[發明專利]一種環保型織物阻燃劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201010273498.0
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN102400396A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 李正雄;顧喆棟
• 申請（專利權）人: 上海雅運紡織助劑有限公司
• 主分類號: D06M15/667
• 分類號: D06M15/667;D06M13/513;C08G79/04;C07F9/40;D06M101/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 沙永生

技術領域：

本發明涉及紡織品功能整理領域的一種環保型阻燃劑及其制備方法和應用，特別是含硅的膦酸酯反應性阻燃劑及其制備方法和應用。

背景技術：

阻燃紡織品的制備通常有兩種方式，一種是添加型，即將阻燃劑與紡絲原液混合，使紡出的纖維具有阻燃性能。另一種是后整理型，即對織物進行阻燃整理。棉織物等天然纖維紡織品的阻燃只能通過后整理方式來實現。

在棉織物的耐久阻燃整理劑中，含鹵阻燃劑的阻燃效果好，但因在燃燒過程中放出鹵化氫及其它毒性熱裂產物造成二次污染，因而逐漸被無鹵的有機磷系阻燃劑所替代。目前，有機磷系耐久阻燃整理劑主要有三類。一是以英國Albright&Wilson公司為代表生產的四羥甲基氯化磷；二是以瑞士Ciba公司為代表生產的N-羥甲基二甲基膦酸丙酰胺；三是以美國Stuffer化學公司為代表生產的乙烯基磷酸酯。以上阻燃劑產品因自身含有N-羥甲基或須與N-羥甲基化合物一起使用，因此，整理過程和服用過程釋放的甲醛是一個影響安全和生態的嚴重問題。

羥基膦酸酯是一類環保、阻燃效果良好的阻燃劑。美國專利US?4268633以甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷和環氧乙烷為主要原料合成了含羥基膦酸酯的反應性阻燃劑。專利CN?1814903A也公開了一種環保型耐久織物阻燃劑的制備方法。該專利同樣是制備含羥基膦酸酯阻燃劑，但將美國專利US?4268633中的原料稍作改變，即由甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷和季戊四醇為主要原料。盡管上述羥基膦酸酯不含N-羥甲基，屬環保型阻燃劑，但由于阻燃劑自身對棉織物沒有反應性，為了使整理的棉織物具有耐洗性，阻燃劑必須與N-羥甲基化樹脂如2D、三羥甲基三聚氰胺、六羥甲基三聚氰胺或其它交聯劑如丁烷四羧酸等聯合使用。因此，這類含羥基膦酸酯并非真正意義上的反應性阻燃劑。同時，N-羥甲基化樹脂的使用必然釋放甲醛而帶來環境問題，昂貴的丁烷四羧酸反過來制約了該類阻燃劑的使用。

因此，需要對上述現有的羥基膦酸酯阻燃劑進行改進，以提供阻燃劑分子對棉織物的反應性，并減少或避免在阻燃處理過程中使用甲醛和進一步提高織物的阻燃性。這無疑具有重要的現實意義和經濟價值。

發明內容：

為了克服現有含羥基膦酸酯阻燃劑與棉織物無反應性以及整理過程需加入羥甲基類交聯劑的不足，本發明的目的在于提供一種含硅的膦酸酯織物阻燃劑及制備方法。這種制備方法在膦酸酯分子中引入環氧基硅烷偶聯劑，制備的阻燃劑為含硅的膦酸酯，同時具有與棉織物反應的基團，使用過程不需要添加羥甲基類交聯劑，是真正意義上的反應性阻燃劑。

本發明的環保型織物阻燃劑的化學結構式如下：

式中：1≤n≤10；1≤m≤10；

R為C_1-8烷基或C_2-4烯基，優選為C_1-3烷基或烯丙基；

R₁為C_1-3烷基；

R₂為C_1-3烷基或C_1-3烷氧基；和

R₃為C_1-3烷基。

本發明的環保型織物阻燃劑的制備方法包括以下步驟：

(1)將五氧化二磷加入到膦酸酯中，反應得到中間體；

(2)將步驟(1)所得的中間體冷卻，加入環氧基硅氧烷和任選的催化劑和醇，反應得到阻燃劑產品。

本發明的阻燃劑分子中含有磷、硅兩種阻燃元素，具有多個與纖維素纖維織物反應的官能團。本發明的阻燃劑制備工藝簡單，易工業化。制備的阻燃劑不需要純化就可以直接用于織物的阻燃整理，整理織物的阻燃性和耐久性好，手感柔軟，無甲醛釋放。

附圖說明

圖1是實施例1得到的減壓蒸餾后阻燃劑精制品的FTIR(液膜法)。

圖2是實施例2得到的減壓蒸餾后阻燃劑精制品的FTIR(液膜法)。

具體實施方式：

本發明的環保型織物阻燃劑可按如下的合成路線制備：

本發明制備環保型織物阻燃劑方法的第一步是使五氧化二磷與膦酸酯的反應，在一個優選的實施方式中，適合本發明方法中的膦酸酯的化學結構如下：

式中：R為C_1-8烷基或C_2-4烯基，優選為C_1-3烷基或烯丙基；