Способ получения огнезащищенных химических волокон

 

Использование: в технологии получения огнезащищенных химических волокон. Сущность изобретения: химические волокна обрабатывают в водной среде окислительно-восстановительной системой, состоящей из соли двухвалентного железа и перекиси водорода, и прививают на волокно 2-(0-изобутилметилфосфонокси)-метилпропеноат при концентрации его в реакционной среде 5 - 7 мас.%. Кислородный индекс до/после 10 стирок, %: вискозного волокна 29,5 - 30,1/29,3 - 29,9, полиэфирного волокна 30,3/30,0, поликапроамидного волокна 28,7/28,4. 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения огнезащищенных химических волокон, в частности искусственных (вискозных) и синтетических (полиамидных, полиэфирных). Огнезащищенные химические волокна предназначены для изготовления декоративно-отделочных тканей, применяемых в учреждениях с массовым пребыванием людей (больницы, гостиницы, железнодорожный транспорт и т.д.), а также для изготовления спецодежды различного назначения.

Известен способ получения огнезащищенных полиамидных (ПА) волокон путем прививки к ПА полиакролеина с последующей обработкой диметилфосфитом или хлоридом сурьмы /1, 2/. Однако этот способ не обеспечивает получения материала с достаточно высокими огнезащитными показателями.

Известен способ получения огнезащищенных привитых сополимеров целлюлозы с использованием фосфорсодержащих мономеров, например α-фенилфосфиновой кислоты, путем предварительного введения ароматических аминов в молекулы целлюлозы с последующим превращением их в диазогруппы с целью инициирования привитой полимеризации /3/. Недостатком способа является многостадийность процесса.

Наиболее близким к изобретению является способ получения огнезащищенных химических волокон из регенерированной целлюлозы путем прививки после обработки в водной среде окислительно-восстановительной системой Fe⁺² - H₂O₂ поли-2-метил-5-винилпиридина (ПМВП) с последующей обработкой сополимера целлюлозы с ПМВП 1,0 2,0% водным раствором полифосфорной кислоты при 20 60^oC в течение 10 20 мин, промывкой, отжимом и сушкой /4, 5/.

Основными недостатками указанного способа являются двухстадийность процесса, снижение огнезащитных характеристик после многократных водных обработок, низкая эффективность огнезащитного действия фосфорно-кислой соли ПМВП для синтетических волокон.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение устойчивости огнезащитного эффекта к мокрым обработкам, расширение ассортимента огнезащищенных материалов и сокращение процесса.

Указанная задача решается способом получения огнезащищенных химических волокон путем обработки в водной среде окислительно-восстановительной системой Fe⁺² H₂O₂ и прививкой мономера, причем по изобретению в качестве мономера используют 2-(0-изобутилметилфосфонокси)метилпропеноат с концентрацией 5 7 мас. в реакционной среде.

2-(0-изобутилметилфосфонокси)метилпропеноат (БМФОМП) получают известным способом /6/. Прививку осуществляют по известному методу с использованием в качестве инициатора известной окислительно-восстановительной системы, состоящей из соли двухвалентного железа и перекиси водорода, в известных условиях /5/.

При понижении концентрации фосфорсодержащего мономера ниже 5 мас. модифицированные волокна не обладают огнезащитными свойствами (кислородный индекс КИ < 27%). При повышении концентрации БМФОМП выше 7 мас. резко возрастает количество привитого гомополимера, снижается количество привитого полимера и ухудшаются физико-механические показатели модифицированных волокон.

Способ осуществим на известном действующем оборудовании.

Результаты испытаний образцов приведены в таблице.

Пример 1. 100 г вискозного волокна предварительно обрабатывают 0,25%-ным водным раствором соли двухвалентного железа (соли Мора) при pH 4,4 5,0 и 20^oC в течение 20 мин. Отжимают. Затем волокно помещают в 5%-ный водный раствор БМФОМП. В реакционную смесь, нагретую до 40^oC, добавляют 0,03 мас. H₂O₂ и после нагревания до 80^oC проводят прививку в течение 90 мин, после чего образец промывают горячей водой (80 90^oC) в течение 20 мин, отжимают и сушат.

Пример 2. 100 г вискозного волокна предварительно обрабатывают 0,25%-ным водным раствором соли Мора при pH 4,5 5,0 и 20^oC в течение 20 мин. Отжимают. Затем волокно помещают в 7%-ный водный раствор БМФОМП. В реакционную смесь, нагретую до 40^oC, добавляют 0,03 мас. H₂O₂ и после нагрева до 90^oC проводят прививку в течение 90 мин, после чего образец промывают горячей водой (80 90^oC) в течение 20 мин, отжимают и сушат.

Пример 3. 100 г полиэфирного волокна лавсан предварительно обрабатывают 0,25% -ным водным раствором соли Мора в течение 20 мин при температуре 20^oC. Отжимают. Затем образец помещают в 6%-ный водный раствор БМФОМП. Реакционную смесь нагревают до 40^oC, добавляют 0,03 мас. H₂O₂ и после нагрева до 90^oC проводят прививку в течение 90 мин, после чего волокно промывают горячей водой (80 90^oC) в течение 20 мин, отжимают и сушат.

Пример 4. 100 г поликапроамидного волокна предварительно обрабатывают 0,25%-ным водным раствором соли Мора при pH 4,5 5,0 и 20^oC в течение 20 мин. Отжимают. Затем волокно помещают в 7%-ный водный раствор БМФОМП. В реакционную смесь, нагретую до 40^oC, добавляют 0,03 мас. H₂O₂ и после нагрева до 90^oC проводят прививку в течение 90 мин, после чего волокно промывают горячей водой (80 90^oC) в течение 20 мин, отжимают и сушат.

Пример 5 (прототип). 100 г вискозного волокна предварительно обрабатывают водным 0,25%-ным раствором соли Мора при pH 4,5 5,0 и 20^oC в течение 20 мин. Отжимают. Затем волокно помещают в 3%-ный водный раствор уксуснокислой соли 2-метил-5-винилпиридина. В реакционную смесь, нагретую до 40^oC, добавляют 0,025 мас. H₂O₂ и после нагрева до 80^oC проводят реакцию в течение 120 мин, после чего образец промывают 0,5%-ным раствором уксусной кислоты, затем водой и сушат.

Полученный привитой сополимер целлюлозы, содержащей около 13% поли-2-метил-5-винилпиридина (ПМВП), обрабатывают при температуре 2 25^oC 2,0%-ным водным раствором полифосфорной кислоты в течение 45 мин, промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод и высушивают.

Пример 6 (прототип). 100 г волокна из привитого сополимера полиэфира с ПМВП, полученного, как описано в примере 5, с использованием окислительно-восстановительной системы Fe⁺² H₂O₂ (при содержании ПМВП 13 мас.), обрабатывают при комнатной температуре 2,0%-ным водным раствором полифосфорной кислоты в течение 45 мин, промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод и высушивают.

Пример 7 (прототип). 100 г волокна из привитого сополимера поликапроамида с ПМВП, полученного, как описано в примере 5, с использованием окислительно-восстановительной системы Fe⁺² H₂O₂ (содержание ПМВП 14%) обрабатывают при комнатной температуре 2,0%-ным водным раствором полифосфорной кислоты в течение 45 мин и промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод, высушивают.

Как следует из данных таблицы, изобретение позволяет значительно повысить устойчивость огнезащитного эффекта к мокрым обработкам (снижение КИ после 10 стирок не превышает 0,2 0,3 единицы) и огнезащитные характеристики химических волокон. С использованием фосфорсодержащего мономера БМФОМП были получены огнезащищенные ПЭ и ПА материалы с КИ, равным 28,7 и 30,3% соответственно. В то же время с использованием известного способа по прототипу получить огнезащищенные ПА и ПЭ волокна не представляется возможным (КИ 25,0 27,1%).

Формула изобретения

Способ получения огнезащищенных химических волокон путем обработки в водной среде окислительно-восстановительной системой Fe²⁺ - H₂O₂ и прививкой мономера, отличающийся тем, что в качестве мономера используют 2-(O-изобутил метилфосфонокси)метилпропеноат с концентрацией 5 7 мас. в реакционной среде.

РИСУНКИ

Рисунок 1