纺织品的易燃性与纺织品阻燃途径

( THPC) 体系与化合物的浸轧或浸渍液 ,这些溶
液是水溶液形式的 。本文介绍 THPC 组成的乳
浊 液 , 详 见 W. A. Reeves 等 人 的 美 国 专 利
2810701 。表 1 列出这种浸轧体系的通常组成 。
表 1 THPC 乳浊液状阻燃剂组成
标号 1
组 分 由 THPC、羟甲基蜜胺树脂和尿素形成的不溶 性含磷热固性树脂固体 (次氮 —羟甲基 —磷树
带条阻燃测试结果显示了整理后织物上存在
缺陷 。
表 5 THPC 树脂整理液组成
标号
组 分
质量份额
1 THPC 2 三羟甲基蜜胺树脂 3 尿素 4 三乙醇胺 5 润湿剂 6水
16. 8 10. 1 10. 1 4. 0 1. 0 58. 0
2. 2. 2 示例 2 将示例 1 中 THPC 树脂整理后的织物样品
注 :1) 联邦规程 CCC2T2191b。
2) 织物在皂粉 1 % ,碳酸钠 0. 2 %的溶液中沸煮 3 h 。
3) 135 度与 180 度之间表现为阻燃性 。
处理后的棉织物在阻燃方面存在不足 ,但可在处
2 加有低分解点阻燃剂的 THPC
理时与低分解点阻燃剂一同使用从而使织物具有
很好的阻燃性 。这一工艺在 W. A. Reeves 的美国
10
6. 4 0～8
4
三2( 2 —乙 基 己 烷 ) 磷酸酯
10
7. 4 1～4
5 苯基二吗啉磷酸盐 6 磷酸铵 7 胺基磺酸铵 8 胺基磺酸 9 硫脲
6
2. 3 0～3
6
2. 5
0
6
2. 5 0～3
6
2. 5 0～2
6
2. 5 10～15
无 (织 物 上 只 有
10 THPC 树脂)
-
- 烧尽
注 :180 度角下做带条 (5″×0. 5″) 阻燃测试 ,用火柴在底
与大约 16 份的粉粒状不溶性树脂构成的乳液分 散相 ,这种乳液能够稳定 2 h 以上 。 1. 2. 3 示例 3
配方和配料与示例 1 中的相同 ,但使用表 2 所给出的组分 。在本示例中最终应用配方为 :在 水包油的溶液中加入约 12 份的粉末状不溶性树
测试结果列于表 4 。乳液体系比溶液体系有 更高的树脂接枝率与含磷量 ,从而使得织物具有 相当持久的阻燃性质 。经乳液体系处理的印花织 物随树脂接枝率的增高 ,织物硬度的增加相对小 一些 。整个数据表明 ,乳液体系明显优于溶液体 系。
描述以及测试结果见表 8 。
所述方法制得的聚三烯丙基磷酸酯 ,与 THPC 一
使用聚三烯丙基磷酸酯的结果与示例 2 中所 同以乳液形式应用到斜纹棉织物上 。聚三烯丙基
用其他低分解点阻燃剂结果相似 。所有整理过的 磷酸酯如示例 3 所述首先溶于甲醇2二氯乙烯混
布样都具有阻燃性 。
合溶剂中 ,然后再在 2 %聚乙烯醇水溶液中乳化 。
后1)
后2)
1. 67
1. 86
1. 40
1. 40
-
-
1. 14
124
1. 01
0. 96
-
-
带条阻燃 测试3) / 度
170 135
140 105
-
硬度 / 10 - 4 1b 经向 纬向
4. 8 5. 2 2. 8 33. 5
32. 4
3. 6 6. 2 2. 2 16. 8 12. 2 12. 4
对高的分解点 。接枝了 15 %树脂的 8 oz 斜纹棉 布在空气中加热到 315 ℃,60 s 后开始烧焦并且 没有明显的分解或炭化 。只有在 350 ℃以上持续 加热 40 s 才开始分解 。
具有低分解点的阻燃剂在低于 300 ℃下小于 30 s 发生分解并炭化 。除此之外 ,首选与 THPC 组合使用阻燃剂是上面倒数第 2 组所列出的物
进一步用低分解点阻燃剂处理 ,然后烘干 。 — 32 —
表 6 THPC 树脂整理后的织物测试结果
标号 1 2
3
参 数
树脂接枝率/ % 标准垂直燃烧测试1)
损毁长度/ in 带条阻燃测试2) 180 度角
160 度角
测试结果 16 3. 5
烧尽 烧尽
注 :1) 联邦规程 CCC2T2191b。 2) 5″×0. 5″长条用火柴在底部点燃 。
硬酯酸 油溶性长链醇磺酸盐 g. 水
2 制备不溶性含磷热固性树脂
试剂
示例中的质量份额
1
2
3
15 - 2. 4
9
9 7. 6
7
- 6. 4
3 2. 4 3
15 15 12
2
2
2
2
2
2
30 60 44. 7
a. THPC
180 180 180
b. 羟甲基蜜胺树脂 ,水溶性 69 69 69
c. 水
200 200 200
的各种浓度 。浸轧了 THPC 树脂的布样在 60 ℃
2004 年第 5 期 国外纺织技术 染整
干燥 15 min ,然后用加有 0. 1 %洗涤液的热水充 2. 2. 4 示例 4
分洗涤 ,再漂洗 ,最后烘干 。有关这些实验的其他
在本实验中 ,低分解点的阻燃剂 ,即用示例 3
质 ,即可聚合的烃基醇磷酸酯以及膦腈的中性烃
基醇聚脂 。
加有低分解点阻燃剂的 THPC 既可以溶液 形式又可以乳浊液形式用作浸轧液 。下面的例子
对这些应用方式作了说明 。
2. 2 配方 2. 2. 1 示例 1
8 oz 斜纹棉布浸轧表 5 所列组分的水溶液 , 携液 率 70 %。然 后 将 其 在 85 ℃下 烘 干 并 在 140 ℃下焙烘 5 min 。冷水洗后再热水洗 ,水中加 有 0. 1 %的洗涤剂 ,然后自然晾干 ,所测结果如表 6 所示 。
染整 国外纺织技术 总第 230 期
纺织品的易燃性与纺织品阻燃途径
刘丽雅 译
G.
P.
Nair
等著
彭治汉
校
1 THPC 乳浊型阻燃剂
1. 1 概述
在 COLOU RA GE 杂志上已发表的文献描述
了可赋予棉织物永久阻燃性能的四羟甲基氯化膦
对照样
5 ( THPC
0
— 30 —
程 ,这和常规的喷墨印花预处理工艺完全一样 ,不 同的仅仅是一些化学品用交联剂和催化剂取代而 已。
除了提高织物抗皱和耐久压烫性能 ,这项技 术还能使酸性染料油墨染棉和其他纤维素织物成 为可能 。用不同化学结构的整套油墨对织物印花 能够节约时间和降低成本 。同时 ,该技术也提供 了一种使用一套油墨解决纤维素/ 聚酰胺和纤维 素/ 蛋白质纤维混纺印花的便利方法 。
1. 4 阻燃处理 4 oz 的印花棉布和 8 oz 的斜纹棉布用作本研
究 。印花和斜纹棉布经上述成分的液体浸轧 ,带 液率分别约为 100 %和 70 %。浸轧后的织物在 90 ℃下烘干 4. 5 min ,140 ℃焙烘 5 min 。焙烘进 一步固化了可聚树脂 。印花和斜纹棉布用两种浸 轧体系处理 。
资料来源 :AA TCC Rev. ,2003 ,(3) ,29～31
2004 年第 5 期 国外纺织技术 染整
表 2 示例所用的成分
1. 3 水溶液配方
标号
组 分
1 用于制备热固性树脂水乳液 的物质
a. THPC b. 羟甲基蜜胺树脂 ,水溶性 c. 尿素 d. 三乙醇胺 e. 有机溶剂 (烃类溶剂) f . 乳化体系 :
氯乙基醚中 ,用过氧化苯甲酰作为催化剂使其发生 聚合 。当聚合物粘度增至从滴液管中滴落 4 ml 所 需时间为反应前溶液所需时间的 4 倍时反应结束。 先用石油醚萃取再除去溶剂后烘干 ,得到固体形式 的聚合物 、聚三烯丙基磷酸酯 。然后将聚合物溶于
体积比为 1∶1 的甲醇 、二氯乙烯混合液中 。 表 8 给出了浸轧液中所用聚三烯丙基磷酸酯
脂) 。 2 粉末状的不溶性含磷热固性树脂 3 与水不混溶的惰性有机液 4 乳化剂
THPC 用作乳浊液体系与通常的溶液体系不
同 。乳浊液体系优于传统的溶液体系 ,它对织物
有更高的树脂接枝率与含磷量 ,因此使织物具有
更好的永久阻燃性能 。 1. 2 乳浊液配方 1. 2. 1 示例 1
这种配方由单体次氮 —羟甲基 —磷树脂造型 反应体和悬浮的不溶性次氮 —羟甲基树脂构成 。
表 8 聚三烯丙基磷酸酯的应用条件以及阻燃测试结果
标号 1
布 样 样品 A
浸轧液中 聚三烯丙 基磷酸酯
/%
15. 3
携液率 续燃时间1) 损毁长度2)
/%
/s
/ in
36
0
3. 1
2 样品 B 13. 5
34
0
3. 4
3 样品 C 7. 7
30
0
3. 1
4 样品 D 4. 6
25
5～10
3. 4
表 7 详细列出了整理以及整理后织物的特性。
表 7 在 THPC 树脂整理过的织物上使用低分解点阻燃 剂的条件以及阻燃效果
标号 低分解点阻燃剂
1
二22 - 乙 基 己 烷 磷 酸氢酯
溶液 织物 续燃 / % 增重/ % 时间/ s
10
7. 6
0
三异 辛 基 硫 代 磷 酸
2酯
10
6. 0
0
3 磷酸三甲苯酯
脂。
表 4 阻燃处理样品测试结果
标 号
试 样
1 印花织物乳液处理 2 印花织物溶液处理 3 印花织物未处理 4 斜纹织物乳液处理 5 斜纹织物溶液处理 6 斜纹织物未处理
树脂接枝率 /%
26. 7 10. 3
0 15. 8 11. 4
0
未水洗
1. 88 1. 40
13. 4 1. 04
-
含磷量/ % 水洗 10 次 碱煮 3 h
部点燃 。
结果显示所有用 THPC 树脂整理过的织物 样品 ,当进一步用各种低分解点阻燃剂处理后 ,即 使相当低的接枝率也能极大地提高阻燃性能 。
2. 2. 3 示例 3 将示例 1 中的 THPC 树脂整理过的布样再
用聚三烯丙基磷酸酯溶液浸轧处理 ,方法如下 : 将 125 份三烯丙基磷酸酯溶于 125 份 2 ,22二
份粉粒状不溶性树脂溶于水包油的乳液中 ,使得
每 100 份乳浊液中含有 8. 4 份的树脂造型反应体
为了与乳浊液配方的结果比较 ,溶解表 3 所 给出的物质配制了水溶液 。
表 3 水溶液组成
标号
组 分
质量份额
1 THPC 2 羟甲基蜜胺树脂 ,水溶性 3 尿素 4 三乙醇胺 5水
12. 4 7. 6 6. 4 3. 0 70. 6
通过搅拌混合表 2 中标号 1 所给出的试剂来 制得乳浊液 ,这种水包油型乳液可稳定 1 h 以上 。
在这种制备方法中 ,树脂造型反应体 a 、b 和 c 首先溶于三乙醇胺和水中 ,然后将上述液体与加 有乳化剂 f 的有机溶剂 e 混合 。
用表 2 中靠着序号 2 的反应物 a 、b 和 c 在 110 ℃下加热约 1 h 制得这种不溶性含磷热固性 树脂 。然后将合成的粘性产物铺成 0. 5 in 厚的一 层 ,145 ℃下加热 1 h 干燥 。在球磨机中将不溶性 树脂磨至 300 目 ,再充分洗至中性 。 最终应用配方为 :10 份粉粒状不溶性树脂悬 浮于水包油的乳液中 ,使得乳液分散相含有 34 份 树脂造型反应体以及大约 11 份乳液悬浮体 。 1. 2. 2 示例 2
示例 2 配方和配料与示例 1 相同 ,使用表 2 所给出的组分 。在本示例中 ,最终应用配方为 :17
4 结论
织物用交联剂和催化剂预处理后用活性染料 和酸性染料油墨印花结果表明 :棉织物可获得满 意的得色量 、色牢度和抗皱 、耐久压烫性能 。在大 多数情况下 ,活性染料的得色量高于酸性染料的 得色量 。整个加工过程近似于常规喷墨印花 (预 处理 、印花 、汽蒸 、烘干 、水洗) ,附加的工序就是烘 干后的焙烘 。焙烘是一个热处理过程 ,在印染车 间很容易做到 。织物预处理采用常规的轧烘过
Noyes 数据公司出版) 中列举如下 。 高聚物如聚乙烯砜 ; 二烯丙基磷酸酯的均聚物或共聚物 、三烯丙
基磷酸酯 、二烯丙基亚磷酸酯和二烯丙基氰乙基
膦酸酯 ; 卤化膦腈如 ( PNCl2) 3 - 4 等的中性烃基醇聚
脂; 磷酸酯如苯二吗啉磷酸酯 、磷酸三甲苯酯与
三2(22乙基己基) 磷酸酯 。 纤维上的次氮羟甲基2磷树脂如 THPC 有相
2. 1 概述 经次 氮 —羟 甲 基 —磷 系 统 阻 燃 剂 如 THPC
专利 2892803 中作了描述 。所提到的低分解点阻 燃剂 在 A. Williams 所 著《阻 燃 织 物 》( 1974 年
— 31 —
染整 国外纺织技术 总第 230 期