[發(fā)明專利]一種氨綸纖維用螺環(huán)磷酸酯類阻燃劑的制備方法及基于其的阻燃氨綸纖維

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111242317.2
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN113773347A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 曾少華;汪啟明;朱啟免;柯許麟;陳鵬鵬;聶王焰;徐穎;周藝峰
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: C07F9/6574
• 分類號: C07F9/6574;D01F1/07;D01F6/94
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏

本發(fā)明公開了一種氨綸纖維用螺環(huán)磷酸酯類阻燃劑的制備方法及基于其的阻燃氨綸纖維，該制備方法為：先將大分子調節(jié)劑和季戊四醇攪拌均勻，再緩慢加入無水氯化鋁，加熱至80～120℃，再緩慢加入三氯氧磷，在80～120℃條件下反應2～7h，反應完成后冷卻室溫，調節(jié)阻燃劑pH＝7，100～150℃條件下減壓蒸餾4～10h，得到透明粘稠液體，即為螺環(huán)磷酸酯類阻燃劑。本發(fā)明所得阻燃劑的阻燃效率高、有效防熔滴，能夠滿足氨綸纖維的高溫熔融，且本發(fā)明的方法無廢溶劑廢氣排放、生產(chǎn)工藝簡單，成本可控。

技術領域

本發(fā)明涉及阻燃紡織纖維的技術領域，具體涉及氨綸纖維用螺環(huán)磷酸酯類阻燃劑的制備方法。

背景技術

紡織品是國計民生的重要基礎材料，其應用范圍涵蓋日常生活、醫(yī)療防護、航空航天、交通運輸?shù)戎T多領域。近年來，由紡織品的引燃或助燃給人們生命和財產(chǎn)安全帶來了巨大的損失，已成為嚴重的社會問題。國內外學者對纖維及其紡織品的阻燃進行了大量研究工作。聚氨酯纖維(簡稱氨綸)具有類似橡膠的高彈性、高伸長率等性質，可用于滿足舒適性要求的同時還需要具備拉伸彈性的服裝，如專業(yè)運動服、健身服及鍛煉用服裝、外科手術用防護衣、表演服裝等。但氨綸本身具有易燃性，且燃燒速度很快，在燃燒過程易形成“燭芯效應”，使得熱量形成循環(huán)，火勢隨即擴大，難以撲滅。阻燃氨綸的研制日漸受到重視。

為了使氨綸纖維具備阻燃特性，阻燃劑被廣泛應用。但普通阻燃劑容易產(chǎn)生相容性和可紡性差的問題。目前在氨綸纖維中引入阻燃劑的方法主要有三種：一是纖維后處理法，但此方式容易導致紡織品透氣透濕性差、耐久性差等，使其應用領域受限；二是將阻燃劑、助染劑、其它助劑等共混添加至聚氨酯基體中，再通過紡絲得到阻燃氨綸。如專利CN201511003945.X報道了一種阻燃氨綸纖維的制備方法，使用的阻燃劑能夠賦予氨綸抗滴落特性，但阻燃效果的實現(xiàn)是通過復配阻燃劑(苯基膦酸酯類無鹵磷系阻燃劑/非金屬氧化物的協(xié)同阻燃劑)與助染劑在聚氨酯聚合物溶液中混合熟化紡絲，阻燃效率較難完全釋放；專利 CN201610808145.3報道了一種微觀分散均勻的磷酸鋯協(xié)效阻燃氨綸的制備方法，所得阻燃氨綸的極限氧指數(shù)LOI＞28。三是使用反應型阻燃劑，即將本身含有阻燃成分的單體參加聚合反應，使氨綸具備持久阻燃特性，但是該阻燃劑存在影響氨綸反應過程的物理性能的風險。

近年來，環(huán)狀或螺環(huán)狀磷酸酯大分子廣泛應用于聚氨酯材料，在滿足聚氨酯材料持久阻燃特性的基礎上，能夠提高其在聚氨酯基體中的分散性和相容性，以及降低阻燃劑對聚氨酯熔體流動性的影響。適用于制備阻燃氨綸纖維的環(huán)狀或螺環(huán)狀磷酸酯大分子目前已有報道，如唐林生等[唐林生,李高寧.氯化螺環(huán)磷酸酯的催化合成[J].精細化工,1999,16(2):49-50.]以三氯氧磷和季戊四醇為原料、以氯化鋁為催化劑，合成了氯化螺環(huán)磷酸酯，但是該阻燃劑含有鹵素元素，與如今的綠色無鹵阻燃的要求相背離。專利CN201210054207.8報道了一種聚氨酯用反應型膨脹型阻燃劑，即將3,9-二氯-2,4,8,10-四氧代-3,9-二磷螺環(huán)-3,9-二氧-[5,5]-十一烷與三乙胺反應得到集磷、氮、炭于一體的阻燃劑，該阻燃劑具有較高的磷、氮阻燃成分，不含鹵素。但該阻燃劑是否適用阻燃氨綸纖維還未驗證。此外，常用的聚四氟乙烯抗滴落劑成本高，且存在分散不均勻的問題。因此，有必要開發(fā)一種高效的阻燃且抗滴落、可紡性優(yōu)異、工藝簡單的氨綸纖維及其紡織品。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提出一種氨綸纖維用螺環(huán)磷酸酯類阻燃劑的制備方法，使其對氨綸阻燃效率高、可紡性優(yōu)異、工藝簡單、生產(chǎn)設備投資少，且原料易得、易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，可解決現(xiàn)有技術的難點。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

一種氨綸纖維用螺環(huán)磷酸酯類阻燃劑的制備方法，其特點在于：先將大分子調節(jié)劑和季戊四醇攪拌均勻，再緩慢加入無水氯化鋁，加熱至80～120℃，再緩慢加入三氯氧磷，在80～ 120℃條件下反應2～7h，反應完成后冷卻室溫，調節(jié)阻燃劑pH＝7，100～150℃條件下減壓蒸餾4～10h，得到透明粘稠液體，即為螺環(huán)磷酸酯類阻燃劑。