一種光固化法紡織品阻燃整理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光固化法紡織品阻燃整理方法，屬于紡織品整理加工【技術(shù)領(lǐng)域】。旨在解決傳統(tǒng)后整理加工中焙烘溫度高，生產(chǎn)能耗大、加工效率低的缺陷，實(shí)現(xiàn)光固化條件下的紡織品阻燃整理。本發(fā)明主要工藝包括：(1)首先合成聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體，包括以摩爾比相當(dāng)?shù)漠惽杷狨ズ捅┧崃u基酯反應(yīng)，再與聚醚型二醇長(zhǎng)鏈反應(yīng)得到預(yù)聚體；(2)將無機(jī)阻燃劑與聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體、活性稀釋劑、光引發(fā)劑及溶劑等配制光固化樹脂體系共混，織物經(jīng)涂布和軋壓后在紫外光下輻照一定時(shí)間，完成紡織品表面樹脂的固化。通過本發(fā)明處理的織物阻燃性能得到改善，織物強(qiáng)力下降較少。與傳統(tǒng)熱焙烘化學(xué)整理方法相比，光固化法的紡織品阻燃整理節(jié)能、高效、流程短。
【專利說明】一種光固化法紡織品阻燃整理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于光固化法的紡織品阻燃整理方法，特別是一種利用高能量紫外光將共混有阻燃整理劑的聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體固化在織物表面，賦予紡織品阻燃性的整理方法，屬于紡織品整理加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著裝飾用紡織品消費(fèi)量迅速增長(zhǎng)，由紡織品引起的火災(zāi)不斷增加，其中以床上用品、家居裝飾用布起火為主要原因之一。燃燒的紡織品與人體接觸后，輕則造成皮膚灼傷，重則危及生命。紡織品燃燒中，釋放出的大量有害氣體也會(huì)危及人的健康，包括如一氧化碳、二氧化碳、氰化氫和醛類等多種氣體都會(huì)造成人窒息而死亡。因此，在預(yù)防火災(zāi)發(fā)生的同時(shí)，如何提高紡織品阻燃性能，減輕火災(zāi)造成的損失，日漸成為紡織品功能整理加工研究的重要課題。
[0003]阻燃整理是通過阻燃整理劑降低纖維材料在火焰中的可燃性，延緩火焰蔓延速度，或在火焰移去后紡織品能很快自熄。阻燃劑其按元素種類分為:鹵系、磷系、鹵一磷系、氮系、硅系、鋁鎂系等；按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為無機(jī)阻燃劑、有機(jī)阻燃劑、高分子阻燃劑等；按阻燃劑與被阻燃材料關(guān)系分為添加型和反應(yīng)型阻燃劑。不同阻燃劑中，無機(jī)阻燃劑具有價(jià)格低廉，來源廣泛，無毒、無腐蝕，燃燒時(shí)不造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，在塑料高分子材料和非耐洗性要求的阻燃紡織品整理中得到廣泛應(yīng)用。
[0004]傳統(tǒng)紡織品阻燃整理是在高溫焙烘條件下進(jìn)行的，整理劑通過與纖維反應(yīng)或借助于黏合劑固著在纖維表面，生產(chǎn)過程中能耗大，效率低。光固化技術(shù)是一項(xiàng)清潔、環(huán)保的加工技術(shù)，具有高效、節(jié)能與低污染的優(yōu)點(diǎn)。近年來，國(guó)內(nèi)外在輻照固化工藝和應(yīng)用工程相結(jié)合方面的研究日趨增多，光固化技術(shù)在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用也受到關(guān)注。光固化的原理是利用高能量的紫外光使不飽和樹脂中碳碳雙鍵發(fā)生斷裂，產(chǎn)生自由基繼而引發(fā)樹脂固化。既有研究表明，基于紫外光固化的技術(shù)和研發(fā)成果在紡織品后整理加工領(lǐng)域具有潛在優(yōu)勢(shì)，為紡織品整理加工提供了 一種新的選擇，可實(shí)現(xiàn)以此為基礎(chǔ)的紡織品聞效功能化整理加工。因此，若將具有阻燃功能的結(jié)構(gòu)引入到聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體中，或?qū)⒂凶枞脊δ艿恼韯┡c聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體共混，結(jié)合織物涂層和軋壓整理，則可提高紡織品的阻燃性能。
[0005]本發(fā)明以無機(jī)阻燃劑與聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體共混，輔以活性稀釋劑、光引發(fā)劑等制備光固化樹脂體系，織物分別經(jīng)涂層和軋壓后再進(jìn)行光固化處理，紡織品阻燃整理效果提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高效、節(jié)能的紡織品阻燃整理方法。經(jīng)本方法處理的紡織品具有較高阻燃性，解決了傳統(tǒng)化學(xué)法整理中能耗高、加工效率低的技術(shù)問題，提聞了廣品品質(zhì)。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明將無機(jī)阻燃劑與以聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體為主要原料的光固化樹脂體系共混，涂布和軋壓在織物表面，借助于紫外光使其聚合，提高了紡織品阻燃性。
[0008]具體工藝如下:
[0009](I)聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體制備:
[0010]①在催化劑條件下將異氰酸酯與丙烯酸羥基酯反應(yīng)，催化劑用量為投料量的
0.1?2.0%，40?80°C條件下反應(yīng)時(shí)間2?12小時(shí)；
[0011]②在上述反應(yīng)體系中加入聚醚二元醇長(zhǎng)鏈,40?80°C條件下反應(yīng)時(shí)間2?12小時(shí)，制得兩端基為雙鍵的聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體。
[0012](2)阻燃劑與光固化樹脂體系共混
[0013]將無機(jī)阻燃劑與光固化樹脂體系共混，其中阻燃劑用量為2%?20%、預(yù)聚體含量為20%?50%、活性稀釋劑含量為0?20%、溶劑用量為20%?40%，光引發(fā)劑1%?5% ;充分?jǐn)噭蚝笸坎己蛙垑涸诳椢锉砻妗?br> [0014](3)光固化處理
[0015]涂布后織物在高能量紫外燈下輻照，使樹脂體系在織物表面發(fā)生聚合固化反應(yīng)，紫外燈強(qiáng)度為2000W左右，輻照時(shí)間2?20s。
[0016]一種基于光固化法紡織品阻燃整理方法，聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體合成中所用的異氰酸酯包括芳香族異氰酸酯、脂肪族異氰酸酯等，所用丙烯酸羥基酯可包括多種丙烯酸羥基酯；光固化樹脂體系中光引發(fā)劑包括各類羰基化合物類、偶氮化合物等自由基光引發(fā)劑；光固化樹脂體系中活性稀釋劑可選用不同結(jié)構(gòu)的低分子丙烯酸酯，溶劑可選用乙酸乙酯等低分子有機(jī)溶劑；與光固化樹脂共混的無機(jī)阻燃劑包括氫氧化鎂、氫氧化鋁等。
[0017]本發(fā)明的有益后果
[0018]本發(fā)明利用光固化法，使聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體包埋無機(jī)阻燃劑固著在紡織品表面，達(dá)到提高紡織品阻燃性能的目的，與傳統(tǒng)熱焙烘法相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)加工能耗低，光固化加工能耗僅為傳統(tǒng)熱固化的20% ；
[0020](2)反應(yīng)速度快，光固化樹脂反應(yīng)速度超過傳統(tǒng)熱焙烘反應(yīng)的10倍以上；
[0021](3)環(huán)境友好型，光固化預(yù)聚體與合適的活性稀釋劑組合使用，可減少反應(yīng)中溶劑消耗，減緩大氣污染及對(duì)人體危害；
[0022](4)基材適應(yīng)性廣，光固化反應(yīng)中所用的預(yù)聚體可涂布和軋壓在不同原料、不同組織結(jié)構(gòu)的紡織品表面，均能獲得一定耐洗性的阻燃效果。
【具體實(shí)施方式】
[0023]化纖織物先以氫氧化鎂和聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體樹脂體系進(jìn)行涂層和軋壓，然后進(jìn)行光固化處理，以提高紡織品阻燃性。具體實(shí)施例如下:
[0024]實(shí)施1:本實(shí)施所選化纖織物為滌絲紡。
[0025](I)聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體制備:將等量TDI與HEA反應(yīng)，月桂酸二丁基錫用量
0.2%，在60°C反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)后加入聚醚二元醇長(zhǎng)鏈，繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)。
[0026](2)阻燃功能的光固化樹脂涂布和軋壓:光固化樹脂體系中預(yù)聚體含量為30%、TPGDA 25%、乙酸乙酯用量為30%，光引發(fā)劑用量1%，氫氧化鎂14%，攪勻后在布面涂布和乳壓。[0027](3)光固化處理:涂布后織物在紫外燈強(qiáng)度2000W下輻照時(shí)間5s。
[0028]經(jīng)光固化處理后滌絲紡織物極限氧指數(shù)為26.5%，與空白樣相比，織物斷裂強(qiáng)力下降小于5%。
[0029]實(shí)施2:本實(shí)施所選化纖織物為尼絲紡。
[0030](I)聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體制備:將等量TDI與HEA反應(yīng)，月桂酸二丁基錫用量
0.6%，在60°C反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)后加入聚醚二元醇長(zhǎng)鏈，繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)。
[0031](2)阻燃功能的光固化樹脂涂布和軋壓:光固化樹脂體系中預(yù)聚體含量為30%、TPGDA 20%、乙酸乙酯用量為36%，光引發(fā)劑用量2%，氫氧化鎂12%，攪勻后在布面涂布和乳壓。
[0032](3)光固化處理:涂布后織物在紫外燈強(qiáng)度2000W下輻照時(shí)間6s。
[0033]經(jīng)光固化處理后尼絲紡織物及極限氧指數(shù)為27.0%，與空白樣相比，織物斷裂強(qiáng)力下降小于10%。
【權(quán)利要求】
1.一種光固化法紡織品阻燃整理方法，其特征是利用高能量紫外光將包埋有無機(jī)阻燃劑的聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體固化在織物表面，賦予紡織品阻燃性的整理方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于具體步驟如下: (1)聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體制備: ①在催化劑條件下將異氰酸酯與丙烯酸羥基酯反應(yīng)，催化劑用量為投料量的0.1?2.0%，40?80°C條件下反應(yīng)時(shí)間2?12小時(shí)； ②在上述反應(yīng)體系中加入聚醚二元醇長(zhǎng)鏈，40?80°C條件下反應(yīng)時(shí)間2?12小時(shí)，制得兩端基為雙鍵的聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體。 (2)阻燃劑與光固化樹脂體系共混 將無機(jī)阻燃劑與光固化樹脂體系共混，其中阻燃劑用量為2%?20%、預(yù)聚體含量為20%?50%、活性稀釋劑含量為O?20%、溶劑用量為20%?40%，光引發(fā)劑1%?5% ；充分?jǐn)噭蚝笸坎己蛙垑涸诳椢锉砻妗? (3)光固化處理 涂布后織物在高能量紫外燈下輻照，使樹脂體系發(fā)生固化，紫外燈強(qiáng)度為2000W左右，輻照時(shí)間2?20s。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體合成中所用的異氰酸酯包括芳香族異氰酸酯、脂肪族異氰酸酯等，所用丙烯酸羥基酯可包括多種丙烯酸羥基酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述光固化樹脂體系中光引發(fā)劑包括各類羰基化合物類、偶氮化合物等自由基光引發(fā)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于光固化樹脂體系中活性稀釋劑可選用不同結(jié)構(gòu)的低分子丙烯酸酯，溶劑可選用乙酸乙酯等低分子有機(jī)溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于與光固化樹脂共混的無機(jī)阻燃劑包括氫氧化鎂、氫氧化鋁等。
【文檔編號(hào)】D06M15/568GK103774448SQ201310160630
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月3日
【發(fā)明者】吳敏, 王平, 邱華 申請(qǐng)人:江南大學(xué)