Состав для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих текстильных материалов

 

Изобретение относится к химической технологии отделки текстильных материалов и может быть использовано в отделочном производстве для придания огнезащищенности тканям и нетканым материалам из хлопка, льна, их смеси и их смеси с полиэфирными волокнами. Состав для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих текстильных материалов включает продукт взаимодействия кислого фосфорсодержащего соединения с азотсодержащим веществом, прямой, активный или кислотный краситель и/или тринатрийфосфат. В качестве кислого фосфорсодержащего соединения он содержит взятые по отдельности или в различных сочетаниях друг с другом вещества, выбранные из группы, включающей нитрилотриметилфосфоновую кислоту, ортофосфорную кислоту, моно- или диаммонийфосфат, а в качестве азотсодержащего вещества содержит мочевину. Изобретение дает возможность повысить показатели огнезащищенности целлюлозосодержащих текстильных материалов и их устойчивость к мокрым обработкам. 1 табл.

Изобретение относится к химической технологии отделки текстильных материалов и может быть использовано в отделочном производстве для придания огнезащищенности тканям и нетканым материалам из хлопка, льна, их смеси и их смеси с полиэфирными волокнами.

Уровень техники.

Известно, что огнестойкие синтетические волокна и ткани можно получать путем введения замедлителей горения на разных стадиях - и при получении полимера, и в процессе формирования волокна, и при обработке волокна в прядении, и при отделке тканей.

Известно также, что огнезащищенные хлопчатобумажные и льняные ткани получают путем их пропитки растворами, содержащими замедлители горения.

Широкое применение находят и огнезащищенные ткани из смешанных волокон, например ткани из хлопка или льна с полиэфирными волокнами, которые также получают путем пропитки растворами замедлителей горения. Ткани, прошедшие огнезащитную обработку, приобретают пониженную горючесть, неспособность к остаточному горению (тлению) и устойчивость к прожиганию. Для изготовления специальной одежды, в частности одежды сварщиков и металлургов, можно использовать лишь ткани, обладающие комплексом таких свойств.

Известен водный состав для огнезащитной отделки целлюлозных тканей, содержащий, г/л: мочевина - 249-529, ортофосфорная кислота - 80-212, соль щелочного металла или аммония пиро- или триполифосфорной кислоты - 91-146, вода - до 1 л (А. с. 1481251 А1, кл. С 09 К 21/00, D 06 М 13/44, опубл. 23.05.89. БИ 19).

Известен также состав для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих тканей (Справочник по химической технологии обработки льняных тканей. М.: Легкая индустрия, 1973, с. 176-177).

Он представляет собой смесь водных растворов ортофосфорной кислоты и мочевины с полиэтиленовой эмульсией при концентрации компонентов соответственно, г/л: 60-70, 250-300 и 20. В результате пропитки этим составом ткань приобретает огнезащитные свойства, соответствующие требованиям ГОСТа к трудногорючим материалам.

Однако целлюлозосодержащие материалы после обработки этими составами теряют до 30% своей начальной прочности. Поэтому составы неприменимы для тканей с поверхностной плотностью менее 400 г/см². К тому же показатели огнезащищенности в этом случае недостаточны для смешанных тканей, содержащих синтетические волокна.

Известен состав для огнезащитной отделки льнохлопкотерлоновых тканей, представляющий собой водный раствор полифосфата аммония, мочевины и солей металлов (меди, цинка и алюминия) при соотношении компонентов P₂О₂:N:Cu:Zn: Al= 170: 50: 1: 1:1 с общей концентрацией 25-95 г/л (Пат. РФ 2034943, опубл. 1995).

Однако недостатком этого состава является сложная и экологически неблагоприятная технология его приготовления, предполагающая использование газообразного аммиака и солей тяжелых металлов.

Известен состав для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих тканей, представляющий собой водный раствор, содержащий, г/л: ортофосфорная кислота - 74-92, полифосфат натрия - 100-174, мочевина 65-165, вода - до 1 л. (Пат. РФ 2028399, опубл. 1995).

Однако этим составом невозможно придать ткани устойчивость к прожиганию.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является состав для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих тканей, представляющий собой водный раствор продукта взаимодействия кислого фосфорсодержащего соединения с азотсодержащим веществом. В качестве кислого фосфорсодержащего соединения использована нитрилотриметилфосфоновая кислота, а в качестве азотсодержащего вещества - водный аммиак (Пат. ЕР 0769584 А2, D 06 М 13/288, 23.04.1997, 11 с. ). Концентрация этого продукта (нейтрал изата) составляет 100-600 г/л, температура пропитки ткани этим составом -25^oС.

Однако показатели огнезащищенности тканей недостаточно высоки. Так, кислородный индекс составляет не выше 33%, прожигаемость для тяжелых тканей не превышает 70 с, высота обугленного участка не ниже 70 мм за 30 сек.

Серьезным недостатком является также отсутствие устойчивости огнезащитной отделки к мокрым обработкам. Так, даже при однократном воздействии влаги, атмосферных осадков они полностью теряют свои огнезащитные свойства, что существенно ограничивает область их применения.

Сущность изобретения Изобретательская задача заключалась в поиске состава для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих текстильных материалов, включающего продукт взаимодействия кислого фосфорсодержащего соединения с азотсодержащим веществом и воду, который позволил бы повысить показатели огнезащищенности текстильных материалов, в частности повысить кислородный индекс, увеличить прожигаемость для тяжелых технических тканей, уменьшить высоту обугленного участка и одновременно придать этим показателям устойчивость к мокрым обработкам.

Поставленная задача решена составом для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих материалов, включающим продукт взаимодействия кислого фосфорсодержащего соединения с азотсодержащим веществом и воду, который дополнительно содержит прямой, или активный, или кислотный краситель и/или тринатрийфосфат, в качестве кислого фосфорсодержащего соединения содержит взятые по отдельности или в различных сочетаниях друг с другом вещества, выбранные из группы, включающей нитрилотриметилфосфоновую кислоту, ортофосфорную кислоту, моно- или диаммонийфосфат, а в качестве азотсодержащего вещества содержит мочевину при следующем содержании компонентов, г/л: Краситель - 0,1-50,0 Тринатрийфосфат - 10-100 Кислое фосфорсодержащее соединение - 50-350 Мочевина - 50-350 Вода, л - До 1 Изобретение позволяет получить следующие преимущества.

1. Значительно повысить кислородный индекс (не ниже 37%, в некоторых случаях - до 50%).

2. Повысить прожигаемость для тяжелых технических тканей (не менее 100 с).

3. Существенно снизить высоту обугленного участка для легких тканей бытового назначения (не выше 40 мм).

4. Придать устойчивость огнезащитным свойствам к мокрым обработкам, например к промывкам, стиркам, химической чистке.

Кроме этого, изобретение позволяет получить дополнительные преимущества. Так, наличие красителя в составе дает возможность окрашивать текстильный материал уже в процессе огнезащитной отделки, что значительно повышает экономичность технологии. Следует отметить также, что при совместном присутствии в составе и красителя, и огнезащитных компонентов возрастает интенсивность окраски текстильного материала. Так, интенсивность окраски льняной ткани, окрашенной в отсутствии в красящем составе огнезащитных компонентов, на 10-15% ниже, чем при совместном воздействии на нее и красителя, и огнезащитных компонентов.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения.

Для приготовления состава можно использовать следующие компоненты. Красители, традиционно применяемые для тканей определенного волокнистого состава, т. е. или прямые, или кислотные, или активные, нитрилотриметилфосфоновая кислота (ТУ 6-09-5283-86), ортофосфорная кислота (ТУ 113-08-5015182-105-95), моноаммонийфосфат (ТУ 2148-123-05015182-98), диаммонийфосфат (ТУ-2148-001-002), 09438-00, мочевина (ГОСТ 6691-77), тринатрийфосфат (ГОСТ 201-76), вода техническая.

Состав готовят следующим образом. В реактор, снабженный лопастной или пропеллерной мешалкой, при температуре окружающей среды последовательно вводят в расчетных количествах воду, кислое фосфорсодержащее соединение, мочевину и краситель и/или тринатрийфосфат. Полученную смесь перемешивают до установления значения водородного показателя в пределах рН 4,5-6,0.

Состав используют следующим образом. Целлюлозосодержащий материал пропитывают составом при температуре 30-70^oС в течение 3-10 с и отжимают до влажного привеса 80-90%. Далее материал подвергают сушке при 90-120^oС (для льняных и полульняных материалов) или сушке и термообработке при температуре 150-220^oС (для хлопковых материалов) или при 130-220^oС (для смешанных тканей).

Таким составом можно обрабатывать текстильные материалы различного волокнистого состава: хлопчатобумажные, льняные, полульняные, льноджутовые и смешанные с полиэфирным волокном при вложении последнего до 25%. Можно также обрабатывать и нетканые материалы аналогичного волокнистого состава. По назначению же это могут быть текстильные материалы и бытового, и технического назначения.

Показатели огнезащитной отделки текстильных материалов и ее устойчивости к мокрым обработкам при обработке составом с различными концентрациями компонентов приведены в таблице.

Обработку составами согласно изобретению и прототипу проводили в одинаковых условиях. Время прожигания, высоту обугленного участка и кислородный индекс определяли согласно методикам ГОСТ 15530-93, ГОСТ 11209-85, ГОСТ 12.1.044-89 соответственно.

Производственные испытания показали, что при использовании состава по изобретению не возникает технических трудностей в виде налипов на частях оборудования и образования осадков в плюсовочных ваннах, а также газовыделений в воздух рабочей зоны, ухудшающих условия труда работающих.

Формула изобретения

Состав для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих текстильных материалов, включающий продукт взаимодействия кислого фосфорсодержащего соединения с азотсодержащим веществом и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит прямой, или активный, или кислотный краситель и/или тринатрийфосфат, в качестве кислого фосфорсодержащего соединения он содержит взятые по отдельности или в различных сочетаниях друг с другом вещества, выбранные из группы, включающей нитрилотриметилфосфоновую кислоту, ортофосфорную кислоту, моно- или диаммонийфосфат, а в качестве азотсодержащего вещества содержит мочевину при следующем содержании компонентов, г/л: Краситель - 0,1-50
Тринатрийфосфат - 10-100
Кислое фосфорсодержащее соединение - 50-350
Мочевина - 50-350
Вода, л - До 1

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7