抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌耐久的N‑P‑Si协同阻燃织物整理剂及制备方法，属于纺织品功能整理技术领域。本发明专利技术整理剂的阻燃组分分子链上，同时含有N、P、Si的元素单元、季铵盐基团和反应性的C‑Cl键，能够形成三元协同阻燃，并具有抗菌性和耐久性。本发明专利技术的合成路线为先利用二氯磷酸苯酯与仲胺化合物生成叔胺化磷酸苯酯，然后将叔胺化磷酸苯酯与端环氧聚硅氧烷反应得到嵌段聚合物，再利用嵌段聚合物与环氧氯丙烷反应得到季铵化改性嵌段聚合物，即为目标产物。本发明专利技术具有阻燃效果好、抗菌性和耐久性良好的优点，能够提高整理织物的舒适性。

【技术实现步骤摘要】
抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂及制备方法
本专利技术涉及一种抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂及制备方法，属于纺织品功能整理

技术介绍
随着社会的发展和生活水平的提高，纺织品的使用范围和消费量不断增加，纺织品已经从最初的保暖作用延伸到工业、交通、军事、消防、航空航天等诸多领域。与此同时，纺织品的阻燃性能对降低火灾危害、减少火灾中生命及财产损失有重要作用，据不完全统计，由于纺织品不具有阻燃性能而引起的火灾占到火灾事故的20％以上。阻燃剂是用以提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂，通过赋予纺织品阻燃功能，可以降低织物的可燃性，减缓织物燃烧的速度，为人的逃生和救灾提供更多的时间。阻燃剂包括添加型和后整理型，后整理型的阻燃剂通过对织物进行阻燃整理，使织物具备阻燃性能。目前的纺织用阻燃剂主要包括卤素类阻燃剂、磷系阻燃剂、氮磷协同阻燃剂和最新的氮磷硅协同阻燃剂。卤素类阻燃剂的阻燃效果好，但在燃烧时，会释放大量的浓烟和二噁英、苯呋喃等腐蚀性有毒气体，对环境有较大影响，使其应用受到限制。磷系阻燃剂是环境友好型阻燃材料，但单独使用的阻燃效果不理想，难以满足应用要求。氮磷协同阻燃剂在燃烧时仅放出少量的烟，通过氮磷的协同作用实现阻燃，避免了使用锑和卤素，因此，复合型阻燃剂是无卤阻燃剂的重要发展方向。氮磷硅协同阻燃剂具有高效、低毒、环境友好的优点，然而，现有技术中较为成熟的合成技术多为橡胶、塑料等用的阻燃剂，产物为固体或难溶液体，不适合用于织物的后整理，且织物在使用过程中需要洗涤，阻燃整理剂与织物之间的结合牢度，即阻燃剂在织物上的耐久性也是织物阻燃剂应用后的一个瓶颈问题。同时，随着对纺织品卫生性要求的提高，对织物的抗菌性也提出了更高的要求。因而，开发兼具耐久性和抗菌性的织物阻燃整理剂就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂及制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂，包括化学结构式如下的阻燃组分：其中，R1为C2H5、C2H4OH或C3H9，m和n为满足1≤m≤12和1≤n≤100的正整数。通过采用上述阻燃组分，氮磷之间形成化学键，由于氮的电负性较大，使磷亲电性增强，即磷原子周围电子云密度减小，键能较低，在受热后先降解成酸，有利于促进织物脱水形成炭层。同时，分子中的硅发生降解，因其表面张力小向材料表面迁移，使织物脱水形成的炭层与硅氧化物聚合，增加炭层的致密度，有利于提高炭层的稳定性，使炭层更好的隔绝热及空气。分子中的氮降解生成难燃气体，稀释热降解自由基浓度，扰乱自由基链式反应，并促使炭层面积增大。阻燃组分在燃烧中形成的N-P-Si三元协同阻燃作用，具有阻燃性能好的特点。此外，阻燃组分的分子结构中还含有抗菌性的季铵盐基团和反应性的C-Cl键，在对织物进行整理时，反应性的C-Cl键能够与纤维素纤维上的-OH反应，形成牢固的化学键合作用，使其具有良好的耐久性，并赋予织物抗菌性。进一步的，还包括冰醋酸、乳化剂和去离子水，所述冰醋酸的添加量为阻燃组分的2wt％，所述乳化剂的添加量为阻燃组分的0.1～20wt％。优选的，所述乳化剂为非离子表面活性剂。整理剂由阻燃组分、冰醋酸、乳化剂和去离子水组成，在应用时，根据整理剂的固含量确定整理剂用量，整理剂的固含量可以为10～40wt％。这里的乳化剂是常用的非离子表面活性剂类成分，如市售的乳化剂AEO-9、AEO-6、1309、1306等均可。本专利技术还提供一种制备上述的抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂的方法，包括以下步骤：S1.在有机溶剂中，二氯磷酸苯酯和仲胺化合物在缚酸剂的存在下冰浴反应6～24h，生成叔胺化磷酸苯酯。优选的，有机溶剂为二氯甲烷、乙醚或正己烷中的任意一种。S2.在有机溶剂中，先将S1得到的叔胺化磷酸苯酯与乙酸混合搅拌10～30min，然后加入端环氧聚硅氧烷在75～85℃下反应4～20h，生成嵌段聚合物溶液。优选的，有机溶剂为异丙醇。S3.向S2得到的嵌段聚合物溶液中加入环氧氯丙烷，在50～70℃下反应3～8h，生成季铵化改性嵌段聚合物，即为阻燃组分。S4.向S3得到的季铵化改性嵌段聚合物中加入冰醋酸和乳化剂，所述冰醋酸的加入量为季铵化改性嵌段聚合物的2wt％，所述乳化剂的加入量为季铵化改性嵌段聚合物的0.1～20wt％，混合均匀后加入去离子水，得到抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂。所述仲胺化合物为二乙胺、二乙醇胺或二丙胺中的任意一种。所述S1中二氯磷酸苯酯与仲胺化合物的摩尔比为1:2。所述的端环氧聚硅氧烷的化学结构式如下：其中，m为满足1≤m≤12的正整数；所述叔胺化磷酸苯酯与端环氧聚硅氧烷的摩尔比为n+1:n，其中，n为满足1≤n≤100的正整数。所述S3中嵌段聚合物与环氧氯丙烷的摩尔比为1:2。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术整理剂的阻燃组分分子链上，同时含有N、P、Si的元素单元，能够形成N-P-Si三元协同阻燃作用，有利于赋予整理织物良好的阻燃性。2)本专利技术整理剂的阻燃组分分子链上，还含有反应性的C-Cl键，整理过程中，与织物纤维上的-OH反应，形成牢固的化学键合作用，有利于提高整理织物阻燃性能的耐久性。3)本专利技术整理剂的阻燃组分分子链上，含有具备抗菌功能的季铵盐基团，可以赋予整理织物良好的抗菌性，从而提高整理织物的卫生性。4)本专利技术的整理剂的阻燃组分分子链上，含有柔顺性优异的Si-O-Si链节，赋予整理织物良好的手感，有利于提高整理织物的舒适性。附图说明图1为本专利技术实施例一中S1合成的二(N,N—二乙基)磷酸苯酯的红外图谱。图2为本专利技术实施例一中S3合成的季铵化改性嵌段聚合物的红外图谱。具体实施方式下面将结合实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种制备抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂的方法，包括以下步骤：S1.分别将二氯磷酸苯酯和仲胺化合物溶解于有机溶剂中，向溶解有二氯磷酸苯酯的溶剂中加入缚酸剂，在冰浴条件下滴加溶有仲胺化合物的溶剂，滴加完后在室温下反应6～24h，过滤并蒸除溶剂后，得到叔胺化磷酸苯酯(Ⅰ)。这里的有机溶剂可以为二氯甲烷、乙醚或正己烷，缚酸剂可以采用三乙胺或吡啶，仲胺化合物可以采用二乙胺、二乙醇胺或二丙胺。其中，有机溶剂、缚酸剂的更换对反应结果和产物的性能没有实质性影响。以采用二氯甲烷和三乙胺为例，反应如下所示：S2.在有机溶剂中，先将S1得到的叔胺化磷酸苯酯(Ⅰ)与乙酸混合搅拌10～30min，然后加入端环氧聚硅氧烷在75～85℃下反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂，其特征在于：包括化学结构式如下的阻燃组分：/n

【技术特征摘要】
1.抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂，其特征在于：包括化学结构式如下的阻燃组分：



其中，R1为C2H5、C2H4OH或C3H9，m和n为满足1≤m≤12和1≤n≤100的正整数。


2.根据权利要求1所述的抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂，其特征在于：还包括冰醋酸、乳化剂和去离子水，所述冰醋酸的添加量为阻燃组分的2wt％，所述乳化剂的添加量为阻燃组分的0.1～20wt％。


3.根据权利要求2所述的抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂，其特征在于：所述乳化剂为非离子表面活性剂。


4.制备权利要求1至3中任意一项所述的抗菌耐久的N-P-Si协同阻燃织物整理剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.在有机溶剂中，二氯磷酸苯酯和仲胺化合物在缚酸剂的存在下冰浴反应6～24h，生成叔胺化磷酸苯酯；
S2.在有机溶剂中，先将S1得到的叔胺化磷酸苯酯与乙酸混合搅拌10～30min，然后加入端环氧聚硅氧烷在75～85℃下反应4～20h，生成嵌段聚合物溶液；
S3.向S2得到的嵌段聚合物溶液中加入环氧氯丙烷，在50～70℃下反应3～8h，生成季铵化改性嵌段聚合物，即为阻燃组分；
S4.向S3得到的季铵化改性嵌段聚合物中加入冰醋酸和乳化剂，所述冰醋酸的加入量为季铵化改性嵌段聚合物的2wt％，所述乳化剂的加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊武厚，田睿，刘太东，翟鸿卫，蒲实，胡于庆，熊若谷，
申请(专利权)人：四川省纺织科学研究院，四川益欣科技有限责任公司，四川意龙科纺集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51