本發(fā)明屬于紡織品化學(xué)助劑領(lǐng)域，具體涉及一種磷氮耐氯阻燃劑及其合成方法。
背景技術(shù)：
：阻燃整理是將整理劑通過共價鍵固著于織物的表面，使織物具有耐久性的阻燃性能。越來越多的紡織品如服裝面料、無紡布、裝飾用紡織品、地毯、產(chǎn)業(yè)用紡織品都需要進(jìn)行阻燃整理，磷氮織物阻燃整理劑是織物整理劑中重要的一類，經(jīng)其整理的織物具有出色的阻燃性能。磷氮織物整理劑的研究也引起國內(nèi)外科學(xué)工作者的極大關(guān)注，因而得到迅速的發(fā)展，成為織物整理劑的重要分支。磷系阻燃劑中氮元素的加入，往往能起到提高熱穩(wěn)定性、克服易水解性，降低生煙量等增效作用。磷氮系膨脹型阻燃劑在受熱分解時又可形成焦磷酸保護(hù)膜，并隨后形成膨脹的泡沫狀炭層結(jié)構(gòu)，起到絕熱和阻氧作用。但現(xiàn)有的磷氮阻燃劑通常由于氮上剩余一個氫原子而不耐氯，因此，本發(fā)明的目的是提供一種新的阻燃劑，即磷氮耐氯阻燃劑，通過反應(yīng)使磷氮阻燃劑氮原子上的氫全部被取代來提高其耐氯性。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明合成了一種新的阻燃劑，通過反應(yīng)使磷氮阻燃劑中n上的氫被環(huán)氧氯丙烷取代，使其具有耐氯性。本發(fā)明的目的之一是提供一種磷氮耐氯阻燃劑。本發(fā)明的目的之二是提供該磷氮耐氯阻燃劑的合成方法。本發(fā)明的目的之三是提供該磷氮耐氯阻燃劑在紡織品阻燃整理中的應(yīng)用。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種阻燃劑，該阻燃劑的結(jié)構(gòu)為：本發(fā)明還提供了該阻燃劑的合成方法，包括如下步驟：a、在反應(yīng)釜中，加入亞磷酸二乙酯、n-羥甲基丙烯酰胺，加熱攪拌形成溶液后加入甲醇鈉，恒溫反應(yīng)；b、用20％naoh溶液調(diào)節(jié)步驟a產(chǎn)物溶液的ph值；c、在上述溶液中加入環(huán)氧氯丙烷，恒溫反應(yīng)，出料，即制得該阻燃劑。優(yōu)選地，步驟a采用水浴加熱，水浴溫度為50℃-65℃，反應(yīng)時間為2h-8h。優(yōu)選地，步驟a中亞磷酸二乙酯和n-羥甲基丙烯酰胺的物質(zhì)的量之比為1：(0.9-1.2)。優(yōu)選地，步驟a中甲醇鈉用量為反應(yīng)物亞磷酸二乙酯和n-羥甲基丙烯酰胺質(zhì)量之和的1％-4％。優(yōu)選地，步驟b中調(diào)節(jié)后的溶液的ph值為9。優(yōu)選地，步驟c中反應(yīng)溫度是70℃-85℃，反應(yīng)時間是4h-10h。優(yōu)選地，步驟a中亞磷酸二乙酯與步驟c中環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1:1.8-2.4。本發(fā)明還提供了上述阻燃劑在紡織品阻燃整理中的應(yīng)用。尤其是亞麻紡織品中的應(yīng)用。本發(fā)明還提供了一種織物整理工作液，該織物整理工作液包括阻燃劑。具體地，該織物整理工作液由包括如下步驟的方法制備得到：將上述方法步驟制備的未提純阻燃劑、nh4cl、滲透劑加入到水中，攪拌均勻制備得到。優(yōu)選地，該織物整理工作液中各組分的濃度為：未提純阻燃劑：500g/l、nh4cl：20g/l、滲透劑jfc：2g/l。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點：本發(fā)明豐富了磷氮阻燃劑的種類，并使其具有耐氯性，節(jié)能環(huán)保，工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用前景廣闊。本發(fā)明通過控制亞磷酸二乙酯、n-羥甲基丙烯酰胺、環(huán)氧氯丙烷、甲醇鈉等物質(zhì)的摩爾比、反應(yīng)體系ph、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、催化劑用量的方法，經(jīng)過兩步合成該阻燃劑；經(jīng)含有該阻燃劑的整理工作液整理后的織物各項性能優(yōu)良。附圖說明圖1為未提純的第一步產(chǎn)物(實施例5)的紅外光譜圖；圖2為未提純的磷氮耐氯阻燃劑(實施例5)的紅外光譜圖。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，應(yīng)該理解的是，這些實施例僅用于例證的目的，決不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明中的實驗儀器均為本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備。本發(fā)明所用材料及化學(xué)試劑中除磷氮耐氯阻燃劑(本發(fā)明的創(chuàng)新)為自制以外，其余各種化工原料均可市售購得。實施例1一種磷氮耐氯阻燃劑的合成方法，包括以下步驟：第一步合成在水浴溫度為50℃的反應(yīng)釜中，加入摩爾比為1：0.9的亞磷酸二乙酯和n-羥甲基丙烯酰胺，加熱攪拌成溶液后，加入占反應(yīng)物質(zhì)量之和1％的甲醇鈉，保溫反應(yīng)2h。第二步合成用20％的naoh溶液調(diào)節(jié)第一步產(chǎn)物溶液的ph值至9；在水浴溫度為70℃的反應(yīng)釜中，加入環(huán)氧氯丙烷，其中亞磷酸二乙酯與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:1.8，保溫反應(yīng)4h，即制得該磷氮耐氯阻燃劑。實施例2一種磷氮耐氯阻燃劑的合成方法，包括以下步驟：第一步合成在水浴溫度為55℃的反應(yīng)釜中，加入摩爾比為1：0.9的亞磷酸二乙酯和n-羥甲基丙烯酰胺，加熱攪拌成溶液后，加入占反應(yīng)物質(zhì)量之和3％的甲醇鈉，保溫反應(yīng)4h。第二步合成用20％naoh溶液調(diào)節(jié)第一步產(chǎn)物溶液的ph值至9；在水浴溫度為75℃的反應(yīng)釜中，加入環(huán)氧氯丙烷，其中亞磷酸二乙酯與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:1.8，保溫反應(yīng)6h，即制得該磷氮耐氯阻燃劑。實施例3一種磷氮耐氯阻燃劑的合成方法，包括以下步驟：第一步合成在水浴溫度為50℃的反應(yīng)釜中，加入摩爾比為1：1.1的亞磷酸二乙酯和n-羥甲基丙烯酰胺，加熱攪拌成溶液后，加入占反應(yīng)物質(zhì)量之和3％的甲醇鈉，保溫反應(yīng)6h。第二步合成用20％naoh溶液調(diào)節(jié)第一步產(chǎn)物溶液的ph值至9；在水浴溫度為70℃的反應(yīng)釜中，加入環(huán)氧氯丙烷，其中亞磷酸二乙酯與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:2.2，保溫反應(yīng)8h，即制得該磷氮耐氯阻燃劑。實施例4一種磷氮耐氯阻燃劑的合成方法，包括以下步驟：第一步合成在水浴溫度為50℃的反應(yīng)釜中，加入摩爾比為1：1的亞磷酸二乙酯和n-羥甲基丙烯酰胺，加熱攪拌成溶液后，加入占反應(yīng)物質(zhì)量之和2％的甲醇鈉，保溫反應(yīng)4h。第二步合成用20％naoh溶液調(diào)節(jié)第一步產(chǎn)物溶液的ph值至9；在水浴溫度為80℃的反應(yīng)釜中，加入環(huán)氧氯丙烷，其中亞磷酸二乙酯與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:2.2，保溫反應(yīng)4h，即制得該磷氮耐氯阻燃劑。實施例5一種磷氮耐氯阻燃劑的合成方法，包括以下步驟：第一步合成在水浴溫度為60℃的反應(yīng)釜中，加入摩爾比為1：0.9的亞磷酸二乙酯和n-羥甲基丙烯酰胺，加熱攪拌成溶液后，加入占反應(yīng)物質(zhì)量之和4％的甲醇鈉，保溫反應(yīng)6h。第二步合成用20％naoh溶液調(diào)節(jié)第一步產(chǎn)物溶液的ph值至9；在水浴溫度為70℃的反應(yīng)釜中，加入環(huán)氧氯丙烷，其中亞磷酸二乙酯與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:2，保溫反應(yīng)6h，即制得該磷氮耐氯阻燃劑。一、由于第一步反應(yīng)結(jié)束后，如有未反應(yīng)的n-羥甲基丙烯酰胺會從溶液中析出，亞磷酸二乙酯遇熱會分解成磷化氫，所以第一步反應(yīng)以所剩余的液體質(zhì)量進(jìn)行評價。表1第一步反應(yīng)評價二、織物整理工作液的制備方法，包括如下步驟：a.在250ml的燒杯中加入自來水50ml；b.在250ml燒杯中加入未提純的磷氮耐氯阻燃劑50g、nh4cl2g、滲透劑jfc0.2g，加水合成至100ml；c.用潔凈的玻璃棒攪拌均勻，即可。三、織物的處理工藝本發(fā)明采用含有磷氮耐氯阻燃劑的織物整理工作液對亞麻布進(jìn)行整理。整理工藝：a.取一小塊亞麻布，稱重；b.將已知重量的亞麻布浸入上述整理劑中，室溫，浸泡20min，兩浸兩軋，軋余率控制在90％～95％；c.將整理后的織物放入烘箱中，在80℃預(yù)烘3min，然后取出，在160℃焙烘3min，即可。四、性能評價實驗及產(chǎn)物的表征最終產(chǎn)物的評價標(biāo)準(zhǔn)為炭長(gb/t5455)。表2最終產(chǎn)物性能序號炭長(cm)實施例18.1實施例28.6實施例37.8實施例47.8實施例56.4實施例5未提純的第一步與第二步產(chǎn)物的紅外光譜如圖1、圖2所示：由圖1可以看出，2988～2911cm-1、1479～1372cm-1、1235cm-1、1040cm-1分別為νc-h、δc-h、νp＝o、νp-o的吸收峰，1669cm-1為仲酰胺c＝o的伸縮振動，1549cm-1為仲酰胺n-h彎曲振動，3405cm-1為—oh的伸縮振動。1630cm-1與3289cm-1處存在吸收峰，但與n-羥甲基丙烯酰胺相比吸收峰變小，說明有一部分的n-羥甲基丙烯酰胺并未參與反應(yīng)。此外，其余吸收峰可證明為目標(biāo)產(chǎn)物。由圖2可以看出，1201cm-1、1045cm-1分別為νp＝o、νp-o的特征峰，1666cm-1為c＝o的特征吸收。所以存在第一步產(chǎn)物與環(huán)氧氯丙烷，1070cm-1為c-o-c的吸收的峰，由此可說明第一步產(chǎn)物中的羥基與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生了反應(yīng)。如表3所示，經(jīng)過此阻燃劑整理的亞麻布經(jīng)水洗及20mg/l有效氯溶液浸泡1h后仍具有阻燃性能。說明合成產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物，【即氮上的氫已被環(huán)氧氯丙烷取代】。表3炭長比較以上這些實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12