新型磷系阻燃剂的制备及应用性能研究
纤维素类纤维是最常用的一类纺织纤维,并且是一种非常易燃的纤维。目前,国内外纤维素织物耐久阻燃整理所采用的阻燃剂,主要有两种:一种,是英国Albfight and Wilson 公司的Proban法,采用THPC(四羟甲基氯化磷)与尿素的预缩体为阻燃剂。通过氨固化工艺,在纤维内部形成高度交联的聚合体。由于阻燃剂并不和纤维分子直接结合,因此织物得到了耐久、良好的阻燃性,却较少影响纤维本身的强力等性能。缺点是要使用专用的气密性要求很高的氨固化装置;另一种,是瑞士汽巴嘉基公司的Pyrovatex CP法,此法阻燃剂具有耐久阻燃性、低毒等优点。但此法所使用的 CP在生产过程中要用甲醛来形成羟甲基,并且在使用CP进行后处理的过程中还要使用多羟甲基树脂作为交联剂,致使织物上甲醛的残留量过高,并存在甲醛的后续释放问题。
随着各国对甲醛含量限制法规的实施,无甲醛和低甲醛耐久阻燃剂的研究开发逐渐成为人们关注的热点,但相关成果报道较少。本研究是在Pyrovatex CP研究的基础上,对其分子结构作了局部的改变,使用环氧氯丙烷代替甲醛来制备无甲醛耐久阻燃剂。并将这种阻燃剂应用到粘胶纤维织物的阻燃整理中,对阻燃后的纤维的各种性能进行了表征。
1 试验
1.1 主要原料与设备
原料:粘胶长丝(吉林化纤股份有限公司),纤度4dtex、干强1.8一1.9cN/dtex;湿强0.9cN/dtex;亚磷酸二甲酯(工业品,上海喜润化工有限公司),丙烯酰胺(AR,汕头西陇化工厂),环氧氯丙烷(AR,天津市华东试剂厂),甲醇钠(自制)。
设备:美国NICOLET 550一II红外光谱仪,美国PerkinElmer公司Diamond TG—DTA 热分析仪,南京上元分析仪器有限公司HC一 2c型氧指数仪,东华大学xQ一1型纤维强度仪、XD一1型纤维纤度仪,台湾MTNTRON公司MTV一1881EX型光学显微镜,日本Rigaku 公司D/MAX一2500PC型X—ray衍射仪。
1.2 阻燃剂的合成
在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、冷凝器的四口烧瓶中,加入亚磷酸二甲酯 114.56g、丙烯酰胺71g,待溶液澄清透明后,滴加甲醇钠。控制滴加速度,使反应放热后温度不超过70℃,滴加甲醇钠直到无放热反应发生。将温度缓慢升至70℃左右,保温反应3 小时,得到无色粘稠透明状物质。将温度降到室温,得到3一二甲氧基磷酰基丙酰胺晶体。称取上述白色晶状中间体54.6g(0.3mol)于三口瓶中,30℃下加入溶剂搅拌待晶体完全溶解后,加入20%的NaOH溶液0.2mL,滴加环氧氯丙烷41.7g(0.45mol),15分钟滴加完毕,缓慢加热到指定温度。1小时后溶液由混浊状变成澄清透明状,继续保温反应4小时后,减压蒸馏得到无色透明粘稠状液体,即为制备的新型的反应型