一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法与流程

本发明属于阻燃涂层材料，涉及一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法。背景技术：1、目前，涤纶织物的阻燃性能提升通常采用阻燃聚氨酯涂层来实现，这一方法因其易于操作、耐久性好且应用前景广泛而备受青睐。阻燃剂与聚氨酯的结合通常采用添加共混和共聚添加两种方式进行：（一）添加共混，即直接在聚氨酯中添加阻燃剂，形成阻燃聚氨酯，因其操作简便和成本效益，成为当前的研究重点；（二）共聚添加，尽管能将阻燃剂与聚氨酯大分子链段进行化学反应，但制备工艺繁琐、成本高，因此在产业化应用中较少使用。2、磷氮复合型材料聚磷酸铵因其低成本、低毒性和优异的阻燃效果，成为聚氨酯及其涂层纺织品进行阻燃改性的最佳无卤阻燃剂。然而，聚磷酸铵作为无机物，与聚合物之间会存在相容性较差、易迁移渗出、降低聚合物基体的力学性能等问题。因此，通常采用偶联剂处理法或微胶囊化法对聚磷酸铵进行改性。3、如文献（微胶囊聚磷酸铵聚氨酯硬泡阻燃性能研究[j]. 塑料工业, 2017, 45(8): 105-108.）中是以密胺树脂和氢氧化铝分别作为包覆材料对聚磷酸铵(app)进行包覆，得到三聚氰胺甲醛树脂微胶囊化app (mf-app)和氢氧化铝微胶囊化app (ath-app)，然后再将mf-app、ath-app以及未经包覆的app作为白料，将多异氰酸酯为黑料，采用一步法制得全水发泡阻燃聚氨酯硬泡(rpuf)。其制备的三聚氰胺甲醛树脂具有较高的粘性，但其在使用过程中会释放甲醛，对人体产生危害。4、此外，常规包覆材料与聚磷酸铵无法产生共价键结合，且自身与聚磷酸铵之间的相容性也较差，存在包覆效率低、不稳定等缺陷，用其制备的阻燃聚氨酯在用作涂层整理剂对纺织品进行涂层整理时，无法满足对阻燃聚氨酯与纺织品粘合性能、耐水洗性能、相容性高的要求。并且，随着环保意识的不断提高，利用天然高分子材料制备包覆聚磷酸铵阻燃剂成为当前研究热点。环糊精是一种天然环状低聚糖化合物，其分子成锥柱形状，因此具有一个空腔结构，与聚氨酯具有较好的相容性，为阻燃剂的改性提供了新的方向。5、如专利申请cn105176061a公开了一种阻燃聚氨酯树脂的制备方法，其制备方法是采用环糊精将间苯二酚双(二苯基)磷酸酯rdp包覆得到环糊精/rdp包合物，采用环糊精/rdp包合物开发了阻燃聚氨酯树脂。然而，阻燃剂间苯二酚双(二苯基)磷酸酯主要进入了环糊精的空腔内，使得环糊精/rdp包合物与聚氨酯具有较好的相容性，但环糊精的空腔较大，一直处于开放状态，阻燃剂间苯二酚双(二苯基)磷酸酯很容易从环糊精空腔内迁移出来，与聚氨酯材料接触并进一步发生迁移，导致阻燃聚氨酯树脂的稳定性差。6、因此，研究一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法以解决上述问题，具有十分重要的意义。技术实现思路1、本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法。2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：3、一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法，将环糊精包覆聚磷酸铵阻燃剂混入聚氨酯乳液中得到刮涂液，然后采用刮涂液对涤纶织物进行刮涂后，经预烘和焙烘后制得耐久阻燃涂层涤纶织物；4、环糊精包覆聚磷酸铵阻燃剂是将环糊精、聚磷酸铵、双氰胺和次亚磷酸钠加入到n,n-二甲基甲酰胺和水的混合液中，于70~80℃反应得到的，在此过程中，双氰胺和次亚磷酸钠为催化剂，双氰胺和次亚磷酸钠都可催化环糊精分子中的醇羟基与聚磷酸铵的磷酸铵基团发生酯化反应，二者复配可以起到更为高效的作用；n,n-二甲基甲酰胺的作用是促进聚磷酸铵溶胀和环糊精溶解；此外，70~80℃的反应温度还有助于提高聚磷酸铵分子运动，进入环糊精空腔内部，但过高则浪费。5、作为优选的技术方案：6、如上所述的一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法，刮涂液中环糊精包覆聚磷酸铵阻燃剂的含量为10~15wt%，虽然环糊精包覆聚磷酸铵阻燃剂用量高，阻燃效果会好，但过高则浪费。7、如上所述的一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法，预烘温度为70~80℃，预烘时间为2~4min；焙烘温度为150~170℃，焙烘时间为3~5min，焙烘温度和时间如此设置的目的是保障聚氨酯能够在涤纶织物表面较好的成膜。8、如上所述的一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法，耐久阻燃涂层涤纶织物的涂层量为30~50g/m2。9、如上所述的一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法，环糊精包覆聚磷酸铵阻燃剂的具体制备过程为：首先将环糊精、聚磷酸铵、双氰胺和次亚磷酸钠加入到n,n-二甲基甲酰胺和水的混合液中，于70~80℃下搅拌反应2~3h，反应后进行减压蒸馏至n,n-二甲基甲酰胺和水的混合液剩余1/4~1/3，有助于创造潮湿环境，在高温烘燥过程中促进聚磷酸铵与环糊精之间的反应，然后将产物依次进行烘燥、洗涤与烘干，得到环糊精包覆聚磷酸铵阻燃剂。10、如上所述的一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法，环糊精与聚磷酸铵的摩尔比为1:1~3，理论上每个环糊精可包覆多个聚磷酸铵，环糊精稍微过量，虽然有助于包覆聚磷酸铵，但过高则浪费，进而导致包覆效率低；双氰胺与聚磷酸铵的摩尔比为0.5~0.7:1，次亚磷酸钠与聚磷酸铵的摩尔比为0.3~0.5:1，聚磷酸铵与n,n-二甲基甲酰胺的用量比为1g:2~3ml，n,n-二甲基甲酰胺和水的体积比为1:1~1.2。11、如上所述的一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法，减压蒸馏的压力为35~45kpa，温度为40~50℃；12、烘燥的温度为145~155℃，时间为1~2h，在此烘燥温度下更有助于促进聚磷酸铵与环糊精之间的酯化反应；13、洗涤是指采用乙醇进行洗涤3次，每次洗涤时乙醇与产物的用量之比为10~15ml:1g；14、烘干的温度为70~90℃，时间为30~50min，如此可将乙醇完全蒸发。15、如上所述的一种耐久阻燃涂层涤纶织物的制备方法，耐久阻燃涂层涤纶织物的损毁长度不高于12.0cm，经35次水洗后的损毁长度不高于14.0cm，耐久阻燃涂层涤纶织物中涂层与涤纶织物的剥离力为13.9~14.3n（未阻燃聚氨酯涂层与涤纶织物的剥离力为15.1n，未改性聚磷酸铵聚氨酯涂层与涤纶织物的剥离力为10.2n），表明经环糊精包覆聚磷酸铵阻燃剂对聚氨酯的粘附性能的影响较小，与聚氨酯的相容性更好，阻燃涂层涤纶织物的耐水洗性能较好。16、本发明的原理是：17、环糊精分子内部含有空腔，能通过物理包覆将聚磷酸铵包合而形成包合物；在双氰胺和次亚磷酸钠催化剂的存在下，环糊精分子中的醇羟基与聚磷酸铵的磷酸铵根基团发生酯化反应，将聚磷酸铵固定在环糊精中，得到环糊精包覆聚磷酸铵阻燃剂；环糊精通过物理和化学键合（具体为共价键合）的方式将聚磷酸铵包覆在内部空腔中，两者之间相容性好，结合较为稳定，聚磷酸铵颗粒不易从环糊精内部扩散出来，包覆稳定性好。18、环糊精分子表面含有大量羟基，与聚氨酯分子中的羟基、酯键具有较好的相容性，经环糊精包覆的聚磷酸铵通过表面环糊精与聚氨酯之间的高粘附性有机结合在一起。经环糊精包覆改性后，聚磷酸铵与聚氨酯不产生直接接触，能够较好地分散在聚氨酯中，且具有较高的稳定性，不易析出，对阻燃聚氨酯涂层的粘附性能影响较小，阻燃涂层涤纶织物具有较好的耐水洗性能。19、另外，聚磷酸铵是高效的酸源和气源，环糊精作为多糖化合物是一种高效的成炭剂，聚磷酸铵在加热过程中分解产生聚磷酸和氨气，聚磷酸能够有效催化环糊精分解成炭，该阻燃体系通过膨胀阻燃机理提高涂层涤纶织物的阻燃性能，阻燃效率高。20、有益效果：21、（1）本发明的环糊精通过物理和化学键合的方式将聚磷酸铵包覆在内部空腔中，使得聚磷酸铵与聚氨酯不产生直接接触，能够较好地分散在聚氨酯中，且环糊精和聚磷酸铵之间相容性好，具有较高的稳定性，不易析出，对阻燃聚氨酯涂层的粘附性能影响较小，进而使得阻燃涂层涤纶织物具有较好的耐水洗性能。22、（2）本发明的聚磷酸铵在加热过程中分解产生聚磷酸和氨气，聚磷酸能够有效催化环糊精分解成炭，该阻燃体系通过膨胀阻燃机理提高涂层涤纶织物的阻燃性能，阻燃效率高。