含水滑石阻燃涂层整理剂的研制及其应用研究

【摘要】传统纺织涂层领域所用的阻燃剂大多是卤系、卤磷系的化合物，其中卤系阻燃剂在燃烧过程中会释放出刺激性和腐蚀性的卤化氢气体及大量烟雾，给人们的生命安全造成威胁；卤磷系耐热性能较差，且含卤磷酸类化合物也会对环境造成不利影响。因此，开发阻燃效果优异且环保的阻燃涂层整理剂是市场的迫切需求。水滑石为一种阻燃性能良好、无卤环保的无机阻燃剂，本课题利用水滑石的特殊性能，与涂层胶复合配制了一系列含水滑石阻燃涂层整理剂，并应用于涤纶织物的涂层整理，所得到的涂层织物具有良好的阻燃性能，且提升了防水透湿性能，优化了含水滑石阻燃涂层整理工艺，研究了其阻燃、透湿机理。在含水滑石阻燃涂层整理剂的研制中，通过水滑石与水性PU、PUA、PA三种涂层胶的相容性研究发现，水滑石在三种涂层胶中都能均匀分散，且静置稳定性能优异，表现出良好的相容性；制备过程中发现水滑石与PU胶的质量比在15:100以内时，涂层整理剂表现稳定，粘度和固含量适中，水滑石均匀分散其中；添加水滑石增加了三种涂层胶薄膜的断裂应力，但其断裂延伸率有所降低；含水滑石涂层胶薄膜中，水滑石分解温度相对于三种水性涂层胶较低，其分解产物热稳定性较好。在含水滑石阻燃涂层整理剂在涤纶织物上的应用研究中，将水滑石-PU胶、水滑石-PUA胶、水滑石-PA胶应用于涤纶织物进行涂层整理，并优化了各自的涂层整理工艺，筛选出三种含水滑石阻燃涂层整理剂，在各自最优工艺下，涂层织物阻燃性能良好，并具备一定的防水透湿性能。具体如下：（1）水滑石、PU胶、交联剂的质量比为11:100:2，焙烘温度165℃，焙烘时间60s，涂浆量8g/m2；（2）水滑石、PUA胶、交联剂的质量比为11:100:2，焙烘温度170℃，焙烘时间60s，涂浆量9g/m2；（3）水滑石、PA胶、交联剂的质量比为9:100:2，焙烘温度165℃，焙烘时间80s，涂浆量9g/m2。在含水滑石阻燃涂层整理剂的阻燃、透湿机理研究中，通过对涂层织物的阻燃性能及防水透湿性能分析，并针对所用的水滑石进行XRD、FT-IR表征及涂层织物的TG、SEM等分析，发现含水滑石阻燃涂层织物燃烧过程中，水滑石较织物先受热分解。一方面，通过吸热来降低涂层织物表面的温度，释放出二氧化碳和水蒸气稀释氧气浓度，表现出吸热作用和气相阻燃的特性；另一方面，水滑石受热分解后在涤纶织物表面形成保护膜，隔绝可燃气体及热量的传递，表现出凝聚相阻燃的特点。同时，所用水滑石中含有大量亲水基团，能通过亲水传递来提高涂层涤纶织物的透湿性能，表现出“吸附—扩散—解吸”的亲水传递透湿的过程。所以，本文通过对含水滑石阻燃涂层整理剂的研制及其在涤纶织物上的应用研究，揭示了其阻燃、透湿机理，为开发新型阻燃涂层整理剂及阻燃涂层织物提供了理论依据和具体的工艺指导。
【作者】陈慧芬；
【导师】郑今欢；
【作者基本信息】浙江理工大学，纺织化学与染整工程，2014，硕士
【关键词】水滑石；水性涂层胶；阻燃涂层；涤纶织物；防水透湿；

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