СПОСОБ ОГНЕЗАЩИТНОЙ ОТДЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1995 года по МПК D06M11/72 D06M13/236 C09K21/04 C09K21/08 D06M101/06 D06M101/36 

Изобретение относится к текстильно-отделочному производству, а именно к технологии специальной отделки текстильных материалов, в частности тканей, предназначенных для пошива спецодежды рабочих- сварщиков. Такие материалы должны не только обладать огнестойкостью и стойкостью к прожиганию при попадании искр и брызг расплавленного металла, но и устойчивостью к УФ-облучению.

Известен способ огнезащитной отделки текстильных материалов из льноволокна пропиткой их водным раствором бихромата калия 30-40 г/л при 75-80^оС, затем при той же температуре водным раствором диэтилдитиокарбамата натрия 100-150 г/л и в заключение водным раствором, содержащим в качестве антипирена 80-85 г/л ортофосфорной кислоты и 180-200 г/л мочевины, с последующей сушкой (1).

Однако этот способ многостадиен. Кроме того, при достаточно высоких показателях огнестойкости отделанная этим способом ткань обладает недостаточной устойчивостью к УФ-облучению.

Известен также способ огнезащитной отделки целлюлозосодержащих волокнистых материалов пропиткой их водным раствором полифосфатов аммония с концентрацией 1-30 мас.% с последующей сушкой (2).

Однако текстильный материал, обработанный этим способом, значительно теряет свои прочностные свойства. Кроме того, способ не обеспечивает придания ему устойчивости к прожиганию и УФ-облучению.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ огнезащитной отделки целлюлозосодержащих текстильных материалов, например льнохлопковых тканей двукратной пропиткой их водным раствором, содержащим в качестве антипирена ортофосфорную кислоту 80-120 г/л и мочевину 180-200 г/л, при 35-40^оС с последующей сушкой (3).

Однако этот способ не обеспечивает придания материалу достаточно высокой устойчивости к прожиганию и УФ-облучению, а используемая в этом способе ортофосфорная кислота вызывает коррозию оборудования.

Целью изобретения является повышение устойчивости целлюлозосодержащих текстильных материалов к прожиганию.

Эта цель решается способом огнезащитной отделки целлюлозосодержащих текстильных материалов пропиткой их водным раствором фосфор- и азотсодержащего антипирена с последующей сушкой, причем по изобретению в качестве фосфор- и азотсодержащего антипирена используют продукт на основе смеси полифосфатов аммония, содержащих катионы меди, цинка и алюминия, с массовым отношением Р₂О₅:N:Cu:Zn:Al, соответственно, 170:50:1:1:1, пропитку проводят при концентрации его в растворе 25-95 г/л при комнатной температуре, а поле сушки материал обрабатывают раствором бисакрилового эфира дибромнеопентилгликоля с концентрацией 50-100 г/л, сушат и термообрабатывают при 100-160^оС. При этом для дополнительного повышения устойчивости материала к прожиганию и УФ-облучению отделке подвергают текстильный материал из смеси льняного, хлопкового и полипарафенилентерефталамидного волокна.

В способе по изобретению используют бисакриловый эфир дибромнеопентилгликоля (ТУ 6-47-113-88), который образует на волокне в процессе термообработки пространственную сетку, способствующую фиксации полифосфатов аммония и сохраняющую в то же время пористую структуру ткани, необходимую для обеспечения гигиенических свойств одежды.

Используемый в способе по изобретению продукт на основе полифосфатов аммония, содержащих катионы меди, цинка и алюминия (ТУ 6-47-81-90), получают в процессе высокотемпературной аммонизации газообразным аммиаком продуктов обработки ортофосфорной кислотой гидрата окиси алюминия, гидроокиси цинка и сернокислой меди. (см. Разовый технологический регламент производства полифосфатов аммония, содержащих катионы меди, цинка и алюминия. Саки: КНПО Иодобром, 1990).

Согласно регламенту сначала в реактор с электрообогревом и мешалкой подают 550 кг (350 дм³) ортофосфорной кислоты, а затем загружают 7,1 кг пятиводного сульфата меди, 5,2 кг гидрата окиси алюминия и 2,3 кг окиси цинка. Названные реагенты перемешивают при 80-90^оС в течение 20 мин до растворения. Для аммонизации раствор нагревают до 130^оС и в реактор подают из испарителя газообразный аммиак. Температуру повышают до 240^оС и аммонизацию проводят при этой температуре в течение 30 мин. Плав сливают во второй реактор, содержащий 250 дм³ слабоаммиачного водного раствора и 196 дм³ воды, а растворяют при перемешивании и температуре 70-90^оС в течение 30 мин. Затем раствор подают в другой реактор для доаммонизации. Для этого в раствор через погруженную в него трубу подают в течение 1 ч газообразный аммиак в общем количестве 21 кг и проводят реакцию нейтрализации при 80-90^оС до рН 6,7-7,0 в течение 1 час. Полученный продукт представляет собой жидкость голубого цвета и имеет следующие свойства: рН раствора 6,7-7,0
Плотность раствора при 20^оС 1370+20 кг/м³
Массовая доля азота не менее 10%
Массовая доля меди не менее 0,21%
Массовая доля цинка не менее 0,21%
Общая формула полифосфатов (NH₄)_nH_(n-m)+2P_nO_3n+1, где m=1-3; n=1-4;
Температура кристал- лизации продукта 18^оС Теплоемкость 1,95 кДж/к ˙К Теплопроводность 5,04 Вт/м˙ К Вязкость при 20^оС не более 4,2 мП.

Особенно высоких показателей устойчивости к прожиганию и УФ-облучению достигают при отделке тканей, содержащих льняное волокно, хлопковое волокно и полипарафенилентерефталамидное волокно терлон.

В таблице приведены показатели свойств отделанной ткани, в том числе стойкость к прожиганию по ГОСТ 12.4.052-78, огнестойкость по ГОСТ 15898-75 и жесткость по ГОСТ 8977-59.

П р и м е р 1 (по прототипу).

Льнохлопкотерлоновую ткань (основа: хлопок 80%+20% терлона; уток: лен 80%+20% терлона) пропитывают водным раствором, содержащим 100 г/л и ортофосфорной кислоты и 180 г/л мочевины, при 35^оС в течение 30 мин с последующей сушкой при 110^оС до влажности 6%.

П р и м е р 2 (по прототипу).

Льнохлопковую ткань арт. 11287, обрабатывают как в примере 1.

П р и м е р 3. Ткань из примера 1 пропитывают при 18^оС водным раствором, содержащим 25 г/л продукта на основе полифосфатов аммонимя, содержащих катионы меди, цинка и алюминия с массовым соотношением Р₂О₅:N:Cu:Zn:Al, соответственно, 170:50:1:1:1 с последующей сушкой при 110^оС до влажности 6% . Затем ткань пропитывают водным раствором, содержащим 50 г/л бисакрилового эфира дибромнеопентилгликоля, подсушивают при 80^оС и термообрабатывают при 140^оС в течение 10 мин.

П р и м е р 4. Ткань из примера 1 пропитывают при 20^оС водным раствором, содержащим 60 г/л продукта на основе полифосфатов аммония, содержащих катионы меди, цинка и алюминия, из примера 3, с последующей сушкой при 115^оС до влажности 7%. Затем ткань пропитывают водным раствором, содержащим 75 г/л бисакрилового эфира дибромнеопентилгликоля, подсушивают при 70^оС и термообрабатывают при 160^оС в течение 5 мин.

П р и м е р 5. Ткань из примера 1 пропитывают при 23^оС водным раствором, содержащим 95 г/л продукта на основе полифосфатов аммония из примера 3, с последующей сушкой при 120^оС до влажности 8%. Затем ткань пропитывают водным раствором, содержащим 100 г/л бисакрилового эфира дибромнеопентилгликоля, подсушивают при 70^оС и термообрабатывают при 110^оС в течение 15 мин.

П р и м е р 6 (сравнительный). Ткань из примера 1 пропитывают при комнатной температуре водным раствором, содержащим 100 г/л продукта на основе полифосфатов аммония из примера 3, с последующей сушкой при 115^оС до влажности 8%. Затем ткань пропитывают водным раствором, содержащим 120 г/л бисакрилового эфира дибромнеопентилгликоля, подсушивают при 90^оС и термообрабатывают при 170^оС в течение 3 мин.

П р и м е р 7 (сравнительный).

Ткань из примера 1 пропитывают при комнатной температуре водным раствором, содержащим 20 г/л продукта на основе полифосфатов аммония из примера 3, с последующей сушкой до влажности 6%. Затем ткань пропитывают водным раствором, содержащим 40 г/л бисакрилового эфира дибромнеопентилгликоля, подсушивают при 60^оС, термообрабатывают при 100^оС в течение 20 мин.

П р и м е р 8. Ткань артикул 11287 (основа - 251Б хлопок, уток - 200 текс., лен) обрабатывают по примеру 3.

П р и м е р 9 (сравнительный).

Обработку проводят, как в примере 4, но без пропитки водным раствором полифосфатов.

П р и м е р 10 (сравнительный).

Льнохлопоктерлоновую ткань пропитывают водным раствором, содержащим 50 г/л бисакрилового эфира дибромнеопентилгликоля, подсушивают при 80^оС и термообрабатывают при 140^оС в течение 10 мин.

П р и м е р 11 (сравнительный).

Обработки проводят, как в примере 5, но без пропитки водным раствором бисакрилового эфира. Свойства ткани, обработанной способом по изобретению (примеры 3-5,8) и по способу-прототипу (примеры 1,2) приведены в таблице.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что обработанные по предложенному способу ткани обладают огнестойкими свойствами на уровне прототипа и повышенной стойкостью к прожиганию и УФ-облучению, причем льнохлопкотерлоновая ткань обладает стойкостью к прожиганию и к УФ-излучению в 3-4 раза выше по сравнению с прототипом при меньшем снижении прочности после пропитки.

Использование: в текстильно-отделочном производстве для придания целлюлозосодержащим, особенно, льнохлопкополипарафенилентерефталамидным текстильным материалам устойчивости к прожиганию искрами и брызгами расплавленного металла, УФ-облучению и огнестойкости. Материалы используют для пошива спецодежды рабочих-сварщиков. Сущность изобретения: целлюлозосодержащий материал пропитывают при комнатной температуре водным раствором продукта на основе смеси полифосфатов аммония, содержащих катионы меди, цинка и алюминия, с массовым соотношением P₂O₅:N:Cu:Al соответственно, 170:50:1:1:1, 25 - 95 г/л и сушат. Обрабатывают раствором бисакрилового эфира дибромнеопентилгликоля 50 - 100 г/л, сушат и термообрабатывают при 100 - 160°С. Показателя качества льнохлопкоперлоновой ткани: стойкость к прожиганию по ГОСТ 12.4.052-78 310-458 с, время остаточного горения и тления при контакте с пламенем (по ГОСТ 15898-75) в течение 10 и 30 с, % с, прочность в % от исходной после УФ-облучения в течение 120 и 240 ч. соответственно, 80,2 - 98,5 и 40,3 - 61,8 ч: жесткость по ГОСТ 8977-59 9,2 - 10,3 гс: снижение прочности после пропитки 7,1 - 10,1%. Стойкость к прожиганию льнохлопковой ткани 165 с, прочность после УФ-облучения в течение 120 ч 32,3% от исходной прочности ткани. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ОГНЕЗАЩИТНОЙ ОТДЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ пропиткой их водным раствором фосфор- и азотсодержащего антипирена с последующей сушкой, отличающийся тем, что в качестве фосфор- и азотсодержащего антипирена используют продукт на основе смеси полифосфатов аммония, содержащих катионы меди, цинка и алюминия, с массовым соотношением P₂O₅ : N : Cu : Zn : Al соответственно 170:50:1:1:1, пропитку проводят при концентрации его в растворе 25-95 г/л, а после сушки материал обрабатывают водным раствором бисакрилового эфира дибромнеопентилгликоля с концентрацией 50-100 г/л, сушат и термообрабатывают при 100-160^oС. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделке подвергают текстильный материал из смеси льняного, хлопкового и полипарафенилентерефталамидного волокна.