一种含超支化聚合物的无重金属溴磷协效水性纺织阻燃涂层组合物、制备方法和阻燃织物技术

本发明专利技术公开了一种含超支化聚合物的无重金属溴磷协效水性纺织阻燃涂层组合物，所述组合物包含成膜剂、疏水改性乳液、溴化阻燃剂、含磷阻燃剂、超支化成碳剂、水性涂料助剂，所述的溴化阻燃剂为十溴二苯乙烷，所述含磷阻燃剂选自疏水改性包裹的聚磷酸铵，所述疏水改性乳液选自有机硅改性的丙烯酸聚酯乳液和聚氨酯改性的丙烯酸聚酯乳液。该阻燃涂层组合物耐水好，阻燃效果好。阻燃效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种含超支化聚合物的无重金属溴磷协效水性纺织阻燃涂层组合物、制备方法和阻燃织物


[0001]本专利技术涉及一种含超支化聚合物的无重金属溴磷协效水性纺织阻燃涂层组合物、其制备方法及用其制作的纺织品织物。

技术介绍

[0002]公共安全是国家安全和社会稳定的基石。火灾是威胁公共安全的主要灾害之一，每年造成大量的人员伤亡和巨额经济损失。仅 2017 年 1 至 10 月，全国共接报火灾 21.9 万起，亡 1065 人、伤 679 人，已核直接财产损失 26.2 亿元。
[0003]纺织品是日常生活中不可或缺的一部分，例如，可以在窗帘、布料、家具和汽车内 饰、玩具、包装材料以及其它众多应用中见到纺织品。有火灾事故调查表明：相当一部分的火灾是由纺织品及室内装饰品引起的。中国是世界上最大的纺织品制造商，2013年中国纺织品出口总额就达到 2841 亿美元。近一些年来，纺织品阻燃，特别是绿色环保新型阻燃纺织品已逐渐成为高层建筑、公共场所、大飞机和高铁等强制标准要求。我国 GB20286—2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求及标识》是强制性国家标，其中也包括了对纺织品阻燃要求。国际生态纺织品认证的《Oeko
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Tex StandBrd 100 通用及特别技术条件》和《Oeko
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Tex StandBrd 200 检测程序》 也对应用到纺织品上的阻燃剂进行了严格的规定。近年来，在纺织品领域，水性阻燃涂层胶在许多种织物上都实现了对溶剂型阻燃涂层胶的替代。相对于溶剂型阻燃涂层胶，水性阻燃涂层胶在应用中具有易于稀释、易于涂布、无燃烧爆炸危险、加工中VOC低、流变性易于调控、易于清洗等优点，也受到了市场的认可。水性阻燃涂层胶的兴起，符合国家节能减排、清洁生产的发展方向。
[0004]目前最常用最有效的阻燃涂层胶仍然是溴锑型体系。溴锑型阻燃体系在气相阻燃方面性能优异，性价比高，而广受欢迎。向溴化阻燃剂中加入锑，如最常用的氧化锑，实现溴锑协效可大幅提高阻燃体系的阻燃效率并减少阻燃剂的使用量。但是，锑，如氧化锑的安全性已经成为严重的安全环保问题，在一些应用中，氧化锑的使用正受到限制。欧盟EN71
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3限制的八大重金属也包括锑。许多厂家还是不得不用氧化锑来协效，甚至为了降成本，采用砷和铅含量非常高的低纯度氧化锑。这些含砷和铅低纯度的氧化锑阻燃体系，很容易造成对生产涂层胶和应用涂层胶工人的接触伤害。同时，做成的纺织成品也很难满足中国及欧美各国关于重金属的标准。欧盟EN71
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3测试可迁移重金属，要求砷不得超过25ppm，铅不得超过90ppm。美国CPSIA法案要求基材总铅不得超过l00ppm等等。因此，全世界都在试图找到有效的氧化锑替代品，但目前还没有取得商业上的成功。
[0005]膨胀型复合阻燃体系替代溴锑型阻燃剂也是近年来我国阻燃领域广为关注的新型复合阻燃剂。膨胀型复合阻燃剂采用酸源、碳源、气源协同增效阻燃，是阻燃领域又一经典的协效组合。膨胀型阻燃体系可以通过凝聚相阻燃实现高效成炭阻燃，在织物表面形成致密的多孔泡沫炭层。既可阻止内层高聚物的进一步降解及可燃物向表面的释放，又可阻止热源向高聚物的传递以及隔绝氧源，从而阻止火焰的蔓延和传播。膨胀型阻燃剂虽然具
有无卤、低烟、低毒、防熔滴和无腐蚀性气体的优点，但在阻燃效率和耐水洗性能等方面还不如溴锑阻燃体系。
[0006]目前市场上急需一种集合或部分集合溴锑阻燃体系和磷氮阻燃体系优点并克服它们缺点，无重金属的纺织物阻燃涂层体系。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种含超支化聚合物的无重金属溴磷协效水性纺织阻燃涂层组合物，其原料组成按重量配比关系包括：成膜剂15
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40份，溴化阻燃剂10
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30份，含磷阻燃剂10
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30份，成炭剂3
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15份，疏水改性乳液5
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15份，分散乳化剂、增稠剂、防冻剂、成膜助剂和pH调节剂组成的水性涂料助剂0.5
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10份，水20
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50份。
[0008]所述的成膜剂为乙烯
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醋酸乙烯酯共聚乳液或丙烯酸聚酯共聚乳液或二者任意比例的混合物。
[0009]所述成炭剂为不溶于水的超支化成碳剂。
[0010]传统成炭剂大多是小分子结构，如季戊四醇、双季戊四醇等，季戊四醇 (PER) 是一种带有强极性的化合物，溶于水，在使用过程中耐水与耐久性差、易于迁移到基体表面，造成阻燃涂层胶性能劣化。因此，为了改善小分子成炭剂的缺点，本专利技术引进了一种具有大分子结构的超支化成炭剂。例如，超支化羟基聚酯成炭剂是由多个官能团单体通过聚合反应形成，它的分子量很大，含碳量也大，合成简单且可以实现工业化生产，成本明显低于其他大分子成炭剂，具有良好的成炭效果，并克服了普通成炭剂不耐水、易迁移的缺点，还有分解温度高、相容性好、不渗出和阻燃性能优良等优点，所以用它作为成炭剂具有很大的实用性。
[0011]本专利技术所述超支化成碳剂选自超支化的三嗪成炭剂或具有羟基官能团的、树枝状的、超支化的、3D结构的聚酯树脂或二者任意比例的混合物。
[0012]本专利技术所选用超支化三嗪成炭剂的化学结构如下（其合成方法采用申请公布号CN 103333336 A专利的方法）：
。
[0013]本专利技术所述具有羟基官能团的、树枝状的、超支化的、3D结构的聚酯树脂选自第一代超支化羟基聚酯（Boltorn H10）、第二代超支化羟基聚酯（Boltorn H20）、第三代超支化羟基聚酯（Boltorn H30）和第四代超支化羟基聚酯（Boltorn H40）中的一种或两种以上任意比例的混合。第一代超支化羟基聚酯（Boltorn H10）、第二代超支化羟基聚酯（Boltorn H20）、第三代超支化羟基聚酯（Boltorn H30）和第四代超支化羟基聚酯（Boltorn H40）的化学结构分别如下（1）、（2）、（3）和（4）所示：
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（1）；（2）；
（3）；
（4）。
[0014]在纺织品水性阻燃涂层中，传统使用的大多数是水性丙烯酸乳液，其具有透明性、光泽度、初粘性、耐候性、低成本的优势，但其固有的缺点，如蠕变性大、耐高低温性差、高温易返粘等又限制了其应用。利用聚有机硅氧烷的独特性质，将其引入水性丙烯酸酯乳液体系中，从而制备兼具二者优异性能的硅丙乳液，可持续显著地改善水性丙烯酸乳液胶黏剂的湿态和干态粘接性能及贮存稳定性，提高水性丙烯酸乳液胶黏剂的撕裂强度和耐持久性，提高拉伸强度并同时保留伸长率性能，同时提高阻燃涂层胶的耐水性能。聚氨酯和聚丙烯酸酯两者在性能上具有很大的互补性，用聚氨酯进行改性后的水性丙烯酸树脂乳液，可以使聚氨酯的高耐磨性和良好的机械性能与丙烯酸良好的耐候型和耐水性两者有机地结合起来，增加水性丙烯酸树脂乳液在纺织品水性涂层中的适用性。本专利技术所述疏水改性乳液选自有机硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含超支化聚合物的无重金属溴磷协效水性纺织阻燃涂层组合物，其特征在于其原料组成按重量配比关系包括：成膜剂15
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40份，溴化阻燃剂10
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30份，含磷阻燃剂10
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30份，成炭剂3
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15份，疏水改性乳液5
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15份，分散乳化剂、增稠剂、防冻剂、成膜助剂和pH调节剂组成的水性涂料助剂0.5
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10份，水20
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50份。2.如权利要求1所述的含超支化聚合物的无重金属溴磷协效水性纺织阻燃涂层组合物，其特征在于：所述的成膜剂为乙烯
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醋酸乙烯酯共聚乳液或丙烯酸聚酯共聚乳液或二者任意比例的混合物。3.如权利要求1所述的含超支化聚合物的无重金属溴磷协效水性纺织阻燃涂层组合物，其特征在于：所述成炭剂为不溶于水的超支化成碳剂。4.如权利要求3所述的含超支化聚合物的无重金属溴磷协效水性纺织阻燃涂层组合物，其特征在于：所述超支化成碳剂选自超支化的三嗪成炭剂或具有羟基官能团的、树枝状的、超支化的、3D结构的聚酯树脂或二者任意比例的混合物。5.如权利要求4所述的含超支化聚合物的无重金属溴磷协效水性纺织阻燃涂层组合物，其特征在于：所述具有羟基官能团的、树枝状的、超支化的、3D结构的聚酯树脂选自第一代超支化羟基聚酯、第二代超支化羟基聚酯、第三代超支化羟基聚酯和第四代超支化羟基聚酯中的一种或两种以上任意比例的混合。6.如权利要求1所述的含超支化聚合物的无重金属溴磷协效水性纺织阻燃涂层组合物，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽武，董勇，汪少锋，
申请(专利权)人：山东天一化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：