阻燃聚丙烯无纺布及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种无纺布，尤其是涉及一种具有阻燃功能的阻燃聚丙烯无纺布及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)无纺布(丙纶无纺布)薄而轻，手感好；具多孔性，制品透气性佳、易保持布面干爽；无毒、无异味、不刺激人体皮肤，而且对酸、碱具有优异的耐久性。同时，由于聚丙烯的化学结构不牢固，分子链很容易就可断裂，从而可以有效降解，并且在无毒的形态中进入下一步环境循环，因此，聚丙烯无纺布作为环境友好型材料，已获得了广泛的应用。但是聚丙烯是碳氢类材料，氧指数低，只有17.4，容易燃烧，且燃烧发热量大，产生大量熔滴，极易传播火焰。聚丙烯的燃烧为少烟型，不成炭，但伴随有熔滴和流延起火现象，并产生大量的不饱和可燃气体，这些气体均有助于聚丙烯的燃烧。
聚丙烯的阻燃改性的基本方法之一是采用发泡性或非发泡性阻燃材料涂覆聚丙烯材料表面，使其与氧或热隔离；其次是通过阻燃剂改性使改性聚丙烯基质材料具有阻燃性。阻燃剂在燃烧温度下生成了一层不燃的保护膜，覆盖在材料表面，隔绝空气而阻燃；另一方面阻燃剂能使聚合物表面在较低温度下熔化，吸收潜热或发生吸热反应，消耗大量热，从而阻止燃烧。任元林等(任元林，程博闻等.阻燃PP纺粘无纺布的性能研究[J].合成纤维工业，2007.30(4))研究了阻燃母粒法和整理法制得的阻燃PP纺粘无纺布的力学性能、热性能和阻燃性能。结果表明阻燃母粒法制得的阻燃PP纺粘无纺布的断裂强力与PP纺粘无纺布的接近，但断裂伸长率要低，后整理法制得的纺粘无纺布的力学性能与PP纺粘无纺布的接近；两种方法制得的阻燃PP纺粘无纺布的热性能均优于PP纺粘无纺布。张云(中国专利CN101289795A，阻燃无纺布带的生产工艺)提供了一种阻燃无纺布的生产工艺，它以涤纶无纺布为原料，先将无纺布通过装有液体磷-氮阻燃剂的浸渍槽，形成一阻燃层；再将浸有磷-氮阻燃剂的无纺布通过高温烘箱进行烘干，最后用收卷机将上述的无纺布收卷，并用分切机分切，包装成品。P·韦尔杜等(中国专利CN 101313094A，具有改进的耐化学性和耐用性的阻燃耐热弹力织物)提供了一种具有改进的耐用性的阻燃耐热弹力织物，该弹力织物包含交联聚烯烃弹性纤维，这些纤维可以与木质阻燃纤维联合制成包芯纱，然后利用公知技术，如经纱或纬纱机织或者用与其他阻燃纤维或纱线的共针织技术，可以方便地将该弹性纤维或纱线制成织物。杨云峰等(杨云峰，吴湘峰.无卤阻燃型聚丙烯的制备及性能研究[J].工程塑料应有，2009.37(3))利用双螺杆挤出机挤出制备了超细Mg(OH)2改性阻燃聚丙烯(PP)复合材料，研究了Mg(OH)2、复合增容剂的用量对复合材料力学性能、阻燃性能的影响。其结果表明，Mg(OH)2经硬脂酸表面改性后，其在PP中的分散性及与PP的界面相容性明显得到改善，当Mg(OH)2用量为90份时，材料的氧指数达到27.5％；(乙烯/辛烯)共聚物接枝马来酸酐/(乙烯/丙烯/二烯)共聚物接枝马来酸酐复合增容剂能明显改善材料的力学性能和阻燃性能，当复合增容剂用量为15份时，氧指数增至28.0％。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种具有阻燃功能的阻燃聚丙烯无纺布及其制备方法。
本发明的技术方案是以聚丙烯(PP)无纺布为基体，在其表面上覆盖一层环保型阻燃剂，制备出具有优良阻燃性能的聚丙烯(PP)无纺布。
所述阻燃聚丙烯无纺布以聚丙烯无纺布为基体，在基体表面覆盖由阻燃剂形成的阻燃层。
所述阻燃剂选自无机磷类阻燃剂，有机磷阻燃剂，含氮阻燃剂或膨胀型阻燃剂等。
所述无机磷类阻燃剂最好选自磷酸盐、磷酰胺或磷-氨基化合物等，如六偏磷酸钠、聚磷酸铵(APP)、磷酸二氢铵或六甲基磷酰三胺等。
所述有机磷阻燃剂最好选自磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯、有机磷盐或氧化磷等，如磷酸二苯二甲苯酯、亚磷酸三壬苯酯、三异丙基磷酸酯、膦酸三甲脂、甲基膦酸二甲酯、三羟丙基氧化膦或聚醚多元醇亚磷酸酯等。
所述含氮阻燃剂最好选自双氰胺、蜜胺及其盐或胍盐等，如三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸或三聚氰胺磷酸酯等。
所述膨胀型阻燃剂最好选自氯化石蜡、季戊四醇、磷酸或三(新戊二醇磷酸酯-P-亚甲基)胺等。
所述阻燃聚丙烯无纺布的制备方法包括以下步骤：
1)配制浓度为10％～40％的阻燃剂水溶液；
2)将聚丙烯无纺布在阻燃剂水溶液中浸渍5～30min；
3)将浸有阻燃剂的聚丙烯无纺布在40～65℃下烘干；
4)将烘干后的阻燃聚丙烯无纺布收卷、包装。
本发明采用环保型阻燃剂对聚丙烯无纺布进行阻燃处理，制备出来的阻燃聚丙烯无纺布氧指数高，阻燃性能好，并且柔韧、质轻、残余变形小，具有良好的力学性能，且制备工艺简单易行，产品的性能好成本低，具有很强的经济性和实用价值。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：首先在浸渍槽中配制浓度为35％的聚磷酸铵(APP)水溶液，然后将防粘法聚丙烯无纺布在阻燃剂中浸渍5min；将含有阻燃剂的聚丙烯无纺布在高温烘箱中于50℃下烘干；将烘干后阻燃聚丙烯无纺布送入收卷机，收卷得成品。根据国家标准GB5454-85，用HC-1型氧指数测定仪测定该阻燃无纺布的氧指数为27％。
实施例2：首先在浸渍槽中配制浓度为10％的三异丙基磷酸酯水溶液，然后将防粘法聚丙烯无纺布在阻燃剂中浸渍30min；将浸有阻燃剂的聚丙烯无纺布在高温烘箱中于65℃下烘干；将烘干后阻燃聚丙烯无纺布送入收卷机，收卷得成品。按实施例1的方法测得其氧指数为25％。
实施例3：首先在浸渍槽中配制浓度为15％的三聚氰胺水溶液，然后将防粘法聚丙烯无纺布在阻燃剂中浸渍25min；将浸有阻燃剂的聚丙烯无纺布在高温烘箱中于40℃下烘干；将烘干后阻燃聚丙烯无纺布送入收卷机，收卷得成品。按实施例1的方法测得其氧指数为29％。
实施例4：首先在浸渍槽中配制浓度为25％的季戊四醇水溶液，然后将防粘法聚丙烯无纺布在阻燃剂中浸渍20min；将浸有阻燃剂的聚丙烯无纺布在高温烘箱中于55℃下烘干；将烘干后阻燃聚丙烯无纺布送入收卷机，收卷得成品。按实施例1地方法测得其氧指数为26％。
实施例5：首先在浸渍槽中配制浓度为40％的三(新戊二醇磷酸酯-P-亚甲基)胺水溶液，然后将防粘法聚丙烯无纺布在阻燃剂中浸渍6min；将浸有阻燃剂的聚丙烯无纺布在高温烘箱中60℃下烘干；将烘干后阻燃聚丙烯无纺布送入收卷机，收卷得成品。按实施例1的方法测得其氧指数为24％。
实施例6：首先在浸渍槽中配制浓度为20％的六偏磷酸钠水溶液，然后将防粘法聚丙烯无纺布在阻燃剂中浸渍35min；将浸有阻燃剂的聚丙烯无纺布在高温烘箱中于50℃下烘干；将烘干后阻燃聚丙烯无纺布送入收卷机，收卷得成品。按实施例1的方法测得其氧指数为25％。
实施例7：首先在浸渍槽中配制浓度为30％的三聚氰胺磷酸酯水溶液，然后将防粘法聚丙烯无纺布在阻燃剂中浸渍25min；将浸有阻燃剂的聚丙烯无纺布在高温烘箱中于55℃下烘干；将烘干后阻燃聚丙烯无纺布送入收卷机，收卷得成品。按实施例1的方法测得其氧指数为30％。