经处理的纺织材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及经阻燃性聚合物处理过的纺织材料W及制备运种纺织材料的方法。
【背景技术】
[0002] 阻燃织物可用于许多应用，包括用于生产多种不同行业或职业的人所穿的服装， 例如军事领域、电学领域(用于电弧保护）、石油化学品制造 W及应急响应领域。纤维素织物 或纤维素混纺织物通常被优选用于运些服装，运是由于可对它们进行所设计的化学处理W 使运些织物阻燃并且对于穿用者而言相对舒适。
[0003] 尽管纤维素阻燃织物或纤维素混纺阻燃织物是普及的，但现有的织物也的确受到 很多限制。许多纤维素阻燃织物的燃烧性能不足W满足某些行业的苛刻要求。为了满足运 些要求，经常使用内在阻燃纤维（例如，间位-芳族聚酷胺纤维，如来自E.I.du Pont de Nemours and Company的NOMEX瑕纤维），运增加了织物的成本。因此，仍然需要提供一 种可用于提高织物的阻燃性的替代性阻燃化合物。还仍需要已用运样的阻燃性化合物处理 并且能够满足适用的阻燃性标准的阻燃织物。在本申请中描述的本发明寻求满足运些需 要。
【发明内容】
[0004] 在第一实施方案中，本发明提供了经处理的纺织材料，其包含：
[0005] (a)纺织材料，所述纺织材料包含多个纺织纤维，各所述纺织纤维均具有表面；W 及
[0006] (b)布置在至少一部分所述纺织纤维的至少一部分所述表面上的阻燃性含憐聚合 物，其中至少一部分所述阻燃性含憐聚合物W多个从所述纺织纤维的表面突出的微小突出 物(microprotuberance)的形式存在，其中各所述微小突出物的直径为约10微米或更小。
[0007] 在第二实施方案中，本发明提供了制品，其包含：
[000引（a)纺织材料，所述纺织材料包含多个纺织纤维，各所述纺织纤维均具有表面；W 及
[0009] (b)布置于至少一部分所述纺织纤维的至少一部分所述表面上的阻燃性含憐聚合 物，其中所述阻燃性含憐聚合物通过包括如下步骤的方法制备：
[0010] (1)提供包含至少一个鱗(Phosphonium)部分的鱗化合物，所述鱗部分符合W下式 (I)的结构：
[0011] (I)
[001 ；3 ] 其中Ri选自氨、C广C3烷基、打-C3面代烷基、C2-C3締基和C2-C3面代締基；
[0014] (2)提供含氮的交联化合物，所述含氮的交联化合物包含两个或更多个氮氨键；
[0015] (3)使所述含憐化合物与所述含氮的交联化合物在缩合反应中反应，W制备第一 中间体聚合物，所述第一中间体聚合物包含多个憐原子;W及
[0016] (4)使所述第一中间体聚合物氧化，W将所述第一中间体聚合物中的至少一部分 所述憐原子转化为五价的麟(phosphine)氧化物状态，由此制备包含多个其上连接有官能 团的憐原子的阻燃性含憐聚合物;且
[0017] 其中10%或更少的连接至所述阻燃性含憐聚合物中的所述憐原子的官能团是径 烷基基团。
[0018] 在第=实施方案中，本发明提供了制备经处理的纺织材料的方法，所述方法包括 如下步骤：
[0019] (a)提供纺织材料，所述纺织材料包含多个纺织纤维，各所述纺织纤维均具有表 面；
[0020] (b)提供处理组合物，所述处理组合物包含：
[0021] Q)包含至少一个鱗部分的鱗化合物，所述鱗部分符合W下式(I)的结构：
[0022] (I)
[0024] 其中化选自氨、C1-C3烷基、打-C3面代烷基、C2-C3締基和C2-C3面代締基；W及
[0025] (ii)含氮的交联化合物，所述含氮的交联化合物包含两个或更多个氮氨键；
[00%] (C)将所述处理组合物放置于容器中，其中将所述处理组合物加热至足W使所述 鱗化合物与所述含氮的交联化合物开始进行缩合反应的溫度，从而制备含憐聚合物；
[0027] (d)使所述处理组合物从所述容器中经通道循环，W产生所述处理组合物的循环 流；
[0028] (e)使所述纺织材料穿过所述处理组合物的循环流，W使所述纺织材料夹带在所 述流中并循环通过所述容器中的所述处理组合物；
[0029] (f)使所述纺织材料在一段时间内循环通过所述容器，所述时间足W使得所述含 憐聚合物沉积在至少一部分所述纺织材料的至少一部分表面上，由此生成经处理的纺织材 料。
【附图说明】
[0030] 图1是市售可得的经含憐阻燃剂处理的织物中纺织纤维的表面的扫描电子显微镜 (SEM)图像(放大2500倍）。
[0031] 图2是图1示出的织物中纺织纤维的表面的SEM图像(放大20000倍）。
[0032] 图3是市售可得的经含憐阻燃剂处理的织物中纺织纤维的表面的SBl图像(放大 2500倍）。
[0033] 图4是图3示出的织物的纺织纤维的表面的SEM图像(放大20000倍）。
[0034] 图5是市售可得的经含憐阻燃剂处理的织物中纺织纤维的表面的SBl图像(放大 2500倍）。
[0035] 图6是图5示出的织物中纺织纤维的表面的SEM图像(放大20000倍）。
[0036] 图7是根据本发明制备的纺织材料中纺织纤维的表面的沈M图像(放大2500倍）。
[0037] 图8是图7示出的纺织材料中纺织纤维的表面的SEM图像(放大20000倍）。
[0038] 图9是根据本发明制备的纺织材料中纺织纤维的表面的沈M图像(放大2500倍）。
[0039] 图10是图9示出的纺织材料中纺织纤维的表面的SEM图像(放大20000倍）。
【具体实施方式】
[0040] 在第一实施方案中，本发明提供了包含纺织材料的制品。所述纺织材料包含多个 纺织纤维。运些纤维可W是短纤维、长丝、或运两种的混合物。
[0041] 本发明该实施方案中使用的纺织材料可W是任何合适的纺织材料。该纺织材料通 常包括由一组(plurality)或多组纱线或者一种或多种类型的纱线形成的织物。纺织材料 可W由一组纱线或单一类型的纱线形成，例如，该织物可W仅由包含纤维素纤维和合成纤 维（例如聚酷胺纤维）的共混物的纱线形成）；或者所述纺织材料可W由几组纱线或几种不 同类型的纱线形成，例如，该织物可W由第一组包含纤维素纤维和聚酷胺纤维的纱线和第 二组包含内在阻燃纤维的纱线形成。
[0042] 用于制备本发明的纺织材料的纱线可W是任何合适类型的纱线。优选地，至少一 部分所述纱线是短纤纱。在运种实施方案中，所述短纤纱可W由单一类型的短纤维制成(例 如，仅由纤维素纤维形成的短纤纱），或者所述短纤纱可由两种或更多种不同类型的短纤维 的混纺制成（例如，由纤维素纤维与热塑性合成短纤维如聚酷胺纤维的混纺形成的短纤 纱）。运样的短纤纱可通过任何合适的纺纱工艺形成，例如环锭纺纱法、喷气纺纱法或自由 端纺纱法。在某些实施方案中，运些纱线是使用环锭纺纱法纺成的（即，所述纱线是环锭纺 纱线）。
[0043] 本发明的纺织材料可W具有任何合适的结构。换言之，形成纺织材料的纱线可W W产生织物的任何合适的图案排列设置来提供。优选地，所述纺织材料可WW机织结构提 供，例如平纹组织、席纹组织、斜纹组织、锻纹组织（sat in weave)或缔锻组织（sateen weave)。合适的平纹组织包括但不限于通过如下方式制得的防破裂(ripstop)组织:在形成 过程中，在所述纺织材料的经向、缔向或者经向和缔向中W固定间隔插入额外的纱线或增 强纱线。合适的斜纹组织包括经面和缔面斜纹组织，例如2/1、3/1、3/2、4/1、1/2、1/3或1/4 斜纹组织。在本发明的某些实施方案中，例如当所述纺织材料由两组或更多组或者两种或 更多种不同类型的纱线形成时，所述纱线布置为运样的图案排列：其中纱线之一主要布置 在所述纺织材料的一个表面上。换言之，所述纺织材料的一个表面主要由一种纱线类型形 成。提供运样的纺织材料的合适的图案排列或结构包括但不限于锻纹组织、缔锻组织和斜 纹组织，其中，在所述织物的单个表面上，缔纱浮线(float)和经纱浮线具有不同的长度。
[0044] 在一个优选的实施方案中，纺织材料是针织的纺织材料。该针织的纺织材料可W 由单组纱线或单一类型的纱线来制备（例如，该织物可W仅由包含纤维素纤维的纱线形 成），或所述针织的纺织材料可W由两种或更多种不同类型的纱线制备(例如所述织物可由 第一组包含纤维素纤维的纱线和第二组含有合成长丝的纱线形成）。在包含两种不同类型 的纱线的针织织物中，该针织织物可W构造成使得两根纱线平行通过织物并一起形成针织 的双罗纹圈（interlocking loop)。或者，所述针织织物可W构造成使得纱线中的一根形成 针织的双罗纹圈，另一根纱线W固定间隔集圈（tuck)进针织的那些圈中。在后一种布置中， 另一根纱线通常被集圈入针织中的一个圈后面，然后跳过同一行内一个或多个相邻的圈， 之后被集圈在针织的另一个圈后面。运种模式将导致所集圈的纱线主要布置在纺织材料的 一个表面上，使得纺织材料的每个表面主要是由不同类型的纱线制成。
[0045] 优选地，所述纺织材料包含纤维素纤维。如本文中所使用的，术语"纤维素纤维"是 指由纤维素组成或衍生自纤维素的纤维。合适的纤维素纤维的实例包括棉、粘胶纤维、 lyocell、亚麻、黄麻、大麻、乙酸纤维素及它们的组合、混合物或混纺物。优选地，所述纤维 素纤维包括棉纤维。
[0046] 在包含棉纤维的纺织材料的那些实施方案中，所述棉纤维可W是任何合适的品 种。通常，在北美有两种可容易地获得进而用于商业用途的棉纤维品种：美国陆地棉 化pland)品种(Gossypium Mrsutum)和美国比马棉(Pima)品种(Gossypium barbadense)。 在本发明中用作纤维素纤维的棉纤维可W是美国陆地棉品种、美国比马棉品种或者二者的 组合、混合物或混纺物的棉纤维。通常，占服装工业用棉的大部分的美国陆地棉品种的棉纤 维具有约0.875英寸到约1.3英寸的长度，而较不常见的美国比马棉品种的棉纤维的长度为 约1.2英寸到约1.6英寸。在一个优选的实施方案中，本发明中所用的至少一些棉纤维是美 国比马棉品种的棉纤维，运种棉纤维因其较长和更均匀的长度而是优选的。
[0047] 在其中纺织材料包含纤维素纤维的那些实施方案中，所述纤维素纤维可W任何合 适的量存在于所述纺织材料中。例如，在某些实施方案中，纤维素纤维可占所述纺织材料中 存在的纤维的约15重量％或更多、约20重量％或更多、约25重量％或更多、约30重量％或更 多、或约35重量％或更多、约40重量％或更多、约45重量％或更多、或约50重量％或更多。尽 管纤维素纤维的加入可提高纺织材料的舒适性(例如，改进手感和吸湿特性），但是仅使用 纤维素纤维可能对纺织材料的耐久性产生有害影响。因此，想要的可W是使用其它纤维(例 如合成纤维）与所述纤维素纤维结合W便实现所需水平的耐久性。因此，在所述实施方案 中，纤维素纤维可占纺织材料中所存在的纤维的约95重量％或更少、或约90重量％或更少。 更具体而言，在某些实施方案中，纤维素纤维可占纺织材料中存在的纤维的约15重量％到 约95重量％、约20重量％到约95重量％、约25重量％到约95重量％、约30重量％到约95重 量％，或者约30重量％到约90重量％。
[0048] 在本发明的某些实施方案中，纺织材料中的一种或多种纱线可包含热塑性合成纤 维。例如，纱线可W包含纤维素纤维和热塑性合成纤维的混纺物。运些热塑性纤维通常被包 含在纺织材料中W提高其对例如工业洗涂条件的耐久性。特别是，热塑性合成纤维往往对 磨损和工业洗衣设备中所采用的严苛洗涂条件更耐久，将它们加入到例如含纤维素纤维的 短纤纱中可提高纱线对运些条件的耐久性。纱线的运种提高的耐久性进而使得纺织材料的 耐久性提高。合适的热塑性合成纤维包括但不必限于聚醋纤维(例如，聚对苯二甲酸乙二醇 醋纤维、聚对苯二甲酸1,2-丙二醇醋纤维、聚对苯二甲酸1,3-丙二醇醋纤维、聚对苯二甲酸 下二醇醋纤维，及其混纺物）、聚酷胺纤维（例如，尼龙6纤维、尼龙6,6纤维、尼龙4,6纤维和 尼龙12纤维）、聚乙締醇纤维W及它们的组合、混合物或混纺物。
[0049] 在一种优选的实施方案中，纺织材料包含多根包含纤维素纤维与合成纤维（例如 合成短纤维)的混纺物的纱线。在该实施方案中，所述合成纤维可W是上文所述的那些中的 任一种，特别优选聚醋纤维(例如聚醋短纤维）。在运样的实施方案中，纤维素纤维占纱线中 存在的纤维的约30重量％到约90重量％ (