2新型阻燃剂
2.1 膦系阻燃剂
有机膦系特别是膦酸酯类在制造和使用过程中都会给环境造成危害,而且发烟量大,但目前对其研究依然是阻燃整理中的重点.
棉是用量最大也最易燃的一种纤维,棉织物的阻燃一直是纺织品阻燃技术研究的重点.在过去的三四十年中进行了很多棉织物耐久性阻燃剂的研究,但达到广泛商业应用的只有“普鲁苯(Proban, Rodia)”以及“N-羟甲基-3-(二甲氧基磷酰基)丙酰胺(Pyrovatex CP,Ciba)”“Proban”整理的织物具有很高的耐洗性,但价格高及需要特殊的设备,所以其应用有限“.PyrovatexCP”也有很好的效果,在中国的阻燃整理中有很广泛的应用,但其整理过程中及整理后的织物有强烈的异味,织物甲醛含量高.因用磷酸作催化剂,所以需要皂洗中和.为此,Ciba 公司已经停止向美国市场供应该产品.[4]因为民品及军品市场对阻燃织物的需求,对棉的新型耐久性阻燃剂开发的重要性及迫切性日益增加.
Charles Yang[5-9]在最近几年的研究中成功地将一种含羟基的有机膦低聚物(HFPO,商品名Fyroltex HP)与交联剂(例如二羟甲基二羟基乙烯脲DMDHEU 及三羟甲基三聚氰胺TMM)相结合应用于全棉织物及棉混纺织物.比较汽巴的Pyrovatex CP、Pyrovatex CP New 阻燃剂[即N-羟甲基-3-(二甲氧基膦酰基)丙酰胺(MDPA)]与HFPO 的整理效果,对MDPA 来说,N-羟甲基基团直接与棉纤维发生反应,或通过交联剂TMM、DMDHEU等与棉发生反应,但HFPO 分子中没有能与棉发生反应的基团,所以必须加入交联剂,HFPO 与交联剂反应得到网状结构,然后再接到棉纤维上.在相同膦含量的整理浴中,MDPA/TMM 整理的棉织物比HFPO 整理的棉织物LOI 值高,因为前者氮含量高.研究发现,当整理浴中HFPO 含量为24%,2D 树脂含量为4%时,工艺为两浸两轧,轧余率115%,90 ℃预烘3 min,165 ℃焙烘2.5 min,整理后的棉织物LOI 值为31,洗10 次后仍可达到28.但在Charles Yang 教授前期的研究中,加入的2D 树脂会产生甲醛问题,不符合环保、清洁生产的要求.因此,用多元羧酸作交联剂是棉耐久阻燃整理的一个发展方向.[10]
SeChin Chang等人[11]合成了两种新型有机膦系阻燃剂:(2-甲基-环氧丙基)-磷酸二甲酯、[2-(甲氧基-膦酰甲基)-环氧丙基]-磷酸二甲酯,并将它们与三乙醇胺、柠檬酸以量比2∶1∶1 处理到棉织物上,取得了较好的阻燃效果.
B.Schartela 等[12-13]应用Clariant 公司无卤多磷酸铵类阻燃剂Exolit AP 及石墨对PP/麻类纤维进行阻燃整理,并应用热分析、红外解释了试验结果.
E.Lecoeur 等[14-15]研究了胍类磷酸二氢酯(MGHP)、磷酸二胍、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APS)及一种商业阻燃剂的不同整理浴组成、不同整理工艺(轧余率80%)下对棉的阻燃性能.测试结果:未处理棉LOI 值为19.4;φ(APS)=15%,H3PO4调节pH=4,180 ℃焙烘,LOI值为30.
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