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有机磷系棉用阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-12-21 11:48:45
有机磷系棉用阻燃剂使用过程中,随着pH值的增大,织物的断裂强力和色变值逐渐增大.原因是:高pH下,交联过程中提供的H+减少,催化交联程度降低.此外,随着pH值的升高,LOI和折皱回复角先增大再缓慢降低,水洗后LOI变化趋势相同,但水洗后的折皱回复角有所降低.为此,pH值宜选择3.5.

随着催化剂用量的增加,断裂强力和色变值略有降低,而LOI则先增大后减小.原因是:催化剂用量偏少时,阻燃剂和棉纤维交联不充分,而用量过多时易发生自交联.10 g/L时LOI达到最大值,且水洗后仍保留了较好的阻燃和抗皱效果.为此,催化剂用量选择10 g/L.

随着水洗次数的增加,LOI和折皱回复角起始下降较快,当洗涤30次以上时,变化基本趋于平缓,但50次水洗后,织物的LOI和折皱回复角仍分别达到26.4°、188.5°.洗涤50次后织物仍具有一定的阻燃性能,耐洗涤性能较好。此外,阻燃效果的保留亦可以通过水洗后织物的失重率得到验证.

纯棉原布在272℃时质量保留率94%,随温度升高,质量损失加剧.在384℃时质量保留率20%,之后质量损失放缓,至800℃时质量保留率约11%,经有机磷系棉用阻燃剂整理的织物在升温过程中质量损失较快。

原因是有机磷系棉用阻燃剂中含磷组分在高温下会转变成磷酸,磷酸受热后会依次转变为偏磷酸、聚偏磷酸,由于磷酸和聚偏磷酸具有较强的脱水性,对棉纤维有催化脱水炭化作用,导致开始升温时阻燃整理的棉织物炭化加快、质量损失较早.228℃时质量保留率94%,随后质量损失加剧,322℃时质量保留率55%,之后质量损失放缓,800℃时质量保留率>30%.原因是:阻燃剂使棉织物形成稳定的炭层,有较好的质量保留率。

以三聚氰胺、亚磷酸二甲酯、醛类等为原料,制备了一种有机磷系棉用阻燃剂。热分析结果表明:升温至800℃时,整理后织物质量保留率>30%.

整理剂的优化整理工艺为:阻燃剂400 g/L,催化剂MgCl2 10 g/L,pH值为3.5,浸工作液10 min,二浸二轧,80℃预烘3 min,170℃焙烘3 min.此条件下的LOI达到30.6,折皱回复角达到240.6°.


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经50次标准水洗后,LOI可达到26.4,折皱回复角达到188.5°,表明其阻燃性能和耐洗涤性能较好.

随着新的技术在发展,研究人员利用胶囊包覆技术、采用不同的囊才、采取多重包覆的工艺技术,在颜色上也取得了突破,实现了包覆后表面白色的白度化红磷,基本上克服了红磷容易吸潮、易氧化的问题,同时也突破了颜色上的局限,这种新型的白度化胶囊红磷,也叫白度化红磷阻燃剂,将会迎来新的发展契机。

磷系阻燃剂-四羟甲基氯化磷简称thpc,是一类重要的阻燃整理剂,可由磷化氢、甲醛和盐酸反应制得:是一种主要用于棉的纤维素的阻燃整理剂。

可与纤维素发生交联反应产生耐久性较强的阻燃效果。与羟甲基三聚氰胺等树脂整理剂混合使用,可提高耐洗性,并能改变织物抗皱性和防腐性。20世纪80年代中期,美国专利介绍以thps与nh3先行预缩成预缩体,称为thpn。

工艺处方:thpn(50%) 65%mf树脂(40%) 8%渗透剂jfc 0.5%柔软剂 1%尿素 3%磷酸 0.5~1%工艺流程:二浸二轧(轧余率80%)→烘干(80℃)→焙烘(160℃,3.5分钟)→氧化(35%h2o24~5g/l,40~45℃)→皂洗(洗涤剂2~3g/l,纯碱1~2 g/l,80~90℃)→热水洗→温水洗→冷水洗→烘干。
王德义等发现,含磷高分子阻燃剂的阻燃性能与分子结构有关,侧链含磷优于主链含磷,可能原因是主链含磷时C—P或者P—O的键能比较低,受热时首先断裂,致使主链迅速降解而释放出可燃性挥发物,不利于阻燃。

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