本申请涉及纺织品功能整理剂,特别涉及一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂及其制备方法。
背景技术:
1、所谓的阻燃整理为:纺织品经过阻燃处理后,降低了可燃性,在燃烧过程中能显著延缓燃烧速率,并在离开火源后迅速自熄,从而具有不易燃烧的性能;耐久阻燃整理是指,阻燃整理后经过30~50次普通家庭机洗后,仍可达到阻燃标准的阻燃整理。
2、涤纶织物具有强度高,耐磨、回弹性好,成本低等优点,作为纺织面料被广泛使用。但是涤纶纤维的极限氧指数(loi)较低,只有20左右,属于易燃纤维,因此需要做阻燃整理。涤纶织物的阻燃剂大多是卤素类和磷系阻燃剂,卤素类阻燃剂在燃烧过程中释放出卤化氢,有毒且有腐蚀性,因此卤素类阻燃剂不环保;磷系阻燃剂对含碳、氧元素的涤纶纤维具有良好的阻燃效果,高温时磷催化聚合物碳化,减少可燃气体产生同时隔绝空气,通过凝聚相机理阻燃。
3、目前市场上在售的涤纶耐久阻燃剂为环状膦酸酯类(国内专利号:101608401a),此类涤纶耐久阻燃剂只能在定型机设备通过浸轧、烘干、焙烘的方式加工,而一些涤纶材质如:纱线、散纤等,无法在定型机上使用,因此限制了涤纶材料的加工条件;市面上在售涤纶浴中阻燃剂,如六溴环十二烷、十溴二苯乙烷等阻燃剂分散液,由于本身含有卤素,在燃烧过程中会释放出卤化氢气体,有毒且有腐蚀性,对人体和环境有害,不环保。
4、因此,一种制备工艺简单,不含卤素、使用方便的环保涤纶浴中耐久阻燃剂及其制备方法亟待出现。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂及其制备方法,解决现有涤纶耐久阻燃剂环状磷酸酯不能在浴中处理,只能通过浸轧、烘干、焙烘的方式加工,限制涤纶材料的加工条件;并且现有的涤纶浴中耐久阻燃剂对环境不友好的技术问题。
2、本申请提供了一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂,其结构通式为:
3、
4、以重量份数计,包括以下原料:n-二甲氧基磷酰基丙酰基邻苯二甲酰亚胺75%-85%、阴离子表面活性剂5%-15%、非离子表面活性剂5%-20%。
5、优选的,阴离子表活包括十二烷基苯磺酸、磺化农乳600#、磺化农乳600#f中的一种或者多种;非离子表活包括农乳600#、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-10中的一种或者多种。
6、本申请提供了一种上述环保涤纶浴中耐久阻燃剂的制备方法:将n-二甲氧基磷酰基丙酰基邻苯二甲酰亚胺与阴离子表活、非离子表活混合后,升温至50-60℃,保温20-40min,得到所述环保涤纶浴中耐久阻燃剂。
7、优选的,n-二甲氧基磷酰基丙酰基邻苯二甲酰亚胺的制备步骤如下:
8、s1先将亚磷酸二甲酯和丙烯酰胺混合,升温至50-60℃,以甲醇钠为催化剂,将甲醇钠缓加入到亚磷酸二甲酯、丙烯酰胺的混合液中进行反应,反应后得到到二甲氧基磷酰基丙酰胺;
9、s2降温至40-50℃,将苯酐加入到步骤s1得到的二甲氧基磷酰基丙酰胺中,进行开环反应,开环反应过后进行脱水闭环反应得到n-二甲氧基磷酰基丙酰基邻苯二甲酰亚胺。
10、优选的,步骤s1中,亚磷酸二甲酯与丙烯酰胺、甲醇钠的摩尔比为1:(1.05-1.15):(0.1-0.3)。
11、优选的,步骤s2中,苯酐与二甲氧基磷酰基丙酰胺的摩尔比为1:(1.05-1.15)。
12、优选的,步骤s1中,将甲醇钠加入到亚磷酸二甲酯、丙烯酰胺的混合液中时,控制温度在71-80℃,加料之后于80-86℃保温3-5h,得到二甲氧基磷酰基丙酰胺。
13、优选的,步骤s2中,将苯酐加入到步骤s1得到的二甲氧基磷酰基丙酰胺中后升温至60-80℃,保温1-3h进行苯酐开环反应;反应过后升温至140-160℃,在真空度-0.1--0.08mpa的条件下进行脱水闭环反应4-6h。
14、本申请提供了一种上述的环保涤纶浴中耐久阻燃剂在涤纶中的应用,耐久阻燃剂单独使用,或者涤纶染色时加入,与分散染料于125-130℃下同浴处理。
15、因此,本申请采用上述的一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂及其制备方法,具有以下有益效果:
16、(1)本申请的阻燃剂合成过程中不使用甲醛、卤素为原料,成本低,阻燃性能优越,使用方便,尤其适合涤纶纱线和绒类的耐久阻燃整理。
17、(2)本申请中阻燃剂可以单独使用,也可在涤纶染色时加入,与分散染料同浴处理;本申请的阻燃剂中含有阻燃元素磷和氮,形成磷-氮协同阻燃效应,阻燃元素含量高,阻燃性能好;同时结构和涤纶染色载体bip、分散染料相似,可以通过125-130℃浴中处理嵌合涤纶,在涤纶内部牢固结合,阻燃处理后的涤纶耐洗性好,适合各种结构涤纶的耐久阻燃整理,尤其是涤纶纱线的浴中阻燃处理。
1.一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂,其特征在于,其结构通式为:
2.根据权利要求1所述的一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂,其特征在于,阴离子表活包括十二烷基苯磺酸、磺化农乳600#、磺化农乳600#f中的一种或者多种;非离子表活包括农乳600#、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-10中的一种或者多种。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂的制备方法,其特征在于,将n-二甲氧基磷酰基丙酰基邻苯二甲酰亚胺与阴离子表活、非离子表活混合后,升温至50-60℃,保温20-40min,得到所述环保涤纶浴中耐久阻燃剂。
4.根据权利要求3所述的一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂的制备方法,其特征在于,n-二甲氧基磷酰基丙酰基邻苯二甲酰亚胺的制备步骤如下:
5.根据权利要求4所述的一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂的制备方法,其特征在于,步骤s1中,亚磷酸二甲酯与丙烯酰胺、甲醇钠的摩尔比为1:(1.05-1.15):(0.1-0.3)。
6.根据权利要求4所述的一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂的制备方法,其特征在于,步骤s2中,苯酐与二甲氧基磷酰基丙酰胺的摩尔比为1:(1.05-1.15)。
7.根据权利要求4所述的一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂的制备方法,其特征在于,步骤s1中,将甲醇钠加入到亚磷酸二甲酯、丙烯酰胺的混合液中时,控制温度在71-80℃,加料之后于80-86℃保温3-5h,得到二甲氧基磷酰基丙酰胺。
8.根据权利要求4所述的一种环保涤纶浴中耐久阻燃剂的制备方法,其特征在于,步骤s2中,将苯酐加入到步骤s1得到的二甲氧基磷酰基丙酰胺中后升温至60-80℃,保温1-3h进行苯酐开环反应;反应过后升温至140-160℃,在真空度-0.1--0.08mpa的条件下进行脱水闭环反应4-6h。
9.根据权利要求1-2任意一项所述的环保涤纶浴中耐久阻燃剂在涤纶中的应用,其特征在于,耐久阻燃剂单独使用,或者涤纶染色时加入,与分散染料于125-130℃下同浴处理。
