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1、10申请公布号CN104195825A43申请公布日20141210CN104195825A21申请号201410383570322申请日20140806D06M13/507200601C07F7/18200601D06M101/0220060171申请人浙江理工大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街5号72发明人沈一峰王紫颖杨雷姜建堂74专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人胡红娟54发明名称一种天然纤维用阻燃剂及其制备方法和应用57摘要本发明公开了一种天然纤维用阻燃剂，为式I结构的化合物，该式I结构的天然纤维用阻燃剂可应用在天然织物上，采用浸轧法或浸渍法将天。
2、然纤维用阻燃剂应用在天然织物上。该式I结构的天然纤维用阻燃剂同时具有阻燃性能的官能团和与天然纤维发生化学反应的官能团，对天然纤维的亲和力高，固着天然纤维牢固度好，并且因分子结构中无发色基团，该阻燃剂整理天然纤维后，不影响织物色光。本发明还公开了一种天然纤维用阻燃剂的制备方法，合成工艺生态环保，原料简便易得，制备简单，易于操作和实施，易于工业化生产。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图2页10申请公布号CN104195825ACN104195825A1/1页21一种天然纤维用阻燃剂，其特征在于，为式I结构的化合。
3、物2根据权利要求1所述的天然纤维用阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将2磺酸基4硫酸酯乙基砜基苯胺用有机溶剂溶解，加入催化剂后，形成2磺酸基4硫酸酯乙基砜基苯胺溶液，加入缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，反应得到式I结构的天然纤维用阻燃剂。3根据权利要求2所述的天然纤维用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺。4根据权利要求2所述的天然纤维用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为甲酸。5根据权利要求2所述的天然纤维用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的2磺酸基4硫酸酯乙基砜基苯胺与缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为1225。6根据权利要求5所述的天然纤维用阻燃。
4、剂的制备方法，其特征在于，所述的2磺酸基4硫酸酯乙基砜基苯胺与缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为120522。7根据权利要求2所述的天然纤维用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的反应的条件为在7090反应2H5H。8根据权利要求2所述的天然纤维用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以滴加方式加入到2磺酸基4硫酸酯乙基砜基苯胺溶液中，采用滴加方式的速率为052滴/秒。9根据权利要求1所述的天然纤维用阻燃剂在天然织物上的应用。10根据权利要求9所述的应用，其特征在于，采用浸轧法或浸渍法将天然纤维用阻燃剂应用在天然织物上。权利要求书CN104195825A1/5页3一。
5、种天然纤维用阻燃剂及其制备方法和应用技术领域0001本发明涉及织物阻燃剂领域，具体涉及一种天然纤维用阻燃剂及其制备方法和应用。背景技术0002日常生活中使用天然纤维织造而成的纺织品大多具有易燃特性，是引起火灾的隐患，随着生活水平和人们防火意识的提高，对纺织品的阻燃性能要求越来越重视。阻燃剂不仅要阻燃，还要求无毒、无致癌性，燃烧不产生有毒气体和抑制燃烧产生的烟雾等，很大一部分纺织品还要求阻燃剂有一定耐久性。0003目前，市场上天然纤维用耐久阻燃剂多为有机卤系和有机磷系，有机卤系阻燃剂虽然有较好的阻燃效果，但有机卤系阻燃剂在热裂解及燃烧时会生成大量烟尘及腐蚀性气体；有机磷系阻燃剂，部分反应性磷系阻。
6、燃剂须加交联剂，生成使用中会产生甲醛问题，且对织物色光、手感有一定影响，如市场应用广泛的CIBAGEIGY公司的PYROVATEXCP有机磷系阻燃剂，阻燃效果好，但织物强力、吸湿性能明显下降，特别耐磨强力下降较大。0004申请公布号为CN103382266A申请号为2013102769165的中国发明专利申请公开了一种聚氨酯泡沫阻燃剂及其制备方法和应用，该聚氨酯泡沫阻燃剂由9,10二氢9氧氮10磷杂菲10氧化物、苯胺和苯甲醛反应得到，结构式如式1所示。该聚氨酯泡沫阻燃剂的制备方法，包括步骤一将80100质量份的苯胺、100110质量份的苯甲醛混合均匀，在通氮气的环境中加热升温至温度5060，反。
7、应46H，得到2苯亚胺基甲基苯，用溶剂结晶，所述的溶剂为甲醇或乙醇；步骤二将步骤一中得到的中间产物2苯亚胺基甲基苯4060质量份、6080质量份的DOPO、500质量份的四氢呋喃混合均匀，在通氮气的环境中，在5070下反应1112H，用冷的四氢呋喃清洗得最终产物9,10二氢9氧杂10磷杂菲10氧化物4苯胺甲基苯。虽然该技术方案把苯胺和苯甲醛引入到DOPO，降低了阻燃剂的成本，但是该阻燃剂较适合用在聚氨酯阻燃泡沫中，无法接在天然纤维上，无法用作织物的阻燃剂，因此，现迫切需要一种天然纤维用阻燃剂。0005说明书CN104195825A2/5页4发明内容0006本发明提供了一种天然纤维用阻燃剂，具有。
8、阻燃性能的官能团与具有与天然纤维发生化学反应的官能团，该阻燃剂在织物上应用后耐洗性能好，对织物强力、色光、手感几乎无影响，生态环保，使用方便。0007一种天然纤维用阻燃剂，为式I结构的化合物00080009本发明中，式I结构的天然纤维用阻燃剂中，同时具有阻燃性能的官能团和与天然纤维发生化学反应的官能团，对天然纤维的亲和力高，能吸附固着天然纤维，为一种具有阻燃性能的反应性阻燃剂。0010本发明还提供了一种天然纤维用阻燃剂的制备方法，合成工艺生态环保，原料简便易得，制备简单，易于操作和实施，易于工业化生产。0011一种天然纤维用阻燃剂的制备方法，包括以下步骤0012将2磺酸基4硫酸酯乙基砜基苯胺用。
9、有机溶剂溶解，加入催化剂后，形成2磺酸基4硫酸酯乙基砜基苯胺溶液，加入缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，反应得到式I结构的天然纤维用阻燃剂。0013所述的2磺酸基4硫酸酯乙基砜基苯胺磺化对位酯与缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷KH560的具体反应如下0014说明书CN104195825A3/5页50015作为优选，所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺DMF，以二甲基甲酰胺作为反应介质，提供反应环境。0016作为优选，所述的催化剂为甲酸，甲酸作为催化剂，其加入量为本领域技术人员知晓的少量。0017作为优选，所述的2磺酸基4硫酸酯乙基砜基苯胺与缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为1225，进一步优选为12052。
10、2，缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷略微过量，能够提高天然纤维用阻燃剂的产率。0018作为优选，所述的反应的条件为在7090反应2H5H，得到式I结构的天然纤维用阻燃剂。0019作为优选，所述的缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以滴加方式加入到2磺酸基4硫酸酯乙基砜基苯胺溶液中，边滴加变反应，有利于得到式I结构的天然纤维用阻燃剂。进一步优选，所述的滴加方式的速率为052滴/秒。0020本发明得到的式I结构的天然纤维用阻燃剂可应用在天然织物上，采用浸轧法或浸渍法将天然纤维用阻燃剂应用在天然织物上。该阻燃剂对天然纤维进行阻燃整理时，需要在碱性介质中下进行反应。阻燃整理时，阻燃剂分子中的羟乙基砜硫酸酯在碱的作。
11、用下生成含有活泼双键的乙烯砜基，该基团与天然纤维负离子碱性环境下，天然纤维形成负离子发生加成反应，形成阻燃剂纤维化学结合的醚键，经过化学结合后，该阻燃剂在纤维上的牢度好。该式I结构的天然纤维用阻燃剂同时具有阻燃性能的官能团和与天然纤维发生化学反应的官能团，对天然纤维的亲和力高，固着天然纤维牢固度好，并且因分子结构中无发色基团，该阻燃剂整理天然纤维后，不影响织物色光。0021与现有技术相比，本发明具有如下优点0022本发明式I结构的天然纤维用阻燃剂，该阻燃剂分子量大，对天然纤维的亲和力高，可以有效上染天然纤维，因分子结构中无发色基团，该阻燃剂整理天然纤维后，不影响织物色光。该阻燃剂经过化学结合在。
12、天然纤维上，其分子中的硅氧基团具有阻燃功能，且随说明书CN104195825A4/5页6着阻燃剂在天然纤维吸附固着量增大，更有利提高天然纤维的阻燃效果。该阻燃剂阻燃整理后的织物强力、色光、手感基本无影响，且阻燃耐洗效果好，织物后期储存和使用过程中也无甲醛等有害气体的释放。0023本发明天然纤维用阻燃剂的制备方法，合成工艺生态环保，原料简便易得，制备简单，易于操作和实施，易于大规模工业化生产，具有广阔的应用前景。附图说明0024图1为实施例1制备的天然纤维用阻燃剂的红外谱图；0025图2为实施例1制备的天然纤维用阻燃剂的核磁谱图；0026图3为实施例1制备的天然纤维用阻燃剂的质谱图。具体实施方式。
13、0027实施例10028在四口烧瓶中，将2磺酸基4硫酸酯乙基砜基苯胺磺化对位酯和二甲基甲酰胺DMF按110的质量比在常温25下充分溶解，加入甲酸作为催化剂。0029升温至80，然后将磺化对位酯摩尔倍数21倍的缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷KH560以1滴/秒的速度滴加入四口烧瓶中，并不断搅拌。滴加完毕后，通入氮气，在机械搅拌下80继续反应3H后，降温停止反应。反应结束后，将混合液采用减压蒸馏出有机溶剂DMF，蒸馏后得到粘稠的淡黄色液体，即为天然纤维用阻燃剂。0030将该粘稠的淡黄色液体经红外仪器等进行测试后，确定产物的生成。得到的天然纤维用阻燃剂的红外谱图、核磁谱图和质谱图分别如图1、图2、图3。
14、所示，如图1所示，3436CM1和1490CM1是OH的伸缩振动和面内弯曲振动，1383CM1是芳香族叔胺CN的伸缩振动，1260CM1是SIC键的伸缩振动，1094CM1是SO3H的伸缩振动，864CM1是SIO键的伸缩振动。如图2所示，共有11中处于不同化学环境中的氢。化学位移353PPM处，是硅甲氧基上的氢，18个；303PPM处，是与氮相连的碳原子上的氢，2个；20PPM处，是OH上的氢，4个。如图3所示，该天然纤维用阻燃剂的理论分子量为83318G/MOL，在负模式下测得分子量832G/MOL，进一步证明该天然纤维用阻燃剂为式I结构的化合物。0031应用例10032将实施例1制备的式。
15、I结构的天然纤维用阻燃剂采用浸轧法应用在真丝电力纺上，以真丝电力纺为例说明。0033浸轧法0034第一步配置工作液0035配置水溶液，天然纤维用阻燃剂的浓度30G/L，小苏打浓度为5G/L。0036第二步浸轧工作液0037将真丝织物浸轧工作液，轧余率控制在为85。0038第三步预烘0039在100的温度条件下，烘干15MIN。0040第四步焙烘0041145焙烘3MIN。说明书CN104195825A5/5页70042第五步水洗烘干0043第一道水洗8MIN；0044第二道中性皂洗剂洗8MIN，洗涤温度8590；0045第三道水洗8MIN；0046水洗结束后烘干。0047真丝电力纺经过整理后，。
16、极限氧指数LOI可达29。0048阻燃真丝织物按工艺条件为浴比150，50，20MIN/次，重复洗30次，进行织物耐水洗性的测试，水洗后其LOI值仍超过26。结果表明，真丝织物整理上去本发明的阻燃剂具有耐久性。同时，其较高的极限氧指数表明本发明式I结构的天然纤维用阻燃剂具有良好的阻燃性能。0049应用例20050将实施例1制备的式I结构的天然纤维用阻燃剂采用浸渍法应用在真丝电力纺上，以真丝电力纺为例说明。0051浸渍法0052第一步配置工作液0053配置水溶液，天然纤维用阻燃剂的浓度1对织物真丝电力纺重，小苏打浓度控制在5G/L，元明粉40G/L。0054第二步浸渍工作液开始反应。0055将真。
17、丝电力纺放入工作液，升温至65，升温速率控制在1/MIN，保温45MIN。0056第三步水洗烘干0057第一道水洗8MIN；0058第二道中性皂洗剂洗8MIN，洗涤温度8590；0059第三道水洗8MIN；0060水洗结束后烘干。0061注如果是用此阻燃剂处理棉等纤维素纤维，小苏打换成纯碱。0062真丝织物经过整理后，极限氧指数LOI均超过29。0063阻燃真丝织物按工艺条件为浴比150，50，20MIN/次，分别重复洗50次，进行织物耐水洗性的测试，水洗后其LOI值仍超过26。结果表明，真丝织物整理上去本发明的阻燃剂具有耐久性。同时，其较高的极限氧指数表明本发明式I结构的天然纤维用阻燃剂具有良好的阻燃性能。说明书CN104195825A1/2页8图1图2说明书附图CN104195825A2/2页9图3说明书附图CN104195825A。