Способ химической обработки ткани для придания огнезащитных свойств

Изобретение относится к способам химической обработки волокнистых материалов, в частности к способам придания тканям огнезащитных свойств. Способ включает пропитку ткани водным раствором продукта взаимодействия полиакрилнитрила с фосфористой кислотой, в котором основным комплексообразующим фрагментом является α-аминоалкилидендифосфоновое соединение до содержания его в ткани 50-73 мас.%, и сушку до остаточного содержания 13-15 мас.%. Затем ткань отверждают аммиаком и выдерживают в течение 1 часа. Отвержденный полимер окисляют для превращения трехвалентного фосфора в пятивалентный. Затем следует промывка и сушка. Изобретение обеспечивает оптимизацию технологии качественной огнезащитной пропитки материалов.

 

Изобретение относится к способу химической обработки волокнистых материалов, в частности к способам придания огнезащитных свойств тканям. Известны различные способы пропиток. Для придания тканевым материалам огнезащитных свойств применяют следующий способ. Ткань пропитывают водными растворами, содержащими хлор или фтор, промывают и просушивают.

Известен способ применения фосфорсодержащих антипиренов, замедляющих горение целлюлозы и материалов на их основе. Указанный способ известен из источника: Lyons S.W. Wiley Intersci. 1970, 462 р. Однако применение таких соединений, имеющих только кислый характер, недостаточно эффективно для пропитки тканей, изготовленных на основе природных и искусственных волокон.

Известен также способ огнезащитной обработки тканей, содержащих целлюлозные волокна, водным раствором полигидроксиорганофосфониевого соединения, например тетракис(гидрооргано)фосфониевой соли (US 412357, 1978). Однако при таком способе обработки ткани влагосодержание превышает 18 мас.%. В результате этого происходит миграция фосфониевого соединения, что вызывает загрязнение тканей. В изобретении RU 2127341 влагосодержание увеличивают до 25%, однако при этом усложняется обработка тканей, состоящая из 6 этапов: пропитка, сушка, отверждение, окисление, промывка и сушка. К тому же увеличение влагосодержания приводит к повышению веса ткани.

Наиболее близким к заявленному по технологической сущности и по достигаемому эффекту является способ химической обработки ткани для придания огнезащитных свойств, описанный в изобретении RU 2127341 С 1, 1999. Этот способ заключается в том, что ткань пропитывают водным раствором поли(гидроксиоргано)фосфониевым соединением для придания огнезащитных свойств и включает следующие стадии:

A) пропитка ткани водным раствором поли(гидроксиоргано)фосфониевого соединения;

Б) сушка пропитанной ткани;

B) отверждение высушенной пропитанной ткани аммиаком для получения отвержденного водонерастворимого полимера, механически закрепленного в волокнах ткани;

Г) окисление отвержденного полимера для превращения трехвалентного фосфора в пятивалентный фосфор;

Д) нейтрализация, промывка и сушка ткани.

Целью настоящего изобретения является улучшение качества пропитки волокнистых материалов для придания им в процессе эксплуатации огнезащитных свойств. Поставленная цель достигается тем, что опытную ткань пропитывают водным раствором продукта взаимодействия полиакрилнитрила (ПАН) с фосфористой кислотой до содержания его в ткани 50-73%, сушат до остаточного содержания 12-15 мас.%. Для закрепления в волокнах водонерастворимого продукта ткань подвергается обработке аммиаком (происходит отверждение аммиаком), перекисью водорода (происходит окисление), затем производится промывка и сушка.

Для получения продукта взаимодействия полиакронитрил (ПАН) и фосфористую кислоту следует применять в соотношении 1:3 по массе при температуре от 80 до 160°С. Полученный продукт взаимодействия, где основным комплексообразующим фрагментом является α-аминоалкилидендифосфоновые соединения, представляет собой густую прозрачную массу коричневого оттенка, хорошо растворимую в воде.

Известны случаи применения продукта взаимодействия ПАН с фосфористой кислотой в качестве стабилизатора жесткости воды, в качестве диспергатора водных суспензий пигментов и наполнителей, в бумажной и текстильной промышленности, для получения дисперсий эмульсионных красок (патент ФРГ 3101939), а также для обработки металлической поверхности перед нанесением лакокрасочного покрытия с целью повышения адгезии и противокоррозионных свойств покрытия.

Для пропитки волокнистых материалов тканей с целью придания им огнезащитных свойств продукт взаимодействия ПАН с фосфористой кислотой до настоящего времени не применялся. Ткань, подвергаемая обработке, может состоять как на 100% из целлюлозных волокон, например хлопковых волокон, так и из нецеллюлозных волокон, например полиамидных, акрильных, полиэфирных и др., а также из их смеси.

Сущность изобретения иллюстрируют следующие примеры конкретного исполнения.

Пример 1

Черную 100% хлопковую ткань весом 280 г/м² погружают в пропитку - водный раствор продукта взаимодействия ПАН с фосфористой кислотой, содержащий в качестве основного комплексообразующего α-аминоалкилидендифосфоновые соединения. Обработка ткани продолжается до увеличения веса ткани 50-73%, т.е. вес ткани увеличивается до 420-484,4 г/м², при этом в растворе могут содержаться или отсутствовать протонированные или нейтрализованные амины.

Затем образец ткани высушивается в сушильной камере до остаточного содержания влаги не более 12-15%. Температура сушильной камеры -120°С.

Отверждение высушенной пропитанной ткани осуществляется аммиаком:

1. скорость потока составляет 53 л/мин;

2. давление 23 фунта/дюйм;

3. время выдержки под давлением 21,7 с.

- Выдержка ткани - 1 час.

- Окисление полимера перекисью водорода в количестве до 25% от относительной массы ткани в присутствии смачивающего вещества в количестве 2 г/л.

- Нейтрализация проводится Na₂CO₃ при концентрации 20 г/л.

- Горячая промывка проводится при 60°С смесью, содержащей 3 г/л Na₂СО₃ и 2 г/л смачивающего вещества, состоящего из алкилполигликолевых эфиров.

- Холодная промывка и сушка.

Пример 2

Процесс, описанный в примере 1, применяется на ткани, содержащей 60% хлопковых и 40% полиэфирных волокон (сатин) без добавления протонированных и нейтрализованных аминов.

Пример 3

Процесс, описанный в примере 1, осуществляли на ткани, содержащей 60% хлопковых и 40% полиэфирных волокон и имеющей вес 315 г/м² (саржа).

Способ обработки ткани для придания ей огнезащитных свойств, включающий пропитку ткани водным раствором фосфорсодержащего антипирена до содержания его на ткани 50-73%, сушку до остаточного содержания влаги от 13 до 15%, отверждение аммиаком с последующей выдержкой в течение по меньшей мере 1 ч, окисление перекисью водорода трехвалентного фосфора в пятивалентный перекисью водорода в присутствии смачивающего вещества для перевода трехвалентного фосфора в пятивалентный, промывку и сушку, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего антипирена используют продукт взаимодействия полиакрилонитрила с фосфористой кислотой, основным комплексообразующим фрагментом которого является α-аминоалкилидендифосфоновое соединение.