新型磷系阻燃劑的制備及應用性能研究
纖維素類纖維是最常用的一類紡織纖維,并且是一種非常易燃的纖維。目前,國內外纖維素織物耐久阻燃整理所采用的阻燃劑,主要有兩種:一種,是英國Albfight and Wilson 公司的Proban法,采用THPC(四羥甲基氯化磷)與尿素的預縮體為阻燃劑。通過氨固化工藝,在纖維內部形成高度交聯的聚合體。由于阻燃劑并不和纖維分子直接結合,因此織物得到了耐久、良好的阻燃性,卻較少影響纖維本身的強力等性能。缺點是要使用專用的氣密性要求很高的氨固化裝置;另一種,是瑞士汽巴嘉基公司的Pyrovatex CP法,此法阻燃劑具有耐久阻燃性、低毒等優點。但此法所使用的 CP在生產過程中要用甲醛來形成羥甲基,并且在使用CP進行后處理的過程中還要使用多羥甲基樹脂作為交聯劑,致使織物上甲醛的殘留量過高,并存在甲醛的后續釋放問題。
隨著各國對甲醛含量限制法規的實施,無甲醛和低甲醛耐久阻燃劑的研究開發逐漸成為人們關注的熱點,但相關成果報道較少。本研究是在Pyrovatex CP研究的基礎上,對其分子結構作了局部的改變,使用環氧氯丙烷代替甲醛來制備無甲醛耐久阻燃劑。并將這種阻燃劑應用到粘膠纖維織物的阻燃整理中,對阻燃后的纖維的各種性能進行了表征。
1 試驗
1.1 主要原料與設備
原料:粘膠長絲(吉林化纖股份有限公司),纖度4dtex、干強1.8一1.9cN/dtex;濕強0.9cN/dtex;亞磷酸二甲酯(工業品,上海喜潤化工有限公司),丙烯酰胺(AR,汕頭西隴化工廠),環氧氯丙烷(AR,天津市華東試劑廠),甲醇鈉(自制)。
設備:美國NICOLET 550一II紅外光譜儀,美國PerkinElmer公司Diamond TG—DTA 熱分析儀,南京上元分析儀器有限公司HC一 2c型氧指數儀,東華大學xQ一1型纖維強度儀、XD一1型纖維纖度儀,臺灣MTNTRON公司MTV一1881EX型光學顯微鏡,日本Rigaku 公司D/MAX一2500PC型X—ray衍射儀。
1.2 阻燃劑的合成
在裝有攪拌器、溫度計、滴液漏斗、冷凝器的四口燒瓶中,加入亞磷酸二甲酯 114.56g、丙烯酰胺71g,待溶液澄清透明后,滴加甲醇鈉??刂频渭铀俣?,使反應放熱后溫度不超過70℃,滴加甲醇鈉直到無放熱反應發生。將溫度緩慢升至70℃左右,保溫反應3 小時,得到無色粘稠透明狀物質。將溫度降到室溫,得到3一二甲氧基磷?;0肪w。稱取上述白色晶狀中間體54.6g(0.3mol)于三口瓶中,30℃下加入溶劑攪拌待晶體完全溶解后,加入20%的NaOH溶液0.2mL,滴加環氧氯丙烷41.7g(0.45mol),15分鐘滴加完畢,緩慢加熱到指定溫度。1小時后溶液由混濁狀變成澄清透明狀,繼續保溫反應4小時后,減壓蒸餾得到無色透明粘稠狀液體,即為制備的新型的反應型