0前言
用于棉、麻、粘胶等纤维素纤维以及涤纶织物的耐久阻燃整理剂主要是含磷、氮、卤素类化合物,如常见的Proban(英国奥布赖一威尔逊公司)、Pyrovatex(瑞士汽巴公司)和Fyrol-76(美国旭瑞达公司)等。由于该类阻燃整理剂处理纤维素纤维的耐久性依赖于N一羟基反应体系,因此大量2D树脂交联剂被加入,导致游离甲醛问题。因此,这些阻燃整理剂不符合生态纺织品要求,而且整理织物手感较差。
本项目以六氯环三磷腈为阻燃母体,通过与环乙亚胺进行亲核取代反应,引入与磷具有阻燃协同效应的氮元素,合成水溶性氮一磷阻燃单体NPAZ。单体具有极高的氮(32.56%)、磷(24.03%)含量,且分子中含有多个可与阴离子水性聚氨酯发生架桥反应的活性基团。将合成的NPAZ与阴离子水性聚氨酯在一定的pH值条件下共混,制得棉用架桥型水性聚氨酯阻燃整理剂,其使用过程中避免了2D树脂的添加,无游离甲醛释放,是一种高效、元卤、环境友好型的阻燃整理剂。
l试验
1.1材料和仪器
织物纯棉漂白机织布。
药品六氯环三磷腈、环乙亚胺、三乙胺、甲苯(均为分析纯),阴离子水性聚氨酯(含固量25%,实验室自制)。
仪器SpectrumOne红外光谱仪,PyrislTGA热重分析仪(美国PerkinElmer公司);B90一D型电动搅拌机(上海标本模型厂),RJ-350III型轧车(温州方圆仪器有限公司),M-6型连续式定形烘干机(杭州三锦科技有限公司),LFY-60I垂直法织物阻燃性能测试仪,LFY-201D型多功能织物强力仪(山东省纺织科学研究院仪器研究所),DatacolorSF600X(美国Datacolor公司)。
1.2合成方法
1.2.1氮一磷阻燃单体NPAZ的合成
在装有搅拌器、温度计和冷凝回流器的圆底四口烧瓶中,加人环乙亚胺、三乙胺和适量甲苯,并置于冰水浴中,开启搅拌器。利用恒压滴液漏斗缓慢滴加六氯环三磷腈溶于四口烧瓶,冰水浴反应3—5h,室温隔,反应结束。过滤除去反应体系中不溶性盐,得到澄清的含甲苯溶液,减压蒸馏除去溶剂甲苯以及过量的环乙亚胺和三乙胺,残留的白色固体即为阻燃单体氮一磷NPAZ。
1.2.2架桥型水性聚氨酯阻燃剂的制备
用适量去离子水溶解上述单体NPAZ,配制成不同质量浓度的水溶液,并与不同质量的阴离子水性聚氨酯混合,搅拌均匀,并维持混合体系pH值为8~9,即制得一系列不同浓度的架桥型水性聚氨酯阻燃整理剂。该体系中,NPAZ与阴离子水性聚氨酯在8O℃条件下,即可引发架桥反应,反应式如下: