摘要: 近年来，由纺织品引起的火灾有上升趋势，国内外对阻燃纺织品的需求愈来愈多。目前，市场上大多采用卤系阻燃剂与水性聚氨酯复配的方式对涂饰物进行阻燃整理，具有涂层不透明、阻燃剂用量大、易迁移、耐水洗性差、燃烧产生有毒气体和浓烟等缺点。反应... 展开 近年来，由纺织品引起的火灾有上升趋势，国内外对阻燃纺织品的需求愈来愈多。目前，市场上大多采用卤系阻燃剂与水性聚氨酯复配的方式对涂饰物进行阻燃整理，具有涂层不透明、阻燃剂用量大、易迁移、耐水洗性差、燃烧产生有毒气体和浓烟等缺点。反应型阻燃水性聚氨酯可以克服这些缺点，显著提高涂层的阻燃性。但是，阻燃改性的水性聚氨酯往往存在耐水和耐溶剂性差、储存期短、分子量低及某些机械性能较差的缺点。针对这些问题，本课题首先合成了一种含磷氮的聚醚二元醇，再与异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸反应，同时以二羟基丙酮为交联单体，在水性聚氨酯乳化时，加入小分子己二酸二酰肼，制备一种优异的自交联型阻燃水性聚氨酯整理剂，通过涂层的方式整理到涤纶织物上，利用酮肼自交联反应降低织物的焙烘整理温度，节约能耗，同时合成的水性聚氨酯中所含磷氮阻燃元素的协同效应可赋予涤纶织物优异的阻燃性能。具体研究的内容和结果如下: (1)以甲基膦酸二甲酯(DMMP)和二乙醇胺(DEA)为原料，二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂，通过酯交换缩聚反应，合成了含磷氮的聚醚二元醇(PNFR)，优化的合成工艺条件为:反应单体DMMP与DEA物质的量比为1∶1.4，反应温度为150℃，反应时间为5h，催化剂用量为反应物总质量的0.5％;在优化工艺条件下，合成产物的理化性能如下:含磷氮的聚醚二元醇(PNFR)的产率为89％，相对分子质量为1046，羟值为160mgKOH/g，酸值为1.8mgKOH/g，颜色为淡黄色粘稠液体; (2)以异佛尔酮二异氰酸酯(IDPI)、含磷氮聚醚二元醇(PNFR)为原料，二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体，二羟基丙酮(DHA)为交联单体，三乙胺(TEA)为成盐剂，采用预聚体法合成自交联型阻燃水性聚氨酯乳液(SFR-WPU)，其合成的优化工艺为:反应单体n(IPDI)∶n(PNFR)为2.4∶1，反应温度为80℃，反应时间为4h，DMPA用量为单体总质量的5％，成盐中和度为110％，交联单体的n(DHA)∶n(ADH)为1∶1.1;在优化合成工艺下，得到的SFR-WPU溶液拥有优异的分散性和稳定性，其乳液粒径为79.29nm，分散系数(PDI)为0.269，Zeta电位为-50.4mV; (3)将自交联型阻燃水性聚氨酯(SFR-WPU)作为整理剂，通过涂层工艺，对涤纶织物进行阻燃整理，其整理的优化工艺为:焙烘时间为60s，焙烘温度为120℃。在此工艺下，经SFR-WPU整理后涤纶织物的极限氧指数(LOI)为28.4％，续燃时间为4.66s，阴燃时间为0s，损毁长度为10.9cm，可达国标GB/T17597-2006《阻燃织物》的B1等级，表明整理后涤纶织物有优异的阻燃性能; (4)从整理后织物的扫描电镜(SEM)图，可以发现SFR-WPU被成功整理到涤纶织物上，并有明显的成膜现象;能谱仪(EDS)的测试表明磷氮元素均匀分布于织物表面，可以赋予织物良好的协同阻燃性能;通过织物的热重(TG)曲线，可以发现整理后织物的初始分解温度从370℃降低到260℃，但织物的残炭量从16％提高到21％，表明SFR-WPU有优异的成炭作用。此外，微型量热仪(MCC)和烟密度(DS)的测试表明，整理后的涤纶织物有较低的热释放性能和优异的抑烟性能，对于纺织品的阻燃和火灾救援具有重要意义。 收起