阻燃水性聚氨酯的制备及对涤纶织物涂层研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.12.012

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (12): 72-76.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.12.012

阻燃水性聚氨酯的制备及对涤纶织物涂层研究

杨陈¹^,²(), 赵丽雪¹^,², 林燕萍¹^,²()

^1.江西服装学院，南昌 330201
^2.江西省现代服装工程技术研究中心，南昌 330201

收稿日期:2024-03-12 出版日期:2024-12-26 发布日期:2024-12-25
通讯作者: 林燕萍，女，博士在读，教授，主要从事功能性纺织品的开发与设计，linyanping_q@126.com
E-mail:yangchen_q@126.com;linyanping_q@126.com
作者简介:杨陈，男，博士，教授，主要从事功能性纺织材料的开发，yangchen_q@126.com
基金资助:
江西省教育厅科学技术重点研究项目(GJJ2202802)

Preparation of flame retardant waterborne polyurethane and its coating for polyester fabric

YANG Chen¹^,²(), ZHAO Lixue¹^,², LIN Yanping¹^,²()

^1.Jiangxi Institute of Fashion Technology，Nanchang 330201，China
^2.Jiangxi Modern Clothing Engineering Technology Research Center，Nanchang 330201，China

Received:2024-03-12 Online:2024-12-26 Published:2024-12-25
Contact: LIN Yanping E-mail:yangchen_q@126.com;linyanping_q@126.com

摘要/Abstract

摘要：

以阻燃聚酯多元醇为磷源对水性聚氨酯阻燃改性，并对改性的阻燃水性聚氨酯乳液、膜及其涂层涤纶织物进行性能表征。结果表明，改性引入的阻燃聚酯多元醇已完全参与了对水性聚氨酯的阻燃改性；当含磷量低于5 %时，阻燃水性聚氨酯乳液呈半透明至乳白色，粒径低于100 nm，离心稳定性较好；随着含磷量的增加，阻燃水性聚氨酯膜的吸水率、力学性能及裂解温度有所降低，质量残存率有所上升；含磷量为3 %时，其涂层涤纶织物已达到难燃级别；分析认为：利用阻燃水性聚氨酯涂层涤纶织物进行阻燃整理具有可行性。

关键词: 水性聚氨酯, 粒径, 分子结构, 热失重, 力学性能, 吸水性能, 阻燃性能

Abstract:

Waterborne polyurethane （PU） was modified with flame⁃retardant polyester polyol as a phosphorus source， and the properties of the resultant modified waterborne PU emulsion， film， and coated polyester fabric were characterized. The results indicated that the flame⁃retardant polyester polyol as a modifier was completely participated in the flame⁃retardant modification of waterborne PU. When the phosphorus content was less than 5 wt%， the flame⁃retardant waterborne PU emulsion presented an aspect from translucent to milky white， its particle size was less than 100 nm， and its centrifugal stability was good. The waterborne PU film exhibited a decrease in the water absorption rate， mechanical properties and cracking temperature with an increase in the phosphorus content， but its mass retention rate increased. The coated polyester fabric reached a nonflammable level at a phosphorus content of 3 wt%. The mechanism analysis indicates that it was feasible to finish polyester fabric with the flame⁃retardant waterborne PU coating.

Key words: waterborne polyurethane, particle size, molecular structure, thermal weight loss, mechanical property, water absorption property, flame retardant property

中图分类号:

TQ323.8

杨陈, 赵丽雪, 林燕萍. 阻燃水性聚氨酯的制备及对涤纶织物涂层研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(12): 72-76.

YANG Chen, ZHAO Lixue, LIN Yanping. Preparation of flame retardant waterborne polyurethane and its coating for polyester fabric[J]. China Plastics, 2024, 38(12): 72-76.

图/表 8

图1 阻燃水性聚氨酯乳液外观照片

Fig.1 Appearance photo of flame retardant waterborne polyurethane emulsion

图2 阻燃水性聚氨酯乳液微观照片

Fig.2 Microscopic photos of flame retardant waterborne polyurethane emulsion

图3 阻燃水性聚氨酯乳液粒径测试曲线

Fig.3 Particle size test curve of flame retardant waterborne polyurethane emulsion

含磷量/%	粒径/nm	乳液状态	离心稳定性
0	63.24	透明	无沉淀
1	72.15	半透明	无沉淀
3	84.37	半透明	无沉淀
5	93.46	乳白色	极微量沉淀
7	147.81	微棕黄色	微量沉淀

表1 阻燃水性聚氨酯乳液性能测试结果

Tab.1 Performance test results of flame retardant waterborne polyurethane emulsion

图4 阻燃水性聚氨酯膜的红外光谱曲线

Fig.4 Infrared spectrum curve of flame retardant waterborne polyurethane film

图5 阻燃水性聚氨酯膜热失重曲线

Fig.5 Thermogravimetric curve of flame retardant waterborne polyurethane film

图6 阻燃水性聚氨酯膜吸水率及力学性能

Fig.6 Water absorption and mechanical properties of flame retardant waterborne polyurethane film

图7 阻燃水性聚氨酯膜极限氧指数及损毁长度

Fig.7 Limiting oxygen index and damage length of flame retardant waterborne polyurethane film

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Preparation of flame retardant waterborne polyurethane and its coating for polyester fabric

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