本發(fā)明涉及的是紡織品后整理技術(shù)，具體涉及的是應(yīng)用于化纖、純棉及化纖與棉混紡織物的一種耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃發(fā)泡涂層膠及處理方法。
技術(shù)背景
阻燃涂層技術(shù)是一種常見的紡織品功能整理技術(shù)，目前效果較好價格較便宜的為傳統(tǒng)鹵素阻燃劑，但其使用過程中會產(chǎn)生大量有毒有害煙氣。
目前，環(huán)保磷氮類阻燃劑得到廣泛應(yīng)用。其中聚磷酸銨是一種無毒、穩(wěn)定性好、阻燃性好的非鹵素阻燃劑，其阻燃效果主要來自于磷氮協(xié)同效應(yīng)；但作為一種粉體填料應(yīng)用于紡織品中，其自身較強的吸濕作用會導(dǎo)致產(chǎn)品阻燃性能下降并降低阻燃產(chǎn)品其他性能。
為解決聚磷酸銨吸濕性問題，普遍采取微膠囊包覆等方法，再將其應(yīng)用于紡織品阻燃涂層中；如中國專利CN 103215818B《用于紡織品的阻燃涂層膠及其制備方法》其通過將結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨(APPⅡ)包覆制造微膠囊化的聚磷酸銨阻燃劑以減少聚磷酸銨的吸濕性能，而后將包覆好的聚磷酸銨與溶劑型涂層膠、環(huán)狀磷酸酯、三氧化二銻復(fù)配制成阻燃涂層膠用于純棉帆布涂層，整理后織物具有阻燃效果。此種方法制得的阻燃涂層膠需要先對聚磷酸銨包覆，再復(fù)配其他原料制得最終產(chǎn)品，該方法生產(chǎn)工藝流程長，成本較高、采用溶劑型涂層膠不環(huán)保，并且經(jīng)該方法僅整理純棉帆布，整理后的織物不具備除阻燃性能以外的其他性能。
2007年第12期《印染助劑》發(fā)表的《硅氧烷包覆聚磷酸銨協(xié)同阻燃劑的制備及在涂層劑中的應(yīng)用》公開為改善聚磷酸銨吸濕性及阻燃涂層織物中存在的“霜化”等問題，采用溶膠-凝膠法對結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨表面包覆聚硅氧烷，并將包覆后阻燃劑與水性聚氨酯復(fù)配整理織物。整理后織物具備阻燃、抗?jié)B水性能。但該涂層膠并不是發(fā)泡膠，整理后織物不透氣，且僅應(yīng)用于滌綸織物，此外該方法生產(chǎn)工藝流程長，整理后的織物不具備除阻燃、抗?jié)B水性能以外的其他性能。
2008年全國阻燃學(xué)術(shù)年會論文集發(fā)表的《聚磷酸銨/水性聚丙烯酸酯阻燃膠在織物涂層中的應(yīng)用研究》其以聚磷酸銨作為阻燃添加劑復(fù)配阻燃協(xié)效劑、水性聚丙烯酸酯粘合劑制成聚磷酸銨(APP)/水性聚丙烯酸酯（PA）阻燃膠，采用涂覆兩刀阻燃膠并涂覆一刀水性聚氨酯膠工藝整理滌綸織物。經(jīng)整理后滌綸面料具備阻燃性能、抗?jié)B水性能。但該涂層膠并不是發(fā)泡膠，且僅應(yīng)用于滌綸織物，此外該方法生產(chǎn)工藝流程長，整理后的織物不具備除阻燃、抗?jié)B水性能以外的其他性能。
2009年《印染》第3期發(fā)表的《水性發(fā)泡阻燃涂層膠的合成及其應(yīng)用》公開一種用于紡織品的水性發(fā)泡阻燃涂層膠的制備方法，其采用烯丙基磷酸二甲酯和丙烯酸酯單體為主要原料合成一種丙烯酸型水性發(fā)泡阻燃涂層膠整理竹漿纖維平紋布，整理后該面料具備良好的阻燃性能。但其僅應(yīng)用于練漂后的竹漿纖維平紋布，并且整理后面料除阻燃性能外無其他性能。
中國專利CN 101498105A《紡織品用水性發(fā)泡阻燃涂層膠及其制備方法》介紹的是以水性聚氨酯乳液和水性丙烯酸酯乳液組成的水性基體乳液，再填加溴系阻燃劑、磷系阻燃劑、阻燃增效劑、增稠劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、手感劑、防沉劑等組成發(fā)泡阻燃涂層膠。其原料含有溴系阻燃劑，鹵素阻燃劑燃燒釋放鹵化氫腐蝕性氣體不環(huán)保；此外，經(jīng)其整理后面料僅具備阻燃性能，不具備其他性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)簡單方便，有效解決聚磷酸銨吸濕性問題及阻燃紡織品熔融性問題的阻燃發(fā)泡涂層膠及處理方法。經(jīng)該方法整理后化纖、棉及化纖與棉混紡面料具有良好的阻燃性能、并同時具備耐寒、抗扭曲彎撓、透氣性能；面料彈性好，服用更舒適。
本發(fā)明紡織品用耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃發(fā)泡涂層膠：
原料按重量配比：
將柔彈泡沫涂層膠80-100，封閉型異氰酸酯交聯(lián)劑2-4，高滲透柔軟劑1-3，混合攪拌均勻，再加入結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨（APPⅡ）20-25，膨脹石墨10-15，聚四氟乙烯(PTFE)微粉4-6，使用分散機高速攪拌使物料充分混入空氣達到發(fā)泡狀態(tài)，使混合物料體積增大1-3倍, 得涂層膠。
本發(fā)明紡織品耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃發(fā)泡涂層處理方法：
(1)面料軋光前處理，壓力9-10 Mpa，溫度60-80℃，車速15-25m/min；
(2)使用上述方法制得的涂層膠對面料進行涂層，150-160℃焙烘2-3分鐘。
柔彈泡沫涂層膠，選自遼寧恒星精細(xì)化工有限公司FS-804B產(chǎn)品；
封閉型異氰酸酯交聯(lián)劑,選自上海西潤化工科技有限公司XR-200產(chǎn)品；
高滲透柔軟劑，選自遼寧恒星精細(xì)化工有限公司高滲透柔軟劑906S產(chǎn)品；
聚四氟乙烯微粉，選自沈陽市天宇祥微粉材料廠，聚四氟乙烯（PTFE）微粉-A01產(chǎn)品；
結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨（APPⅡ）：聚合度n＞1000的聚磷酸銨,平均粒度≤20μm，為市售產(chǎn)品；
膨脹石墨，膨脹倍率為150-250 ml/g，可選青島南墅宏達石墨制品有限公司超低硫可膨脹石墨Hd80產(chǎn)品。
本發(fā)明生產(chǎn)簡單方便，有效解決聚磷酸銨吸濕性問題及阻燃紡織品熔融性問題。經(jīng)該方法整理后化纖、棉及化纖與棉混紡面料具有良好的阻燃性能、并同時具備耐寒、抗扭曲彎撓、透氣性能；面料彈性好，服用更舒適。
本發(fā)明使用原料均環(huán)保，整理后產(chǎn)品不含有機溶劑、有毒氣體和VOC排放，環(huán)保性能好，優(yōu)于鹵素阻燃劑。
本發(fā)明選用結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨，其在高溫條件下可分解出PO·、PO2·、NH3及H2O等自由基及不燃性氣體，它們有捕捉自由基和稀釋可燃?xì)怏w的作用，以達到阻燃效果。此外，聚磷酸銨高溫條件下分解產(chǎn)生的磷酸有助于聚氨酯成炭，炭層在聚磷酸銨分解出的氨氣作用下膨脹于涂層表面，達到絕熱阻燃的作用。
聚四氟乙烯微粉具有優(yōu)異的耐高溫特性，良好的熱穩(wěn)定性、高溫下不熔融、耐用性強，可有效避免紡織品燃燒過程中的熔滴現(xiàn)象。此外其耐低溫性良好，可在冷凍環(huán)境下使用不脆化，加入涂層膠體系中可使整理后織物具備良好的耐寒性及阻燃抗熔融性。
膨脹石墨是一種納米級復(fù)合材料，目前廣泛用于填充聚氨酯泡沫塑料中，作為添加劑與聚氨酯發(fā)泡膠等原料混合，用于整理紡織品尚未見文獻報道。膨脹石墨具有疏松多孔結(jié)構(gòu)，可與聚磷酸銨、聚四氟乙烯微粉形成復(fù)合阻燃體系；聚磷酸銨起到酸源與氣源的作用，高溫條件下，膨脹石墨由原來的鱗片狀變成蠕蟲狀，蠕蟲內(nèi)部膨脹石墨呈片狀分布，在片狀的膨脹石墨里夾有一層致密的聚磷酸銨分解物形成的炭層及聚四氟乙烯形成的絕熱層，多層的絕熱層達到協(xié)同阻燃增效的效果。同時，三者形成的復(fù)合阻燃體系形成的多層絕熱層增加了燃燒殘余物，殘余物覆蓋于燃燒表面阻止了熱與氧氣交流，進一步加強阻燃效果。
柔彈泡沫涂層膠，是一種聚醚型發(fā)泡聚氨酯，含有醚鍵，其可將C-C鍵分開增加分子鏈間的柔順性，使整理后織物具有良好的抗扭曲彎撓性、彈性、柔軟性。
柔彈泡沫涂層膠在涂層160℃高溫焙烘時，可形成氣室將聚磷酸銨/聚四氟乙烯/膨脹石墨組成的阻燃體系包覆于泡沫層內(nèi)（柔彈泡沫涂層膠表面仍具有羧基等活性基團）組成聚氨酯/聚磷酸銨/聚四氟乙烯/膨脹石墨復(fù)合阻燃體系，有效降低聚磷酸銨粉末吸濕性、增強粉末與膠的結(jié)合牢度；同時由于柔彈泡沫涂層膠形成的氣室具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，可使整理后面料具備良好的透氣效果。
高滲透柔軟劑，其是一種氨基硅油樹脂，能增加織物纖維的柔軟性進而增強織物抗扭曲彎撓性；同時其具有良好的耐高低溫性能。
加入的封閉型異氰酸酯交聯(lián)劑，其是一種末端氮丙啶封閉型異氰酸酯，交聯(lián)不產(chǎn)生副產(chǎn)物，氮丙啶的開環(huán)反應(yīng)促進聚氨酯交聯(lián)成炭。同時其含有的-NCO可與聚氨酯/聚磷酸銨/聚四氟乙烯/膨脹石墨復(fù)合阻燃體系表面的羧基活性基團反應(yīng)，并可與高滲透柔軟劑中的氨基反應(yīng)，也可與織物中的羥基反應(yīng)。此外，其可將高滲透柔軟劑中硅氧烷鏈段有效嵌在聚氨酯/聚磷酸銨/聚四氟乙烯/膨脹石墨復(fù)合阻燃體系表面。其起到橋梁作用，將各組分原料有效連接，增強織物牢度及耐洗性、抗扭曲彎撓性、耐寒性等性能。
本發(fā)明幾種原料的選擇復(fù)配使整理后紡織品環(huán)保性能好，同時面料具有耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃、透氣的功能效果并且手感柔軟、服用性好?？朔藛为毷褂镁哿姿徜@，其吸濕性影響阻燃效果的問題，同時有效避免紡織品燃燒過程中的熔滴現(xiàn)象。
與中國專利CN 101498105A《紡織品用水性發(fā)泡阻燃涂層膠及其制備方法》相比，其所用磷系阻燃劑為有機磷酸酯，與本發(fā)明磷系阻燃劑結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨不同；其以水性聚氨酯乳液和水性丙烯酸酯乳液組成的水性基體乳液與本發(fā)明柔彈泡沫涂層膠成分不同；其阻燃體系由溴系阻燃劑、磷系阻燃劑、阻燃增效劑組成，由于含有溴系阻燃劑，燃燒釋放大量鹵化氫腐蝕性氣體不環(huán)保，而本發(fā)明阻燃體系由聚磷酸銨、膨脹石墨、聚四氟乙烯微粉構(gòu)成，不含有毒氣體及VOC排放，環(huán)保；此外，其整理后面料僅具備阻燃性能不具備其他性能，而本發(fā)明產(chǎn)品具備阻燃、耐低溫、抗扭曲彎撓、透氣多種功能，且手感柔軟。
具體實施方式
實施例1
耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃發(fā)泡涂層膠，原料重量配比：
將柔彈泡沫涂層膠80，封閉型異氰酸酯交聯(lián)劑2，高滲透柔軟劑1，混合攪拌均勻，再加入結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨20，膨脹石墨10，聚四氟乙烯微粉4，使用分散機高速攪拌使物料充分混入空氣達到發(fā)泡狀態(tài)，使混合物料體積增大1-1.5倍, 得涂層膠。
耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃發(fā)泡涂層處理方法：
(1)面料軋光前處理，壓力9 Mpa，溫度60℃，車速20m/min；
(2)使用上述方法制得的涂層膠對面料進行涂層，150℃-155℃-155℃-160℃焙烘2分鐘。
實施例2
耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃發(fā)泡涂層膠，原料重量配比：
將柔彈泡沫涂層膠88，封閉型異氰酸酯交聯(lián)劑2.5，高滲透柔軟劑2，混合攪拌均勻，再加入結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨22，膨脹石墨12，聚四氟乙烯微粉5，使用分散機高速攪拌使物料充分混入空氣達到發(fā)泡狀態(tài)，使混合物料體積增大1.5-2倍，得涂層膠。
耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃發(fā)泡涂層處理方法：
(1)面料軋光前處理，壓力9 Mpa，溫度70℃，車速15m/min；
(2)使用上述方法制得的涂層膠對面料進行涂層，150℃-155℃-155℃-160℃焙烘2.5分鐘。
實施例3
耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃發(fā)泡涂層膠，原料重量配比：
將柔彈泡沫涂層膠95，封閉型異氰酸酯交聯(lián)劑3，高滲透柔軟劑2.5，混合攪拌均勻，再加入結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨24，膨脹石墨13，聚四氟乙烯微粉5.5，使用分散機高速攪拌使物料充分混入空氣達到發(fā)泡狀態(tài)，使混合物料體積增大2-2.5倍，得涂層膠。
耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃發(fā)泡涂層處理方法：
(1)面料軋光前處理，壓力10 Mpa，溫度65℃，車速25m/min；
(2)使用上述方法制得的涂層膠對面料進行涂層，150℃-155℃-155℃-160℃焙烘3分鐘。
實施例4
耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃發(fā)泡涂層膠，原料重量配比：
將柔彈泡沫涂層膠100，封閉型異氰酸酯交聯(lián)劑4，高滲透柔軟劑3，混合攪拌均勻，再加入結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨25，膨脹石墨15，聚四氟乙烯微粉6，使用分散機高速攪拌使物料充分混入空氣達到發(fā)泡狀態(tài)，使混合物料體積增大2.5-3倍，得涂層膠。
耐寒、抗扭曲彎撓、阻燃發(fā)泡涂層處理方法：
(1)面料軋光前處理，壓力10 Mpa，溫度80℃，車速20m/min；
(2)使用上述方法制得的涂層膠對面料進行涂層，150℃-155℃-155℃-160℃焙烘3分鐘。
上述實施例：
柔彈泡沫涂層膠，選自遼寧恒星精細(xì)化工有限公司FS-804B產(chǎn)品；
封閉型異氰酸酯交聯(lián)劑，選自上海西潤化工科技有限公司XR-200產(chǎn)品；
高滲透柔軟劑，選自遼寧恒星精細(xì)化工有限公司高滲透柔軟劑906S產(chǎn)品；
結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨：選自什邡市長豐化工有限公司CF-APP201產(chǎn)品；
膨脹石墨，膨脹倍率為150-250 ml/g，選自青島南墅宏達石墨制品有限公司超低硫可膨脹石墨Hd80產(chǎn)品；
聚四氟乙烯微粉，選自沈陽市天宇祥微粉材料廠，聚四氟乙烯(PTFE)微粉-A01產(chǎn)品。
實驗例
實驗例1面料選擇：化纖織物：75D×75D/260T滌綸，經(jīng)實施例1涂層膠處理。
實驗例2面料選擇：化纖織物：160D×160D/100×66錦綸，經(jīng)實施例2涂層膠處理。
實施例3面料選擇：純棉織物：40×40/133×72，經(jīng)實施例3涂層膠處理。
實施例4面料選擇：化纖與棉混紡織物：T65/C35（滌綸與棉混紡），經(jīng)實施例4涂層膠處理。
具體檢測指標(biāo)對比結(jié)果如下表：
檢測方法
阻燃性：按GB/T 5455-1997《紡織品 燃燒性能試驗 垂直法》標(biāo)準(zhǔn)測試。
抗扭曲彎撓性：按FZ/T 01052-1998《涂層織物 抗扭曲彎撓性能的測定》標(biāo)準(zhǔn)測試；
耐低溫性能：按FZ/T 01007-2008《涂層織物 耐低溫性的測定》標(biāo)準(zhǔn)測試；
透氣性能：按GB/T 5453-1997《紡織品 織物透氣性的測定》標(biāo)準(zhǔn)測試；
手感：以5位工程師主觀評價。
結(jié)論：從上表可以看出本產(chǎn)品應(yīng)用于化纖織物、棉織物及化纖與棉混紡織物涂層，整理后面料具有良好的阻燃、耐寒、抗扭曲彎撓、透氣性能，并且面料環(huán)保，無腐蝕性氣體、無VOC排放，手感柔軟、彈性更好。