纺织品用环保无卤微胶囊阻燃剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明专利申请涉及的是更适合于纺织品阻燃功能处理应用的阻燃剂及其制备 方法，涉及的是一种无卤阻燃剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 应用于纺织品的阻燃剂面临着越来越严格的包括防火安全标准和环保标准的双 重技术指标要求，相关环境保护法规也推出了限制某些卤系阻燃剂应用的相关法律规定。
[0003] 聚磷酸铵（以下简称APP)，是无卤阻燃剂中的一种，其含磷量高、含氮量大，且具有 热稳定性好的特点，是一种环保型阻燃产品。但APP只能作为添加型无机阻燃剂，本身与纤 维之间缺少化学交联。其另一方面的缺陷是吸湿性强，在高温、高湿条件下，经其阻燃整理 的面料会发生溶解和迀移，产生白霜化现象，导致阻燃效果明显下降，还会极大的影响面料 的服用性能。因APP的以上特性，对其改性，并研发新型的阻燃剂，是科研工作者们致力的 热点课题之一。
[0004] 中国专利CN201310742828提出了一种降低APP吸湿性的制备方法，采用密胺树脂 包覆APP的技术手段。另一中国专利CN101235221为解决APP高水溶性问题，提出了氨基 硅烷偶联剂改性聚磷酸铵的制备方法。中国专利CN201210418958还公开了一种密胺-甲 醛树脂微胶囊包裹APP方案，得到的包裹微胶囊虽具有表面膜致密、颗粒大小平均、流散性 好的优点，但因含有甲醛，难以达到环保性指标要求。
[0005] 以上技术方案提出的阻燃剂还普遍存在成炭性不足的技术问题，因此还需要与成 炭剂复配，来改善阻燃效果。
[0006] 为提高阻燃效果，现有技术还提出了将APP在含硅磷腈APESP溶液体系中改性，得 到APESP包裹的APP阻燃剂，如中国专利CN201210065188。该阻燃剂用于聚烯烃阻燃，氧 指数、垂直燃烧级别、热释放速率均有显著提高，但成本较高，且目前尚无织物方面应用的 记载。
[0007] 专利CN201410035883推出了一种含磷、氮、硫三种阻燃元素、具有双环磷酸酯结 构的聚磷酰胺阻燃剂，它初始热分解温度高、热稳定性好、高温下成炭率高，可单独或通过 复配用于聚酰胺、聚酯等材料的阻燃，但存在发烟量大的问题。
[0008] 詹永宝等采用正硅酸四乙酯凝胶包裹甲基膦酸二甲酯，制备了二氧化硅包覆的含 硅磷微胶囊阻燃剂，在棉织物的燃烧过程中基本不发生变化，阻燃效果良好，但仍未实质 解决成炭性差和阻燃耐久性问题。
【发明内容】
[0009] 本发明专利申请的发明目的在于通过对APP的包覆改性，最终获得产物不仅能够 克服APP耐水性、耐湿热迀移性问题，同时使其具有高阻燃性能、阻燃耐久性能，且成炭性 优良，抑制发烟量，尤其是适于实施纺织物阻燃功能整理，提供一种纺织品用环保无卤微胶 囊阻燃剂及其制备方法。本发明专利申请提供的纺织品用环保无卤微胶囊阻燃剂技术方 案，其主要技术内容是：一种纺织品用环保无卤微胶囊阻燃剂，该阻燃剂通过以下方法制备 获得，其中所提及各物料用量，均是以lOOOg聚磷酸铵APP为基准单位来计量的，其制备方 法是： ① 、lOOOg聚磷酸铵APP投入分散溶剂中，于溶剂中充分分散，得到APP分散液，其中聚 磷酸铵APP与分散溶剂按1:10~50质量份比混合； ② 、向第①步APP分散液中滴加入0. 1~1.0L正硅酸酯，在搅拌下加入浓度为0. 1~ 〇. 9g/L酸性催化剂10~50ml，于50~80°C水浴状态中搅拌1~2小时； ③ 、向第②步中间液中加入浓度为〇. 01~〇. 〇8g/L碱性催化剂100~500ml，于60°C 水浴温度中凝胶反应，用500ml乙醇交换凝胶中的水，再将交换后老化的湿凝胶置于40~ 80°C温度下实施表面改性，干燥研细，合成得到将APP包覆于二氧化硅第一包覆层的SAPP 中间体； ④ 、取第③步得到的中间体l〇〇g加入到含1~20%缩水甘油醚中，搅拌至均匀分散，其 后升温至50~90°C，再保温反应1~2小时，经常规的抽滤、洗涤、干燥，获得包覆于缩水 甘油醚第二包覆层的APP/Si02环保型无卤微胶囊阻燃剂； 所述的分散溶剂是无水乙醇、无水丁醇中的任意其一； 所述正硅酸酯是正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丁酯中的任意其一； 所述酸性催化剂是草酸、柠檬酸、丙酸中的任意其一； 所述碱性催化剂是氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的任意其一； 所述缩水甘油醚是：乙二醇缩水甘油醚、丙二醇缩水甘油醚、丁二醇缩水甘油醚、已二 醇缩水甘油醚中的任意其一。
[0010] 本发明专利申请还提供了一种所述的纺织品用环保无卤微胶囊阻燃剂的制备方 法。
[0011] 本发明专利申请公开的纺织品用环保无卤微胶囊阻燃剂及其制备方法的技术方 案，由Si02、缩水甘油醚对APP实施双重包覆，内层5102表面带有硅羟基，其强大的吸附能力 能够有效的降低燃烧热释放效率和质量损失率，应用于纺织物阻燃整理，聚集分布纤维表 面，形成热阻隔层，阻止火焰与纤维的接触，体现其阻燃作用；通过缩水甘油醚在包覆Si02 的APP表面交联，形成了紧密的网状结构，从而锁住微胶囊的微孔，提高了阻燃性能的耐水 洗，保持持久，还有效的弥补了一次包覆不完全的技术问题，彻底克服了APP湿热迀移、耐 水性差的技术问题；另外，双重包覆的阻燃剂构成，能够充分发挥N、P、Si三元素的协同阻 燃作用，其阻燃效果得到优化，燃烧受热时，本阻燃剂促使纤维强脱水炭化，与包覆层形成 交联微孔阻挡层，保护富磷炭层不会氧化降解，成为致密、稳定的膨胀炭层，其残渣率高，抗 溶滴能力强，延长了可燃气体和氧气的扩散通道，降低质、热在被阻燃材料界面的传递，降 低材料的热释放速率，发烟量低，其阻燃效果优良；本技术方案的另一技术优点是分散性优 良，所获得的双重包覆微胶囊型阻燃剂，胶囊粒子的平均粒径由包覆前的1.87ym缩减至 1. 0~1. 1ym，分散性的提高，使其在纺织物整理工艺中能够全面渗透分布在纤维内部，更 有利于阻燃性能的充分发挥，织物整理方法得到使整理后的纺织物成为阻燃性能优良的功 能性纺织品。
【具体实施方式】
[0012] 下面将以下各具体实施例进一步清楚的说明本发明技术内容，但本申请的保护不 受以下实施例所限。
[0013] 实施例1 本纺织品应用无卤环保阻燃剂通过以下方法制备获得，其中所提及各物料用量，均是 以1000g聚磷酸铵APP为基准单位计量： ① 、将1000gAPP与无水乙醇按1:10质量比混合，由高剪切搅拌装置实施至充分分散， 得到APP分散液； ② 、向第①步APP分散液中滴加入体积为0. 2L正硅酸甲酯，在磁力搅拌下，加入浓度为 〇. 5g/L草酸20ml，于80°C水浴状态下搅拌2小时，得到中间液； ③ 、向第②步中间液中加入浓度为〇. 〇5g/L氨水200ml，于60°C水浴凝胶反应后，加无 水乙醇，交换凝胶中水3次，再交换凝胶中乙醇3次，将老化后的湿凝胶在60°C温度下进行 表面改性，干燥研细，合成得到将APP包覆于二氧化硅第一包覆层的SAPP中间体； ④ 、取第③步得到的SAPP中间体100g，加入到含5%乙二醇缩水甘油醚中，搅拌至充分 分散，升温至60°C保温反应2小时，经抽滤、以蒸馏水洗涤，在100°C干燥2小时，得到乙 二醇缩水甘油醚包覆的APP/Si02环保型无卤微胶囊阻燃剂。
[0014] 实施例2 本纺织品应用无卤环保阻燃剂通过以下方法制备获得，其中所提及各物料用量，均是 以1000g聚磷酸铵APP为基准计量单位： ① 、1000gAPP投入无水丙醇中，