一种阻燃隔热涤/棉混纺织物及其制备方法与流程

本发明属于纺织材料，涉及一种阻燃隔热涤/棉混纺织物及其制备方法。

背景技术：

1、目前，人们对纺织品的隔热性能的要求越来越高。为了提高纺织品的隔热性能，现有技术通常通过对纺织品进行涂层处理方式引入热膨胀微球。热膨胀微球是由热塑性聚合物外壳和其包裹的低沸点的液态烷烃气体构成，当热膨胀微球受热时，球内的液态烷烃气体汽化产生内部压力，同时热塑性外壳开始软化，表现出良好的膨胀状态。此外，热膨胀微球膨胀后的体积在冷却之后保持稳定且不收缩，球内的气体可以使得膨胀后的热膨胀微球表现出较低的导热系数及优异的隔热性能。

2、例如，专利申请cn115785514a公开了一种氧化锌包覆改性中空热膨胀微球及其制备方法与应用，该专利采用离子液体、乙酸锌对中空热膨胀微球表面进行处理，然后经高温热处理后得到氧化锌包覆改性的中空热膨胀微球，再将氧化锌包覆改性的中空热膨胀微球和水性树脂等组分混合均匀得到涂料，再将涂料通过涂覆、浸渍等方法在纺织品表面形成稳定的涂层，赋予织物隔热保温、紫外防护能力。然而，纺织品属于易燃物品，阻燃性能差，经涂层处理后的纺织品在燃烧过程中，该中空热膨胀微球内的液态烷烃气体会加速纺织品燃烧，使得纺织品的燃烧更加剧烈，且阻燃改性十分困难。

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，提供一种阻燃隔热涤/棉混纺织物及其制备方法。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，采用同时含有硫酸铵、季戊四醇、可膨胀石墨和热膨胀微球的水性聚氨酯整理液对涤/棉混纺织物进行涂层处理后，依次进行预烘、焙烘，即得阻燃隔热涤/棉混纺织物，其中，焙烘的温度高于热膨胀微球的起始膨胀温度，不高于热膨胀微球的完全膨胀温度；热膨胀微球的完全膨胀温度不高于硫酸铵的起始分解温度；可膨胀石墨的起始膨胀温度为290~300℃。

4、阻燃隔热涤/棉混纺织物燃烧过程中，由于“热膨胀微球的完全膨胀温度不高于硫酸铵的起始分解温度”，因此热膨胀微球首先产生破损，释放出烷烃类气体，随后硫酸铵分解（分解温度一般低于250℃）产生硫酸，硫酸是强酸性催化剂，促进季戊四醇分解（分解温度约为250℃），季戊四醇产生残炭，烷烃类气体燃烧释放出大量二氧化碳和水蒸气，促使季戊四醇产生的残炭迅速膨胀；

5、然而，季戊四醇产生的残炭稳定性差，在更高的温度下容易分解破损，失去保护作用，同时烷烃类气体持续燃烧，且聚氨酯、聚酯、纤维素等高分子物质也开始热分解产生气体，使得季戊四醇产生的残炭容易破损，失去保护作用；

6、为解决该问题，本发明向涂层中加入了高起始膨胀温度的可膨胀石墨（起始膨胀温度为290~300℃，膨胀容积≥230ml/g），可膨胀石墨遇高温可瞬间体积膨胀150~300倍，由片状变为蠕虫状，从而结构松散，多孔而弯曲，表面积扩大，本发明采用的可膨胀石墨从300℃左右开始膨胀，一直到1000℃左右完全膨胀，提高了季戊四醇产生的残炭的热稳定性和强度。

7、本发明控制焙烘的温度高于热膨胀微球的起始膨胀温度以确保热膨胀微球在焙烘过程中膨胀，同时控制焙烘的温度不高于热膨胀微球的完全膨胀温度以避免热膨胀微球在焙烘过程中破裂。

8、作为优选的技术方案：

9、如上所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，热膨胀微球由热塑性聚合物外壳（例如聚丙烯酸）和封入其中的液态烷烃气体组成；焙烘过程中，液态烷烃气体汽化产生压力，同时热塑性聚合物外壳软化，从而发生膨胀，进而使得阻燃隔热涤/棉混纺织物表现出较低的导热系数及优异的隔热性能。

10、如上所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，焙烘的温度为110~130℃，时间为1~2min。

11、如上所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，预烘的温度为70~90℃，时间为2~3min。

12、如上所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，水性聚氨酯整理液中，硫酸铵的含量为8~10wt%，季戊四醇的含量为4~6wt%，可膨胀石墨的含量为2~3wt%，热膨胀微球的含量为10~15wt%。

13、如上所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，水性聚氨酯整理液的制备过程为：将硫酸铵、季戊四醇、可膨胀石墨和热膨胀微球加入水性聚氨酯中搅拌均匀分散、除泡，即得水性聚氨酯整理液。

14、如上所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，搅拌的速度为500~800rpm，时间为15~20min；除泡采用静置或低速搅拌的方式。

15、如上所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，涂层处理采用自动涂布机；涂层处理后，涤/棉混纺织物的增重为80~200g/m2，增重越高，涂层涤/棉混纺织物的隔热性能越好，但过高则导致织物的手感损失严重。

16、本发明还提供了采用如上任一项所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法制得的阻燃隔热涤/棉混纺织物，由涤/棉混纺织物以及位于其单侧或双侧表面的水性聚氨酯涂层组成，水性聚氨酯涂层中含有硫酸铵、季戊四醇、可膨胀石墨和热膨胀后的微球。

17、作为优选的技术方案：

18、如上所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物，阻燃隔热涤/棉混纺织物的导热系数低于0.07w/m·k，损毁长度低于10.9cm，残炭量高于25%，热释放速率峰值低于205kw/m2。

19、有益效果：

20、本发明采用热膨胀微球对涤/棉混纺织物进行涂层改性，所制得的阻燃隔热涤/棉混纺织物具有优异的隔热性能；

21、本发明采用硫酸铵、季戊四醇和可膨胀石墨为阻燃剂提高了阻燃隔热涤/棉混纺织物的阻燃性能，制备工艺简单，与隔热涂层同步进行，所制得阻燃隔热涤/棉混纺织物具有良好的阻燃性能和安全防护性能，具有较高的实际应用价值。

技术特征：

1.一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，采用同时含有硫酸铵、季戊四醇、可膨胀石墨和热膨胀微球的水性聚氨酯整理液对涤/棉混纺织物进行涂层处理后，依次进行预烘、焙烘，即得阻燃隔热涤/棉混纺织物，其中，焙烘的温度高于热膨胀微球的起始膨胀温度，不高于热膨胀微球的完全膨胀温度；热膨胀微球的完全膨胀温度不高于硫酸铵的起始分解温度；可膨胀石墨的起始膨胀温度为290~300℃。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，热膨胀微球由热塑性聚合物外壳和封入其中的液态烷烃气体组成。

3.根据权利要求2所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，焙烘的温度为110~130℃，时间为1~2min。

4.根据权利要求3所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，预烘的温度为70~90℃，时间为2~3min。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，水性聚氨酯整理液中，硫酸铵的含量为8~10wt%，季戊四醇的含量为4~6wt%，可膨胀石墨的含量为2~3wt%，热膨胀微球的含量为10~15wt%。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，水性聚氨酯整理液的制备过程为：将硫酸铵、季戊四醇、可膨胀石墨和热膨胀微球加入水性聚氨酯中搅拌均匀分散、除泡，即得水性聚氨酯整理液。

7.根据权利要求6所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，搅拌的速度为500~800rpm，时间为15~20min。

8.根据权利要求1所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法，其特征在于，涂层处理采用自动涂布机；涂层处理后，涤/棉混纺织物的增重为80~200g/m2。

9.采用如权利要求1~8任一项所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物的制备方法制得的阻燃隔热涤/棉混纺织物，其特征在于，由涤/棉混纺织物以及位于其单侧或双侧表面的水性聚氨酯涂层组成，水性聚氨酯涂层中含有硫酸铵、季戊四醇、可膨胀石墨和热膨胀后的微球。

10.根据权利要求9所述的一种阻燃隔热涤/棉混纺织物，其特征在于，阻燃隔热涤/棉混纺织物的导热系数低于0.07w/m·k，损毁长度低于10.9cm，残炭量高于25%，热释放速率峰值低于205kw/m2。

技术总结本发明属于纺织材料技术领域，涉及一种阻燃隔热涤/棉混纺织物及其制备方法。制备方法：采用同时含有硫酸铵、季戊四醇、可膨胀石墨和热膨胀微球的水性聚氨酯整理液对涤/棉混纺织物进行涂层处理后，依次进行预烘、焙烘，即得阻燃隔热涤/棉混纺织物，其中，焙烘的温度高于热膨胀微球的起始膨胀温度，不高于热膨胀微球的完全膨胀温度；热膨胀微球的完全膨胀温度不高于硫酸铵的起始分解温度；可膨胀石墨的起始膨胀温度为290~300℃；制得的阻燃隔热涤/棉混纺织物由涤/棉混纺织物以及位于其单侧或双侧表面的水性聚氨酯涂层组成，水性聚氨酯涂层中含有硫酸铵、季戊四醇、可膨胀石墨和热膨胀后的微球。本发明制得的产品具有优异的阻燃和隔热性能。技术研发人员：赵金广,汤方明,张烨,熊克,杨勇,邵义伟,魏存宏,王相明受保护的技术使用者：江苏恒力化纤股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27