含磷聚硅氧烷涂覆涤纶织物的结构与性能研究.pdf

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1、研究与开发C合HIN成A纤SYN维THE工TIC业F，I2B0E1R5，3IN8D(U2S)T：R3Y9含磷聚硅氧烷涂覆涤纶织物的结构与性能研究江振林，王朝生，刘佳林，刘启富，季诚昌，王华平(1．东华大学材料科学与工程学院，上海201620；2．桂林航天电子有限公司，广西桂林541002)摘要：以甲基三乙氧基硅烷、硅溶胶为成膜剂，磷酸酯MIO2B为阻燃剂，采用溶胶一凝胶方法制备含磷聚硅氧烷阻燃涂层剂，用于涤纶织物的表面涂覆处理，并对阻燃涤纶织物的结构与性能进行表征。结果表明：随着涂层剂涂覆量的增加，织物的阻燃性能提高，但织物的柔软性能和手感下降；当涂覆量为50．79g／m时，涤纶织物的续

2、燃时间为3．7s，损毁长度为3．5cm，达到一级阻燃效果；经涂层剂整理的涤纶织物耐水洗性优良，洗涤2O次后仍具有一级阻燃效果；涂层剂对涤纶的化学结构、热稳定性及力学性能影响不大。关键词：聚对苯二甲酸乙二酯纤维含磷聚硅氧烷溶胶一凝胶法涂覆织物后整理阻燃性能中图分类号：TQ342．21文献标识码：A文章编号：1001—0041(2015)02—0039—04涤纶凭借其成本低、强度高、去污性能好、免1实验烫定型的显著特性，广泛应用于服装面料以及其1．1原料及仪器他非服用领域。但涤纶极限氧指数(LOI)为甲基三乙氧基硅烷：工业纯，衢州瑞利杰化工20％～22％，属易燃纤维，同时经火源引燃后，会有限

3、公司产；磷酸酯M102B：工业纯，上海美莱珀持续燃烧，热分解过程中产生大量热、有毒气体和化工材料科技有限公司产；涤纶织物：平纹(167烟雾⋯。在涤纶燃烧过程中，高温及带火焰的熔g／m)，绍兴县宽爱布业有限公司产。LFY-601A融滴落物，都容易引起本体材料及周围其他材料垂直法阻燃性能测试仪：山东省纺织科学研究院的燃烧，从而引起更大的火灾l】I2J。目前，对涤纶仪器研究所制；Nicolet8700傅里叶变换红外光谱及其织物进行阻燃改性的方法主要采用共混改仪：美国Nicolet公司制；TG209F1Iris热重分析性、共聚改性以及织物后整理的方法。织物后整仪：德国Netzsch公司制；SM-

4、5600LV扫描电子显微理由于其灵活、功能化容易的特点被广泛应用于镜：日本Jeol公司制；WDW3100微控电子万能试验功能织物的制备，是生产阻燃涤纶织物最主要的机：长春科新试验仪器公司制；YGD22D型全自动方法之一。对于涤纶织物的阻燃后整理主要采用织物硬度挺度仪：泉州市美邦仪器有限公司制。四羟甲基氯化磅笨／脲共聚物以及Amgard公司1．2含磷聚硅氧烷涂层剂的制备生产的环状磷酸酯AntiblazeP45等，美国Mobil以聚硅氧烷单体和硅溶胶为成膜物质，以磷公司的Antiblaze19T是采用环状磷酸酯阻燃酸酯M102B为阻燃改性组分，通过聚硅氧烷单体剂整理的代表，但后整理法所得产品

5、的阻燃耐久在酸性条件下水解缩合进行固化交联制备成膜。性较差，且涂覆量影响织物本身强度以及柔韧性。分别准确称量硅溶胶、甲基三乙氧基硅烷、磷酸酯作者以具有阻燃作用的聚硅氧烷为涂覆成膜M102B，采用乙酸调节硅溶胶体系pH值为3．5，剂，结合可反应型含磷高效阻燃剂，制备得到硅在分别加入甲基三乙氧基硅烷和阻燃剂组分，在磷协同阻燃的聚硅氧烷涂覆处理剂，并用于涤纶超声波条件下进行硅氧烷的水解缩合60min，制织物的表面涂覆处理。通过硅氧烷单体甲基三乙备得到含磷聚硅氧烷涂层剂。氧基硅烷水解，生成大量极性硅羟基si—OH，利1．3涤纶织物的阻燃涂覆与固化用Si—OH与硅溶胶上的si—OH相互脱水反应，先

6、对织物表面进行退浆处理，除去织物表面形成链状大分子，同时形成的si—OH与磷酸酯收稿日期：2014—09—16；修改稿收到日期：2015一O1-20。阻燃剂M102B的P一0键开环缩合反应形成si一作者简介：江振林(1987一)，男，博士研究生，从事功能涂0一P键，整个大分子链在高温下加速反应，在纤层结构设计与应用研究。E—mail：jz12010@mail．dhu．edu．维表面形成二氧化硅(SiO：)的三维网状结构，提cn0高其表面难燃组分，避免涤纶熔融的滴落现象。女通讯联系人。E—mail：cswang@dhu．edu．cn。合成纤维工业2015年第38卷的污垢，确保织物洁净，把涤

7、纶织物剪裁成30实验选择涂覆量为5O．79g／m。cm×8cm的标准布条，用烘箱80℃预烘2min，表1涂覆量对织物阻燃性能的影响Tab。1~ilflueileeofcoatingweightOilfabricflameretardant确保布条干燥，自然晾干室温放置7d以上，使用含磷聚硅氧烷阻燃涂层剂，用去离子水与涂层剂篙间／酬min(涂g·m兽／)时间／s长度／era熔滴等级(g．·cin_I2)按1：1质量比调整涂料浓度，然后