃剂的5.5％的比例，将步骤(1)得到的膨胀型阻燃剂、三(环氧丙基)异氰尿酸酯、硫代硫酸钠和双氰胺溶于水和丙酮的混合液(丙酮占水和丙酮总体积的22％)中，采用氨水调节溶液pH值至6.8得到阻燃整理液，阻燃整理液中膨胀型阻燃剂的浓度为180g/L；
(3)将35/65的涤/棉混纺织物浸入步骤(2)得到的阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，控制轧余率为105％、预烘温度为75℃、预烘时间为4min、焙烘温度为168℃、焙烘时间为7min，制得膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物。
制得的膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物表面具有网络阻燃膜，网络阻燃膜是由膨胀型阻燃剂通过三(环氧丙基)异氰尿酸酯连接在涤/棉混纺织物表面形成的，且网络阻燃膜与涤/棉混纺织物通过共价键进行桥接；
膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的阻燃性能为：极限氧指数为32.8％，损毁长度为8.9cm，无熔滴产生，最大热释放速率为124.1W/g；经30次洗涤后损毁长度为12.8cm。
实施例5
一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，具体如下：
(1)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯和季戊四醇的摩尔比为2.2:1，将三(环氧丙基)异氰尿酸酯加热至145℃后加入季戊四醇反应4h，然后按照磷酸和三(环氧丙基)异氰尿酸酯的摩尔比为2.3:1加入磷酸，并在110℃下继续反应3.5h，反应结束后产物先通过真空干燥去除水分，然后采用甲醇和甲苯进行提纯，制得膨胀型阻燃剂，膨胀型阻燃剂的产率为79％，其结构式为
Figure BDA0004085106150000101
(2)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯与膨胀型阻燃剂的摩尔比为2.6:1、硫代硫酸钠的质量为三(环氧丙基)异氰尿酸酯的4.8％、双氰胺的质量为膨胀型阻燃剂的6％的比例，将步骤(1)得到的膨胀型阻燃剂、三(环氧丙基)异氰尿酸酯、硫代硫酸钠和双氰胺溶于水和丙酮的混合液(丙酮占水和丙酮总体积的25％)中，采用氨水调节溶液pH值至6.6得到阻燃整理液，阻燃整理液中膨胀型阻燃剂的浓度为150g/L；
(3)将40/60的涤/棉混纺织物浸入步骤(2)得到的阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，控制轧余率为108％、预烘温度为72℃、预烘时间为2min、焙烘温度为165℃、焙烘时间为6min，制得膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物。
制得的膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物表面具有网络阻燃膜，网络阻燃膜是由膨胀型阻燃剂通过三(环氧丙基)异氰尿酸酯连接在涤/棉混纺织物表面形成的，且网络阻燃膜与涤/棉混纺织物通过共价键进行桥接；
膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的阻燃性能为：极限氧指数为31.4％，损毁长度为10.5cm，无熔滴产生，最大热释放速率为128.3W/g；经30次洗涤后损毁长度为13.2cm。
实施例6
一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，具体如下：
(1)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯和季戊四醇的摩尔比为2.2:1，将三(环氧丙基)异氰尿酸酯加热至145℃后加入季戊四醇反应3h，然后按照磷酸和三(环氧丙基)异氰尿酸酯的摩尔比为2.3:1加入磷酸，并在112℃下继续反应3.5h，反应结束后产物先通过真空干燥去除水分，然后采用甲醇和甲苯进行提纯，制得膨胀型阻燃剂，膨胀型阻燃剂的产率为78％，其结构式为
Figure BDA0004085106150000111
(2)按照三(环氧丙基)异氰尿酸酯与膨胀型阻燃剂的摩尔比为2.5:1、硫代硫酸钠的质量为三(环氧丙基)异氰尿酸酯的5％、双氰胺的质量为膨胀型阻燃剂的6.5％的比例，将步骤(1)得到的膨胀型阻燃剂、三(环氧丙基)异氰尿酸酯、硫代硫酸钠和双氰胺溶于水和丙酮的混合液(丙酮占水和丙酮总体积的28％)中，采用氨水调节溶液pH值至7得到阻燃整理液，阻燃整理液中膨胀型阻燃剂的浓度为160g/L；
(3)将45/55的涤/棉混纺织物浸入步骤(2)得到的阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，控制轧余率为102％、预烘温度为70℃、预烘时间为3min、焙烘温度为162℃、焙烘时间为6min，制得膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物。
制得的膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物表面具有网络阻燃膜，网络阻燃膜是由膨胀型阻燃剂通过三(环氧丙基)异氰尿酸酯连接在涤/棉混纺织物表面形成的，且网络阻燃膜与涤/棉混纺织物通过共价键进行桥接；
膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的阻燃性能为：极限氧指数为31.9％，损毁长度为9.9cm，无熔滴产生，最大热释放速率为126.8W/g；经30次洗涤后损毁长度为13.1cm。

Claims (10)

1.一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物，其特征在于：膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物表面具有网络阻燃膜，且网络阻燃膜与涤/棉混纺织物通过共价键进行桥接；
网络阻燃膜是由膨胀型阻燃剂通过三(环氧丙基)异氰尿酸酯连接在涤/棉混纺织物表面形成的；
膨胀型阻燃剂的结构式为
Figure FDA0004085106140000011
2.根据权利要求1所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物，其特征在于，膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的阻燃性能为：极限氧指数为29.8％～33.5％，损毁长度为11.9～8.3cm，无熔滴产生，最大热释放速率为121.3～139.2W/g；经30次洗涤后损毁长度不高于14.6cm。
3.如权利要求1或2所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于：将涤/棉混纺织物浸入阻燃整理液中，通过浸轧-烘-焙的方法对涤/棉混纺织物进行处理，制得膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物；
阻燃整理液是将膨胀型阻燃剂、三(环氧丙基)异氰尿酸酯、硫代硫酸钠和双氰胺溶于水和丙酮的混合液中，采用氨水调节溶液pH值至6～7得到的。
4.根据权利要求3所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，阻燃整理液中膨胀型阻燃剂的浓度为100～200g/L。
5.根据权利要求4所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，三(环氧丙基)异氰尿酸酯与膨胀型阻燃剂的摩尔比为2～3:1；丙酮占水和丙酮总体积的20％～30％；硫代硫酸钠的质量为三(环氧丙基)异氰尿酸酯的3～5％；双氰胺的质量为膨胀型阻燃剂的5～7％。
6.根据权利要求5所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，
浸轧-烘-焙的工艺参数为：轧余率100～110％；预烘温度70～80℃，预烘时间为2～4min；
焙烘温度160～170℃，焙烘时间5～8min。
7.根据权利要求6所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，涤/棉混纺织物为35/65、40/60或45/55的涤/棉混纺织物。
8.根据权利要求3所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，膨胀型阻燃剂的制备方法为：将三(环氧丙基)异氰尿酸酯加热至140～150℃后加入季戊四醇反应3～4h，然后加入磷酸并在105～115℃下继续反应3～4h，经干燥、提纯后制得膨胀型阻燃剂。
9.根据权利要求8所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，三(环氧丙基)异氰尿酸酯和季戊四醇的摩尔比为2～2.2:1；磷酸和三(环氧丙基)异氰尿酸酯的摩尔比为2～2.3:1。
10.根据权利要求8所述的一种膨胀型阻燃剂阻燃的涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，膨胀型阻燃剂的产率为75～79％。
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