一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法与流程

本发明属于织物阻燃改性，涉及一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法。

背景技术：

1、锦纶6纤维具有耐磨性好、回弹性高、断裂强度高、不易虫蛀等特点，广泛应用于服饰、家纺和工业用品等领域。然而，锦纶6属于可燃性纤维，且易产生熔滴，容易引燃其他物质，潜在的火灾危险很大。已工业化的阻燃纤维仍以含卤阻燃元素为主。开发高效耐久的阻燃锦纶6织物仍存在较大挑战。

2、磷酰胺类阻燃剂具有同时含有磷元素和氮元素、阻燃效率高、无卤环保等特性，受到了研究者的广泛关注。

3、文献1（膨胀型阻燃剂新戊二醇乙撑磷酰胺的合成[j]. 塑料助剂,2009(3):29-31.）采用新戊二醇与三氯氧磷反应制得新戊二醇磷酰氯，再以该磷酰氯与乙二胺反应制得无卤膨胀型阻燃剂新戊二醇乙撑磷酰胺[1,2-(5,5-二甲基-1,3-二氧-2-磷环己膦酰胺基)乙烷]，然而该阻燃剂不含反应性基团，无法与锦纶6纤维产生牢固的结合，耐水洗性能差。

4、文献2（锦纶用阻燃剂的合成与应用[d]. 江苏:苏州大学,2015.）合成了一种交联型含硫的磷酰胺阻燃剂和一种共晶型含酰胺链段阻燃剂，采用封端异氰酸酯做交联剂将含硫的磷酰胺阻燃剂应用于锦纶6织物，以与锦纶织物的共晶作用将共晶型含酰胺链段阻燃剂应用于锦纶6织物，但锦纶6织物自身含有的反应性基团较少，两种阻燃剂改性锦纶6织物的耐水洗性能均较差。

5、因此，研究一种耐久阻燃锦纶6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中存在的问题，提供一种耐久阻燃锦纶6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、一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法，将锦纶6织物浸入阻燃整理液中，通过浸轧-焙烘的方法进行处理，制得耐久阻燃锦纶6织物；

4、阻燃整理液是将多氨基支化聚磷酰胺与均苯三甲醛溶于水和乙醇的混合液中配置得到；

5、耐久阻燃锦纶6织物的极限氧指数不低于29.5%，损毁长度不高于11.9cm（未阻燃锦纶6织物的极限氧指数为21.0%，损毁长度为30cm），经30次水洗后的损毁长度不高于14.4cm；

6、本发明采用均苯三甲醛作为多氨基支化聚磷酰胺与锦纶6织物的交联剂，然而锦纶6织物上活性基团少，无法将足量阻燃剂接枝在锦纶6织物上，因此同时利用均苯三甲醛将多氨基支化聚磷酰胺交联起来，形成水溶性差的阻燃膜，通过将阻燃膜接枝在锦纶6织物上，从而提供耐久的阻燃功能。

7、作为优选的技术方案：

8、如上所述的一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法，阻燃整理液中多氨基支化聚磷酰胺的含量为250~400g/l，多氨基支化聚磷酰胺的用量高，有助于提高锦纶6织物的阻燃性能，但过高则浪费，均苯三甲醛的含量为80~120g/l，均苯三甲醛的醛基可与多氨基支化聚磷酰胺的氨基发生席夫碱交联反应，使得多氨基支化聚磷酰胺在锦纶6织物上发生沉积，均苯三甲醛的用量高，有助于提高沉积效果，但过高则浪费；水和乙醇的混合液中，乙醇的体积百分比为15~20%，多氨基支化聚磷酰胺可溶于水，而均苯三甲醛微溶于水，易溶于乙醇。

9、如上所述的一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法，浸轧-焙烘的过程为：将锦纶6织物浸入阻燃整理液中，于室温条件下，在20min内两浸两轧，取出后依次进行烘干、焙烘处理。

10、如上所述的一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法，两浸两轧后锦纶6织物的轧余率为90~110%，轧余率越高，锦纶6织物带液量和阻燃剂的量越高，阻燃效果越好，但过高则易导致不均匀。

11、如上所述的一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法，烘干温度为75~85℃，烘干时间为3~5min；焙烘温度为120~140℃，焙烘时间为3~5min，多氨基支化聚磷酰胺的氨基和均苯三甲醛的醛基在室温条件下几乎不发生反应，当锦纶6织物在烘干和焙烘的过程中，多氨基支化聚磷酰胺的氨基和均苯三甲醛的醛基发生席夫碱反应，一方面，均苯三甲醛作为网络交联剂使得多氨基支化聚磷酰胺的支链之间产生交联，使得多氨基支化聚磷酰胺在锦纶6织物表面形成黏附性高、水溶性差的阻燃膜；另一方面，均苯三甲醛多余的醛基可与锦纶6织物的氨基发生反应，进一步提高阻燃膜在织物表面的固着。

12、如上所述的一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法，多氨基支化聚磷酰胺的制备过程为：将三氯氧磷的三氯甲烷溶液以3~5ml/min的速率缓慢滴加至1,3-丙二胺和三乙胺的三氯甲烷溶液中，于0~5℃条件下反应2~3h，然后于40~50℃继续反应5~6h（三氯氧磷第一个活性氯反应温度低，剩余活性氯需要在更高的温度条件下反应），最后依次经减压蒸馏、乙醇洗涤、干燥后制得多氨基支化聚磷酰胺。

13、如上所述的一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法，三氯氧磷的三氯甲烷溶液中，三氯氧磷和三氯甲烷的质量比为1:10~20；1,3-丙二胺和三乙胺的三氯甲烷溶液中，1,3-丙二胺与三氯甲烷的质量比为1:10~20，三乙胺与1,3-丙二胺的摩尔比为2:1；三氯氧磷和1,3-丙二胺的摩尔比为1:2~3；其中，理论上，1摩尔三氯氧磷与1.5摩尔1,3-丙二胺发生反应生成磷酰胺结构，1,3-丙二胺过量，有助于促进反应进行，且有助于保证生成端基为氨基的支化聚磷酰胺结构。

14、如上所述的一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法，多氨基支化聚磷酰胺的产率为80~85%，重均分子量为2100~2300。

15、发明原理：

16、多氨基支化聚磷酰胺含有较多的活性氨基，但锦纶6织物上的活性基团数量少，仅在聚酰胺大分子链的末端含有氨基和羧基活性基团，因此依靠交联剂的作用无法将多氨基支化聚磷酰胺阻燃剂牢固地固定在锦纶6织物上，且多氨基支化聚磷酰胺阻燃剂易溶于水，导致其阻燃耐久性差。

17、如图2所示，将多氨基支化聚磷酰胺阻燃剂和均苯三甲醛同时吸附在锦纶6织物上，在温度的作用下，多氨基支化聚磷酰胺的活性氨基和均苯三甲醛的醛基发生席夫碱反应，一方面，均苯三甲醛作为网络交联剂使得多氨基支化聚磷酰胺的支链之间产生交联，使得多氨基支化聚磷酰胺在锦纶6织物表面形成黏附性高、水溶性差的阻燃膜；另一方面，均苯三甲醛的醛基可与锦纶6织物的氨基发生反应，进一步提高阻燃膜在织物表面的固着；多氨基支化聚磷酰胺阻燃剂和均苯三甲醛在锦纶6织物表面发生交联并产生自沉积阻燃涂层，从而赋予涂层锦纶6织物耐久的阻燃功能。

18、多氨基支化聚磷酰胺阻燃剂分子中富含磷元素和氮元素，可构成磷/氮协同阻燃效应，而均苯三甲醛除了作为网络交联剂，还可提供芳香基团，与多氨基支化聚磷酰胺阻燃剂构建膨胀型阻燃体系，在燃烧过程中具有很好的膨胀发泡性能；因此多氨基支化聚磷酰胺和均苯三甲醛交联自沉积阻燃涂层主要通过膨胀阻燃机理提高锦纶织物的阻燃性能，阻燃效率高。

19、在本发明中，如果使用戊二醛等脂肪族醛基作为交联剂替代均苯三甲醛，制得的产品阻燃效率差，其耐久性也差，因为采用戊二醛交联的涂层依然会保留一定的水溶性，无法形成持久的自沉积涂层，在水洗过程中阻燃膜仍会溶胀破裂，从而产生缺陷，加速阻燃涂层的损失。

20、专利cn117188147a公开了一种高粘附耐久阻燃涂层涤/棉混纺织物的制备方法，但为了在织物表面沉积阻燃膜，需要依次浸渍在均苯三甲醛溶液和双氨基硅烷溶液中，并多次重复上述操作才能实现。之所以需要重复多次上述操作，主要原因有两个：（1）均苯三甲醛和双氨基硅烷反应生成产物的分子量有限，而之所以反应生成产物的分子量有限，是因为双氨基硅烷的氨基含量少，只有通过端氨基的持续接枝才可生成高分子量涂层，反应条件苛刻；（2）双氨基硅烷在乙醇溶液中容易发生醇解，导致双氨基硅烷结构发生变化。因此，只浸渍一次均苯三甲醛溶液和双氨基硅烷溶液，生成的涂层结构的缺陷较大，更易于形成低分子量非水溶性涂层，无法形成均一的阻燃膜覆盖在织物表面，只有经过多层沉积后可补充涂层的缺陷，使得涂层在织物表面产生均匀的沉积。

21、而本发明的方法与专利cn117188147a具有实质差异，本发明利用多氨基支化聚磷酰胺阻燃剂和均苯三甲醛在锦纶6织物表面发生交联并产生自沉积阻燃涂层，从而赋予涂层锦纶6织物耐久的阻燃功能。本发明中多氨基支化聚磷酰胺与均苯三甲醛反应之所以在锦纶6织物表面形成均匀的阻燃膜，主要原因为：（1）合成的多氨基支化聚磷酰胺的分子量大，与均苯三甲醛容易产生反应生成成膜前体；（2）多氨基支化聚磷酰胺中的酰胺键与锦纶6的酰胺键相似，成膜前体与锦纶6表面相互作用，包括氢键作用、范德华力，可产生较强的结合，这些相互作用促使阻燃剂在锦纶6织物表面形成均匀、致密的膜层。

22、有益效果：

23、（1）本发明的一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法，多氨基支化聚磷酰胺阻燃剂和均苯三甲醛在锦纶6织物表面发生交联并产生自沉积涂层，从而赋予涂层锦纶6织物耐久的阻燃功能；

24、（2）本发明的一种耐久阻燃锦纶6织物的制备方法，均苯三甲醛与多氨基支化聚磷酰胺阻燃剂构建膨胀型阻燃体系，阻燃效率高。