一种阻燃聚酰胺织物及其制备方法

本发明属于阻燃剂，具体涉及一种阻燃聚酰胺织物及其制备方法。

背景技术：

1、随着社会经济的不断发展，纺织品种类逐渐增多，因为一些纺织品不具备阻燃性能而带来的潜在火灾隐患也在不断加大，如何解决纺织品易燃和熔融滴落等缺点，降低纺织品燃烧危险性和减少纺织品燃烧时有毒气体的产生，保护人身财产安全，已然成为现阶段纺织品生产领域的一项重要研究课题。当前纺织品的阻燃主要通过纤维的阻燃处理和织物的阻燃整理两条途径：前者是在涤纶、棉纶、腈纶等可燃性原丝中加入阻燃剂，通过抑制燃烧过程中的游离基，改变纤维的热分解过程、促进脱水炭化，燃烧释放出不燃性气体覆盖在纤维表面、隔绝空气等途径实现阻燃；后者主要在纺织品的后整理加工中通过喷涂、浸轧、浸泡、涂层等技术，对织物及进行表面处理来获得阻燃特性。相比而言，后者具有操作简单，且可大批量生产的优点，更适合企业加工生产。

2、阻燃的关键是阻燃剂，阻燃剂是能够阻止纺织品引燃或抑制火焰传播的助剂，通过吸热作用、覆盖作用、抑制链作用、不燃气体的窒息作用等机理发挥阻燃作用。根据所含阻燃元素不同，可以将阻燃剂分为卤系、磷系、氮系、磷-卤系、磷-氮系，在过去被广泛应用以提高其阻燃性。卤化阻燃剂由于其高效、低廉的价格曾经广泛应用于聚合物中，有效地提高阻燃性能，但其在燃烧时会产生有毒、腐蚀性的烟雾，污染环境，给人体健康带来问题，已在许多领域被禁用。为解决卤化阻燃剂存在的问题，针对性开发的磷基阻燃剂一方面可以蒸发到气相形成po2、po等磷自由基，磷自由基可以捕获自由基进行燃烧，从而减少甚至停止燃烧反应；另一方面可以在火灾隐患下催化聚合物炭化形成泡沫炭化层，限制氧气和热量的传递，最终协同作用提高阻燃特性。此外，氮系阻燃剂不含卤素且无腐蚀作用，电性能好，也具有良好的阻燃效果，在电子制品中优势明显。然而，磷系阻燃剂大多来自石油基资源，制备繁琐，且需要消耗大量的有机溶剂，导致高昂的生产成本和潜在的环境问题。此外，磷系阻燃剂在燃烧过程中可能会释放甲醛和磷化氢等有毒气体，同时加剧烟雾的释放，限制其在工业中的实际应用。因此，需要开发更加清洁和环保的磷系阻燃剂来解决以上问题。

3、dopo是一种环保型含磷阻燃剂，其已被证明对人体及环境无害。然而，由于dopo的低热稳定性和较低的阻燃效率，dopo很少被直接用于材料的阻燃整理。提高dopo阻燃效率的方法主要有两个：(1)提高磷含量，磷是主要的阻燃元素，其含量提高，阻燃效率也能大幅提高。(2)引入其他阻燃元素，如氮、硅、硫等，并通过协同作用来提高其阻燃效率。目前，大多都采用协同的方法来提高其阻燃效率，而单独提高磷含量，并探究其阻燃效率的研究较少。

4、中国专利cn116479541a提出一种具有阻燃和抗菌性能的聚酰胺6复合纤维，其由铜锌双金属有机框架材料(cu-zn-zif)和基体(尼龙6)制备而成，该专利主要通过共混法制备具有阻燃和抗菌性能的聚酰胺6复合纤维，制备工艺复杂繁琐、。

5、文献1(polymer degradation and stability 166(2019)344-352.)通过dopo的p-h和丙烯醛的-cho及c＝c反应制备一种二元dopo衍生物，并通过添加法制备了阻燃环氧树脂。其中，丙烯醛为3类致癌物，且反应过程中用到了大量的四氢呋喃，该技术和方案对人体和环境有一定的危害。

6、文献2(industrial&engineering chemistry research56(2017)5913-5924)中通过dopo的p-h键和对苯二甲醛的两个-cho反应制备了一种二元dopo衍生物，其中，反应温度为低温，且使用了大量的甲苯作为溶剂，不符合企业生产和环保的要求。

7、文献3(european polymer journal 178(2022)111488)通过dopo的p-h键和厚朴酚的两个c＝c键反应合成了二元dopo衍生物，但是反应温度为高温，且持续54小时，该反应所需时间较长。

8、文献4(progress in organic coatings 72(2011)402-409)中报道了一种采用p-h键和4，4′-二氨基二苯甲酮的酮基以摩尔比为2：1反应来制备二元衍生物的办法。但该方法需要用到高温和大量的有机溶剂，且该方法引入了其他的阻燃元素。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种阻燃聚酰胺织物及其制备方法，所用原料安全环保，制备方法简单，所制备的阻燃聚酰胺织物阻燃性能和耐水洗性能优异，且使用过程无污染。

2、本发明提供了如下的技术方案：

3、第一方面，提供一种阻燃聚酰胺织物的制备方法，包括以下步骤：

4、将dopo和1,3-二羟基丙酮混合，加热熔融进行反应，反应结束后，提纯并烘干，得到二元dopo衍生物阻燃剂；

5、将二元dopo衍生物阻燃剂溶于乙醇和水的混合溶剂中，得到阻燃剂溶液；

6、调节阻燃剂溶液的ph，然后采用二浸二轧法处理聚酰胺织物，烘焙，得到阻燃聚酰胺织物。

7、进一步的，所述dopo与1,3-二羟基丙酮的摩尔比为2:1。

8、进一步的，所述加热熔融反应的温度为170～200℃，反应的时间为5～8h。

9、进一步的，所述阻燃剂溶液中二元dopo衍生物阻燃剂的浓度为5～10g/l。

10、进一步的，所述乙醇和水的混合溶剂中乙醇和水的体积比为1:(1～2)。

11、进一步的，调节阻燃剂溶液ph的具体方法为：采用醋酸调节ph至3～5。

12、进一步的，所述二浸二轧法的具体方法包括：将聚酰胺织物浸渍于调节ph后的阻燃剂溶液中10～20min，用轧车轧一次；放回调节ph后的阻燃剂溶液继续浸渍10～20min，再用轧车轧一次。

13、进一步的，所述烘焙的温度为160～180℃，时间为20～30min。

14、进一步的，所述聚酰胺织物包括聚酰胺6织物、聚酰胺66织物、聚酰胺56织物中的一种。

15、第二方面，提供一种阻燃聚酰胺织物，采用第一方面所述方法制备得到。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、(1)本发明以dopo和1,3-二羟基丙酮为原料，通过亲核取代反应来制备二元dopo衍生物阻燃剂，该阻燃剂中磷含量高，燃烧过程中会产生po·、po2·和hpo2等含磷片段，这些片段被释放到燃烧区域，进一步捕获燃烧所需的自由基，抑制链反应，从而获得阻燃效果；

18、(2)本发明将聚酰胺织物置于调节ph后的阻燃剂溶液，采用二浸二轧法处理聚酰胺织物，然后烘焙，使二元dopo衍生物的羟基可以与聚酰胺的羧基产生共价结合，从而进一步提高聚酰胺织物的阻燃性能和耐水洗性能；

19、(3)本发明所制备的阻燃聚酰胺织物的阻燃性能：损毁长度12.0～13.5cm，极限氧指数28.5～29.7％，燃烧过程中没有熔滴滴落，经20～25次水洗后在燃烧过程中仍没有熔滴滴落；

20、(4)本发明所采用的dopo为环保型试剂，且1,3-二羟基丙酮为天然产物，因此制备的阻燃剂为环境友好型阻燃剂，在使用过程中不会造成污染。