專(zhuān)利名稱(chēng)：一種粘膠纖維的無(wú)甲醛阻燃劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃劑新材料，特別涉及一種粘膠纖維的無(wú)甲醛阻燃劑。

背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家、學(xué)者已開(kāi)發(fā)了一系列適用于纖維素纖維的阻燃劑及相應(yīng)的工藝，如棉織物阻燃劑以英國(guó)的Allbright&wilson公司的THPC。瑞士Ciba公司的Pyrovatex CP為代表。THPC為四羥甲基氯化磷，但由于其合成過(guò)程中可能產(chǎn)生雙氯甲醚，有致癌的危險(xiǎn)性，并且游離甲醛含量較高，這些內(nèi)在的缺陷，限制了其應(yīng)用范圍。Pyrovatex CP學(xué)名為N-羥甲基-3-(二甲氧基磷?；?丙酰胺，屬于酰胺的磷酸酯類(lèi)化合物，Pyrovatex CP是由亞磷酸二甲酯與丙烯酰胺發(fā)生邁克爾加成，再用甲醛進(jìn)行羥甲基化而得。該阻燃劑具有合成簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，低毒等優(yōu)點(diǎn)。但其在合成的過(guò)程中由于使用甲醛進(jìn)行羥甲基化，故仍有較大的甲醛殘留。本發(fā)明針對(duì)Pyrovatex CP的甲醛殘留量過(guò)高的問(wèn)題，采用環(huán)氧化合物取代甲醛，從而在后處理的過(guò)程中降低甲醛的殘留量。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述THPC在合成過(guò)程中可能產(chǎn)生雙氯甲醚，有致癌的危險(xiǎn)性，并且游離甲醛含量較高的缺點(diǎn)以及Pyrovatex CP在合成的過(guò)程中由于使用甲醛進(jìn)行羥甲基化，仍有較大的甲醛殘留的缺點(diǎn)，而提供一種粘膠纖維的無(wú)甲醛阻燃劑。
該阻燃劑為酰胺的磷酸酯，其結(jié)構(gòu)式如下
其中R1，R2可以相同也可以不同，分別代表含有1-4個(gè)碳原子的烷基自由基或苯基自由基，其中R1，R2可以被一個(gè)或多個(gè)鹵原子取代；R1，R2也可以共同組成一個(gè)亞烷基橋，但碳原子總數(shù)不能超過(guò)4，亞烷基橋中的碳原子亦可以被一個(gè)或多個(gè)鹵原子取代；其中的X代表H或CH3，Y代表Cl或Br或H。
該阻燃劑的合成方法是 以亞磷酸酯與丙烯酰胺類(lèi)化合物發(fā)生邁克爾加成，生成的酰胺官能團(tuán)與環(huán)氧類(lèi)化合物反應(yīng)，合成酰胺的磷酸酯阻燃劑； 其中的亞磷酸酯通式為
丙烯酰胺類(lèi)物質(zhì)通式為
環(huán)氧類(lèi)化合物符合下式
所說(shuō)的亞磷酸酯是亞磷酸二甲酯或亞磷酸二乙酯；所說(shuō)的酰胺類(lèi)化合物為丙烯酰胺，所說(shuō)的催化劑為分鈉或酚鉀鹽或堿金屬醇鹽，所說(shuō)的環(huán)氧類(lèi)化合物為環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷或環(huán)氧溴丙烷，所說(shuō)的無(wú)機(jī)鹽助劑為二價(jià)金屬的鹵化物、氧化物或氫氧化物。
本發(fā)明之酰胺的磷酸酯阻燃劑的應(yīng)用，是按下述配方配成阻燃整理液 酰胺的磷酸酯阻燃劑500g 交聯(lián)劑100g 滲透劑 2g 催化劑 20g 尿素20g 加水稀釋到一升，其中的交聯(lián)劑是六羥甲基三聚氰胺樹(shù)脂(HMM)，催化劑是磷酸，滲透劑是脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)。
膠粘纖維使用阻燃整理液的處理方法是 纖維二浸二軋(軋余率100％)→預(yù)烘108℃(5min)→焙烘160℃(3min)→堿洗(Na2CO3，50g/L)→皂洗(20g/L，Na2CO3；皂片2g/L)→水洗→烘干。
所處理的膠粘纖維阻燃樣品，經(jīng)檢測(cè)氧指數(shù)為30，經(jīng)五十次水洗后為28.5仍能滿足阻燃要求，效果好。
本發(fā)明的有益效果是 本發(fā)明之阻燃劑是一種反應(yīng)性阻燃劑，是含有羥基、磷、氮、鹵素的阻燃劑。使用本阻燃劑時(shí)可與交聯(lián)劑、滲透劑、催化劑等助劑同時(shí)使用。使用本阻燃劑處理的織物具有阻燃效果好，耐久性高，手感好，強(qiáng)度降低少，白度好等突出優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明的具體合成工藝是將亞磷酸酯與丙烯酰胺類(lèi)物質(zhì)按摩爾用量比1.021，稱(chēng)量后加入反應(yīng)釜。待兩組分互溶后，加入二價(jià)金屬的鹵化物、氧化物、氫氧化物，充分?jǐn)嚢?，待其完全溶解后，加入催化劑；?dāng)催化劑的量加入約50-60％時(shí)，發(fā)生一個(gè)劇烈的放熱反應(yīng)，此時(shí)通過(guò)控制催化劑的滴加速度來(lái)控制放熱反應(yīng)，使溫度不超過(guò)70℃；滴加到不再發(fā)生放熱反應(yīng)為止，滴加完后保溫反應(yīng)3小時(shí)，溫度降到室溫后，得到白色晶體，即烷氧基磷?；０返拇制?。
所得到的中間體粗品按每摩爾加入100ml的比例溶于蒸餾水中，升溫到30℃待完全溶解后加入20％濃度的NaOH溶液，調(diào)pH值到9.0，滴加環(huán)氧化合物，加入量為中間體摩爾數(shù)的1.5-2倍，滴加時(shí)間控制在30min左右；滴加完畢后，升溫到70-80℃左右，1-2h后溶液由混濁狀態(tài)轉(zhuǎn)為澄清，繼續(xù)保溫?cái)嚢?0h，反應(yīng)完畢后減壓蒸餾，去除水和環(huán)氧化合物，所得的油狀物即為所需阻燃劑。
本實(shí)施例合成方法中使用的原料為亞磷酸二甲酯、丙烯酰胺、環(huán)氧氯丙烷，無(wú)機(jī)鹽助劑為無(wú)水MgCL2，催化劑為CH3ONa的甲醇溶液。
本發(fā)明的具體實(shí)施例是 將原料亞磷酸二甲酯與丙烯酰胺按摩爾比1.021稱(chēng)量好，加入到反應(yīng)釜中。攪拌，待亞磷酸二甲酯與丙烯酰胺完全溶解后，加入MgCL2，加入量為每摩爾原料0.423g，攪拌待MgCL2完全溶解后，滴加CH3ONa溶液，當(dāng)加入量為55％左右是發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，控制催化劑的滴加速度使溶液溫度不超過(guò)70℃，繼續(xù)滴加CH3ONa直到無(wú)放熱現(xiàn)象發(fā)生為止，放熱結(jié)束后在70℃保溫反應(yīng)3h，冷卻至室溫后得到白色固體二甲氧基磷酰基丙酰胺；在所得中間體中加入蒸餾水，加入量為每摩爾中間體加入100ml水，待完全溶解后，加入20％的NaOH溶液條pH值到9.0，滴加環(huán)氧氯丙烷，加入量為中間體摩爾數(shù)的1.5倍，滴加時(shí)間為30min滴加完畢后，升溫到74℃，1小時(shí)后溶液由混濁變?yōu)槌吻?；繼續(xù)保溫反應(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾，去除未反應(yīng)的環(huán)氧氯丙烷和水，所得到的無(wú)色粘稠狀的產(chǎn)物，即為酰胺的磷酸酯阻燃劑，固含量60％，pH值6.0。
權(quán)利要求
1、一種粘膠纖維的無(wú)甲醛阻燃劑，其結(jié)構(gòu)式如下
其中R1，R2可以相同也可以不同，分別代表含有1-4個(gè)碳原子的烷基自由基或苯基自由基，其中R1，R2可以被一個(gè)或多個(gè)鹵原子取代；R1，R2也可以共同組成一個(gè)亞烷基橋，但碳原子總數(shù)不能超過(guò)4，亞烷基橋中的碳原子亦可以被一個(gè)或多個(gè)鹵原子取代；其中的X代表H或CH3，Y代表Cl或Br或H。
2、如權(quán)利要求1所述的一種粘膠纖維的無(wú)甲醛阻燃劑的合成方法，該方法是以亞磷酸酯與丙烯酰胺類(lèi)化合物發(fā)生邁克爾加成，生成的酰胺官能團(tuán)與環(huán)氧類(lèi)化合物反應(yīng)，合成酰胺的磷酸酯阻燃劑；
其中的亞磷酸酯通式為
丙烯酰胺類(lèi)物質(zhì)通式為
環(huán)氧類(lèi)化合物符合下式
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種粘膠纖維的無(wú)甲醛阻燃劑的合成方法，其中所說(shuō)的亞磷酸酯是亞磷酸二甲酯或亞磷酸二乙酯；所說(shuō)的酰胺類(lèi)化合物為丙烯酰胺；所說(shuō)的催化劑為分鈉或酚鉀鹽或堿金屬醇鹽；所說(shuō)的環(huán)氧類(lèi)化合物為環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷或環(huán)氧溴丙烷；所說(shuō)的無(wú)機(jī)鹽助劑為二價(jià)金屬的鹵化物、氧化物或氫氧化物。
4、一種含有如權(quán)利要求1所述粘膠纖維的無(wú)甲醛阻燃劑的阻燃整理液，該阻燃整理液的配比如下
酰胺的磷酸酯阻燃劑 500g
交聯(lián)劑 100g
滲透劑 2g
催化劑 20g
尿素20g
加水稀釋到一升，其中的交聯(lián)劑是六羥甲基三聚氰胺樹(shù)脂，催化劑是磷酸，滲透劑是脂肪醇聚氧乙烯醚。
5、如權(quán)利要求3所述的阻燃整理液用于膠粘纖維的阻燃處理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種粘膠纖維的無(wú)甲醛阻燃劑，其是以亞磷酸酯與丙烯酰胺類(lèi)化合物發(fā)生邁克爾加成，生成的酰胺官能團(tuán)與環(huán)氧類(lèi)化合物反應(yīng)，合成酰胺的磷酸酯阻燃劑，該阻燃劑的結(jié)構(gòu)式如上，該阻燃劑與交聯(lián)劑滲透劑催化劑和尿素用水配比成阻燃整理液，而用于粘膠纖維的阻燃處理，使處理后的粘膠纖維織物具有阻燃效果好，耐久性高，手感好，強(qiáng)度降低少，白度好等突出優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)D06M13/447GK101498103SQ200910066578
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日
發(fā)明者敖玉輝, 胡江濤, 李連貴, 陳永祥, 張會(huì)軒 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)