pp環保阻燃劑
什么是pp環保阻燃劑?
PP環保阻燃劑不同于含鹵型阻燃劑，在燃燒過程中通過產生致密的膨脹碳層達到隔熱隔絕空氣阻燃的目的，而不會有刺激性鹵化氫氣體以及黑煙，是一種環保型阻燃劑。
pp環保阻燃劑就是一種專門用于聚丙烯塑料的一種阻燃劑。PP環保阻燃劑是專為聚丙烯而開發的無鹵、膨脹型阻燃劑。它是由具有協同作用的含磷含氮化學物聚合而成的，在聚丙烯中有良好的相容性，對塑料的機械性能影響很小，同時在加工過程有優良的加工穩定性。m7k5hVcM
無甲醛阻燃純棉面料整理
PyrovatexCP類以羥甲基為反應性基團與纖維交聯,同時為了提高阻燃效率,使織物具有足夠的磷含量和耐久性,使用時需添加含羥甲基反應基團的交聯劑,而羥甲基易分解釋放甲醛,導致生產環境和整理后的織物上甲醛超標。由于各國要求生產和進口的紡織品不含有毒、有污染物質,因此,開發無甲醛的阻燃劑產品迫在眉睫。
目前,天然纖維用耐久阻燃劑以英國Allbrigh&tWilson公司的四羥甲基氯化钅粦(THPC)和亨斯邁公司的N-羥甲基-3-(二甲氧基膦酰基)丙酰胺(PyrovatexCP)為代表。但THPC在合成過程中使用了甲醛,且會產生具有致癌作用的雙氯甲醚,因而歐盟出臺法規限制其使用。
本試驗以甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、季戊四醇為主要原料,合成了環保型阻燃劑GM-1。采用阻燃劑GM-1、交聯劑檸檬酸/馬來酸(物質的量比為1∶1)復配酸、催化劑次亞磷酸鈉對棉織物進行阻燃整理,探討了阻燃劑、交聯劑和催化劑用量及焙烘條件對阻燃效果的影響。
1 試驗
1.1 材料與儀器
織物 純棉漂白平布21tex×21tex(濰坊龍都棉紡織印染有限公司)
藥品甲基膦酸二甲酯(揚州晨化科技集團有限公司),五氧化二磷(張家港市飛宇化工有限公司),季戊四醇(上海科豐化學試劑有限公司),亞磷酸三苯酯、辛酸亞錫(國藥集團化學試劑有限公司),檸檬酸(吳江市昌利化工有限公司),馬來酸(上海卓悅化工有限公司),次亞磷酸鈉(上海凌峰化學試劑有限公司)
儀器 EHP350MM型微調水平軋車(英國ROACHES公司),YG815B型垂直法織物阻燃性能測試儀(南通三思機電),101-1型電熱恒溫鼓風干燥箱(上海華聯環境試驗設備公司),TY800系列斷裂強度測試儀(江都市天惠試驗機械有限公司),MZ-12型全自動水洗機(上海江楓服裝機械廠)
1.2 阻燃劑合成工藝
在裝有攪拌器、溫度計、滴液漏斗和冷凝管的反應器中,加入甲基膦酸二甲酯142g,加熱至50~55℃,然后加入五氧化二磷150g,將反應溫度調至90~95℃,保溫反應3h。將反應物冷卻至50~55℃,加入亞磷酸三苯酯15g,保溫2h。繼續將反應混合物加熱至70~75℃,加入季戊四醇70g、催化劑辛酸亞錫0.2g,于75~85℃保溫反應5h,得到的產物為亮黃色透明液體。
1.3 織物阻燃整理工藝
處理工藝 浸軋整理液(二浸二軋,軋余率100%~110%)→預烘(120℃×1.5min)→焙烘(170℃×3min)
工藝處方
阻燃劑GM-1/g 400
復配酸/g60
次亞磷酸鈉/g30
加去離子水至/L1
1.4 性能測試
1.4.1 燃燒性能
參照GB/T5455—1997《紡織品燃燒性能試驗垂直法》測定。
1.4.2 斷裂強力
參照GB/T3932.1—1997《織物拉伸性能第1部分:斷裂強力和斷裂延伸率的測定條樣法》,測定試樣緯向5次,取平均值,按式(1)計算織物斷裂強力損失率:
式中:W0———整理后織物的斷裂強力;
W1———整理前織物的斷裂強力。
1.4.3 耐洗性
參照AATCC124—2005《重復家庭洗滌后織物的外觀》測定。
2 結果與討論
2.1 阻燃劑用量
阻燃劑用量是控制整理效果的一個重要因素。在其它處理條件相同的條件下,阻燃劑用量對純棉織物阻燃性能和斷裂強力的影響見表1。
由表1可知,隨著阻燃劑用量的增加,棉織物的阻燃性能提高,斷裂強力下降,損失率提高。當用量達到400g/L后,阻燃性能基本穩定,斷裂強力損失趨緩。這是因為對純棉織物進行阻燃整理時,添加了多元羧酸作為交聯劑,當阻燃劑用量較低時,阻燃劑與多元羧酸、纖維素大分子建立分子間酯鍵,固著于織物上,使得阻燃性隨其用量的增加而提高。由于多元羧酸和纖維素大分子上的反應基團是一定的,當阻燃劑用量超過400g/L后,此時阻燃劑已與多元羧酸和纖維素大分子充分反應,再增加阻燃劑用量,阻燃性能的變化不再明顯。經阻燃整理后,由于在纖維的基本結構單元及大分子間引入了一定數量的交聯鍵,因此纖維各結構單元之間的活動受到一定限制,與未處理織物相比負擔外力的情況更不均勻,引起強力下降,斷裂強力損失率增大。當交聯鍵達到一定數量時,強力下降的幅度變小,斷裂強力損失趨緩。綜合考慮,確定阻燃劑的用量為400g/L。
注:交聯劑60g/L,催化劑30g/L,焙烘溫度180℃,焙烘時間3min。
2.2 多元羧酸濃度
交聯劑在阻燃過程中可自身縮合成網狀結構,也可與纖維素大分子交聯,還能與阻燃劑縮合形成穩定的化學鍵并固著于纖維上,使耐洗性能大幅提高。本試驗采用物質的量之比為1∶1的檸檬酸/馬來酸復配酸作為交聯劑,復配酸用量對純棉織物阻燃性能和斷裂強力的影響如圖1所示。
由圖1可知,多元羧酸用量為60g/L時,阻燃效果較好,炭長較短。繼續提高阻燃劑用量,阻燃效果提升不夠明顯,炭長變化不大,而斷裂強力損失率顯著增加。綜合考慮,多元羧酸用量以60g/L為宜。
2.3 催化劑濃度
為了使阻燃劑、交聯劑在焙烘過程中迅速與纖維大分子反應交聯,需在阻燃配方中添加適量催化劑,以縮短反應時間,提高阻燃效果,并減輕纖維素的受損程度。本試驗采用次亞磷酸鈉為催化劑,催化劑用量對純棉織物阻燃性能和斷裂強力損失率的影響見表2。
由表2可知,隨著催化劑濃度增加,阻燃效果有所提高。但加入催化劑量過多,導致整理液pH值過低,反而會使織物強力下降。綜合考慮,確定催化劑次亞磷酸鈉用量為30g/L。
2.4 焙烘條件
織物經過相同工藝(阻燃劑用量400g/L,交聯劑用量60g/L)處理后,在不同溫度下焙烘3min,溫度對純棉織物阻燃性能和斷裂強力的影響如表3所示。
由表3可知,隨著焙烘溫度的升高,棉織物阻燃性能逐漸提高,但織物斷裂強力損失也增大。焙烘溫度的選擇取決于阻燃劑、交聯劑之間的反應,以及它們與纖維素大分子之間交聯反應。溫度低,阻燃效果不佳,溫度過高,易造成織物強力損失過大。綜合考慮,確定焙烘溫度為180℃。
在180℃下,改變焙烘時間進行試驗,結果見圖2。
由圖2可知,焙烘溫度為180℃時,隨著焙烘時間的延長,棉織物燃燒炭長變短,阻燃性能不斷提高,但織物強力下降。綜合考慮,確定焙烘時間為3min。
2.5 阻燃性能
采用以上確定的優化工藝,即阻燃劑400g/L,交聯劑60g/L,催化劑30g/L,焙烘溫度180℃,焙烘時間3min處理純棉織物,測試相關指標如表4所示。
(1)純棉織物采用自制的阻燃劑的阻燃整理優化工藝為:阻燃劑GM-1400g/L,交聯劑檸檬酸/馬來酸(物質的量之比為1∶1)60g/L,催化劑30g/L,焙烘溫度180℃,焙烘時間3min。
(2)優化工藝處理過的純棉織物經50次洗滌后燃燒炭長僅為10.2cm,具有較好的阻燃性。
(3)所合成的阻燃劑GM-1不含甲醛,整理過程中也不使用含甲醛助劑,可視為環保型產品。
由表4可知,采用優化工藝處理過的純棉織物經50次洗滌后,燃燒炭長僅為10.2cm,說明阻燃劑GM-具有較好的阻燃性和耐久性。jJ1uxK9iQqhRv
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