pp环保防火剂
什么是pp环保防火剂?
PP环保防火剂不同于含卤型防火剂，在燃烧过程中通过产生致密的膨胀碳层达到隔热隔绝空气防火的目的，而不会有刺激性卤化氢气体以及黑烟，是一种环保型防火剂。
pp环保防火剂就是一种特意用于聚丙烯塑料的一种防火剂。PP环保防火剂是专为聚丙烯而开发的无卤、膨胀型防火剂。它是由具有协同作用的含磷含氮化学物聚合而成的，在聚丙烯中有良好的相容性，对塑料的机械性能影响很小，同时在整理过程有优良的整理稳定性。m7k5hVcM
无甲醛防火纯棉织物后整理
PyrovatexCP类以羟甲基为反应性基团和纤维交联,同时为了提高防火效率,使织物具有足够的磷含量和耐久性,使用时需添加含羟甲基反应基团的交联剂,而羟甲基易分解释放甲醛,导致生产环境和后整理后的织物上甲醛超标。由于世界各国要求生产和进口的面料品不含有毒、有污染物质,因此,开发无甲醛的防火剂产品迫在眉睫。
目前,天然纤维用耐久防火剂以英国Allbrigh&tWilson公司的四羟甲基氯化钅粦(THPC)和亨斯迈公司的N-羟甲基-3-(二甲氧基膦酰基)丙酰胺(PyrovatexCP)为代表。但THPC在合成过程中使用了甲醛,且会产生具有致癌作用的双氯甲醚,因而欧盟出台法规限制其使用。
本试验以甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、季戊四醇为主要原材料,合成了环保型防火剂GM-1。采纳防火剂GM-1、交联剂柠檬酸/马来酸(物质的量比为1∶1)复配酸、催化剂次亚磷酸钠对棉织物进行防火后整理,探讨了防火剂、交联剂和催化剂用量及焙烘条件对防火效果的影响。
1 试验
1.1 材料和仪器
织物 纯棉漂白平布21tex×21tex(潍坊龙都棉花纺织织印染有限公司)
药品甲基膦酸二甲酯(扬州晨化科技集团有限公司),五氧化二磷(张家港市飞宇化工有限公司),季戊四醇(上海科丰化学试剂有限公司),亚磷酸三苯酯、辛酸亚锡(国药集团化学试剂有限公司),柠檬酸(吴江市昌利化工有限公司),马来酸(上海卓悦化工有限公司),次亚磷酸钠(上海凌峰化学试剂有限公司)
仪器 EHP350MM型微调水平轧车(英国ROACHES公司),YG815B型垂直法织物防火性能测试仪(南通三思机电科技有限公司),101-1型电热恒温鼓风干燥箱(上海华联环境试验设备公司),TY800系列断裂强度测试仪(江都市天惠试验机械有限公司),MZ-12型全自动水洗机(上海江枫工作装机械厂)
1.2 防火剂合成工艺
在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和冷凝管的反应器中,加入甲基膦酸二甲酯142g,加热至50~55℃,然后加入五氧化二磷150g,将反应温度调至90~95℃,保温反应3h。将反应物冷却至50~55℃,加入亚磷酸三苯酯15g,保温2h。继续将反应混合物加热至70~75℃,加入季戊四醇70g、催化剂辛酸亚锡0.2g,于75~85℃保温反应5h,得到的产物为亮黄色透明液体。
1.3 织物防火后整理工艺
处理工艺 浸轧后整理液(二浸二轧,轧余率100%~110%)→预烘(120℃×1.5min)→焙烘(170℃×3min)
工艺处方
防火剂GM-1/g 400
复配酸/g60
次亚磷酸钠/g30
加去离子水至/L1
1.4 性能测试
1.4.1 燃烧性能
参照GB/T5455—1997《面料品燃烧性能试验垂直法》测定。
1.4.2 断裂强力
参照GB/T3932.1—1997《织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂延伸率的测定条样法》,测定试样纬向5次,取平均值,按式(1)计算织物断裂强力损失率:
式中:W0———后整理后织物的断裂强力;
W1———后整理前织物的断裂强力。
1.4.3 耐洗性
参照AATCC124—2005《重复家庭清洗后织物的外观》测定。
2 结果和商量
2.1 防火剂用量
防火剂用量是操纵后整理效果的一个重要因素。在其它处理条件相同的条件下,防火剂用量对纯棉织物防火性能和断裂强力的影响见表1。
由表1可知,随着防火剂用量的增加,棉织物的防火性能提高,断裂强力下降,损失率提高。当用量达到400g/L后,防火性能基本稳定,断裂强力损失趋缓。这是因为对纯棉织物进行防火后整理时,添加了多元羧酸作为交联剂,当防火剂用量较低时,防火剂和多元羧酸、纤维素大分子建站分子间酯键,固着于织物上,使得防火性随其用量的增加而提高。由于多元羧酸和纤维素大分子上的反应基团是肯定的,当防火剂用量超过400g/L后,此时防火剂已和多元羧酸和纤维素大分子充分反应,再增加防火剂用量,防火性能的变化不再明显。经防火后整理后,由于在纤维的基本结构单元及大分子间引入了肯定数量的交联键,因此纤维各结构单元之间的活动受到肯定限制,和未处理织物相比负担外力的情况更不均匀,引起强力下降,断裂强力损失率增大。当交联键达到肯定数量时,强力下降的幅度变小,断裂强力损失趋缓。综合考虑,确定防火剂的用量为400g/L。
注:交联剂60g/L,催化剂30g/L,焙烘温度180℃,焙烘时间3min。
2.2 多元羧酸浓度
交联剂在防火过程中可自身缩合成网状结构,也可和纤维素大分子交联,还能和防火剂缩合形成稳定的化学键并固着于纤维上,使耐洗性能大幅提高。本试验采纳物质的量之比为1∶1的柠檬酸/马来酸复配酸作为交联剂,复配酸用量对纯棉织物防火性能和断裂强力的影响如图1所示。
由图1可知,多元羧酸用量为60g/L时,防火效果较好,炭长较短。继续提高防火剂用量,防火效果提升不够明显,炭长变化不大,而断裂强力损失率显著增加。综合考虑,多元羧酸用量以60g/L为宜。
2.3 催化剂浓度
为了使防火剂、交联剂在焙烘过程中迅速和纤维大分子反应交联,需在防火配方中添加适量催化剂,以缩短反应时间,提高防火效果,并减轻纤维素的受损程度。本试验采纳次亚磷酸钠为催化剂,催化剂用量对纯棉织物防火性能和断裂强力损失率的影响见表2。
由表2可知,随着催化剂浓度增加,防火效果有所提高。但加入催化剂量过多,导致后整理液pH值过低,反而会使织物强力下降。综合考虑,确定催化剂次亚磷酸钠用量为30g/L。
2.4 焙烘条件
织物经过相同工艺(防火剂用量400g/L,交联剂用量60g/L)处理后,在不同温度下焙烘3min,温度对纯棉织物防火性能和断裂强力的影响如表3所示。
由表3可知,随着焙烘温度的升高,棉织物防火性能逐渐提高,但织物断裂强力损失也增大。焙烘温度的选择取决于防火剂、交联剂之间的反应,以及它们和纤维素大分子之间交联反应。温度低,防火效果不佳,温度过高,易造成织物强力损失过大。综合考虑,确定焙烘温度为180℃。
在180℃下,改变焙烘时间进行试验,结果见图2。
由图2可知,焙烘温度为180℃时,随着焙烘时间的延长,棉织物燃烧炭长变短,防火性能不断提高,但织物强力下降。综合考虑,确定焙烘时间为3min。
2.5 防火性能
采纳以上确定的优化工艺,即防火剂400g/L,交联剂60g/L,催化剂30g/L,焙烘温度180℃,焙烘时间3min处理纯棉织物,测试相关指标如表4所示。
(1)纯棉织物采纳自制的防火剂的防火后整理优化工艺为:防火剂GM-1400g/L,交联剂柠檬酸/马来酸(物质的量之比为1∶1)60g/L,催化剂30g/L,焙烘温度180℃,焙烘时间3min。
(2)优化工艺处理过的纯棉织物经50次清洗后燃烧炭长仅为10.2cm,具有较好的防火性。
(3)所合成的防火剂GM-1不含甲醛,后整理过程中也不使用含甲醛助剂,可视为环保型产品。
由表4可知,采纳优化工艺处理过的纯棉织物经50次清洗后,燃烧炭长仅为10.2cm,说明防火剂GM-具有较好的防火性和耐久性。jJ1uxK9iQqhRv
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