состав для огнезащитной отделки текстильных материалов из целлюлозных волокон

Формула изобретения

Состав для огнезащитной отделки текстильных материалов из целлюлозных волокон, включающий продукт взаимодействия нитрилотриметилфосфоновой кислоты с азотсодержащим веществом и воду, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего вещества он содержит мочевину при следующих концентрациях компонентов, г/л:

Нитрилотриметилфосфоновая кислота - 80-350

Мочевина - 80-350

Вода - до 1 л

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической технологии отделки текстильных материалов и может использоваться в отделочном производстве с целью придания огнезащищенности тканям и нетканым материалам, а именно хлопчатобумажным, льняным и вискозным материалам.

Уровень техники

Огнезащищенные хлопчатобумажные и льняные ткани получают путем их пропитки растворами, содержащими замедлители горения. При этом ткани приобретают пониженную горючесть, неспособность к остаточному горению (тлению) и устойчивость к прожиганию. Поэтому они могут быть использованы для изготовления специальной одежды, в частности одежды сварщиков и металлургов.

Известен состав для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих тканей (Справочник по химической технологии обработки льняных тканей. М.: Легкая индустрия, 1973, с.176-177), представляющий собой смесь водных растворов ортофосфорной кислоты и мочевины с полиэтиленовой эмульсией. Концентрации компонентов составляют 60-70, 250-300 и 20 г/л соответственно. В результате пропитки этим составом ткань приобретает огнезащитные свойства, соответствующие требованиям ГОСТа к трудногорючим материалам.

Недостатком этого состава является низкая эффективность по отношению к тканям, содержащим синтетические волокна. Кроме того, в результате обработки этим составом целлюлозосодержащие материалы теряют до 30% своей начальной прочности. Как следствие, данный состав неприменим для обработки тканей с поверхностной плотностью менее 400 г/см².

Известен состав (Патент РФ 2034943, кл. D 06 М 11/72, опубл. в 1995г.) для огнезащитной отделки льнохлопкотерлоновых тканей, представляющий собой водный раствор полифосфата аммония, мочевины и солей металлов (меди, цинка и алюминия) при соотношении компонентов P₂0₅:N:Cu:Zn:Al=170:50:1:1:1 с общей концентрацией 25-95 г/л.

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

Известен также состав (Патент РФ 2028399, кл D 06 М 11/71, опубл. в 1995г. ) для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих тканей, представляющий собой водный раствор ортофосфорной кислоты, полифосфата натрия и мочевины с концентрациями 74-92, 100-174 и 65-165 г/л соответственно. С целью сохранения прочности ткани в состав вводят крахмал.

Недостатком этого состава является невозможность придания устойчивости к прожиганию.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является состав для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих тканей (патент ЕР 0769584, кл. D 06 М 13/288, опубл. в 1997г.) Состав представляет собой водный раствор нейтрализата, получаемого путем взаимодействия нитрилотриметилфосфоновой кислоты с водным аммиаком. Концентрация нейтрализата составляет 100-600 г/л (предпочтительно 204-370 г/л) В результате пропитки этим составом с последующей сушкой при температуре 80-160^oС (предпочтительно 80-150^oС) ткань приобретает огнезащитные свойства. Огнезащитный эффект, соответствующий стандарту Великобритании (BS5867, часть 2, тип В), получается в том случае, если обрабатывемая ткань содержит не более 50% полиэфирного волокна. В результате обработки составом, содержащим нейтрализат, внешний вид и гриф тканей не ухудшаются. Огнезащищенные ткани, получаемые с использованием этого состава, могут использоваться в качестве обивочных и драпировочных материалов.

Состав, содержащий нейтрализат нитрилотриметилфосфоновой кислоты, имеет ряд недостатков. Во-первых, его использование не позволяет получать ткани с существенно более высокими огнезащитными свойствами, чем использование составов, содержащих ортофосфорную кислоту. Например, высоты обугленного участка хлопчатобумажной ткани, обработанной нейтрализатом и смесью фосфорной кислоты с мочевиной, различаются только на 6%. При изготовлении костюмов для сварщиков требуются ткани со временем прожигания не менее 1 мин. Однако использование огнезащитных составов с содержанием нейтрализата даже 370 г/л позволяет получать льняные ткани со временем прожигания, не превышающим 70 с. Во-вторых, использование состава прототипа исключает возможность любых мокрых обработок. Как следствие, обработанные ткани утрачивают огнезащищитные свойства при действии на них атмосферных осадков. Кроме того, становится невозможным применение к тканям отделочных операций, предполагающих пропитку водой, например, при ширении. Эти недостатки ограничивают область применения огнезащищенных тканей и делают невозможным использование растворов, содержащих нейтрализат нитрилотриметилфосфоновой кислоты, при изготовлении тканей для специальной одежды.

Таким образом, в настоящее время не известен состав для придания огнезащищенности текстильным материалам из хлопковых и льняных волокон, который одновременно обеспечивает высокую стойкость к прожиганию и устойчивость эффекта огнезащищенности к мокрым обработкам.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является поиск компонентов состава для огнезащитной отделки текстильных материалов из хлопковых, льняных и вискозных волокон, который обеспечивает повышение огнезащищенности и прочности обработанных материалов.

Поставленная задача решена составом для огнезащитной отделки текстильных материалов из целлюлозных волокон, включающим продукт взаимодействия нитрилотриметилфосфоновой кислоты с азотсодержащим веществом и воду, который в качестве азотсодержащего вещества содержит мочевину при следующих концентрациях компонентов, г/л:

Нитрилотриметилфосфоновая кислота - 80-350

Мочевина - 80-350

Вода - До 1 л

Применение этого состава позволяет повысить огнезащищенность текстильных материалов из хлопковых, льняных и вискозных волокон и обеспечивает устойчивость эффекта огнезащищенности к мокрым обработкам.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Предлагаемый состав включает следующие компоненты:

- нитрилотриметилфосфоновая кислота (ТУ 6-09-5283-86);

- мочевина (ГОСТ 6691-77);

- вода техническая.

Состав готовят следующим образом.

В реактор, снабженный лопастной или пропеллерной мешалкой, при температуре окружающей среды последовательно вводят в расчетных количествах воду, нитрилотриметилфосфоновую кислоту и мочевину. Полученную смесь перемешивают до установления значения водородного показателя в пределах рН 4-6.

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 (в случае льняных материалов) или термообработке при температуре 150-220^oС (в случае хлопковых материалов).

Показатели качества текстильных материалов, обработанных составами с различными концентрациями компонентов, приведены в табл. 1-4. Обработку составами согласно изобретению и прототипу проводили в одинаковых условиях. Устойчивость материалов к воспламенению и прожиганию определяли согласно методикам ГОСТ 11209-85 и 124184-97 соответственно. Из данных таблиц видно, что предлагаемый состав позволяет улучшить огнезащищенность материалов. Высота обугленного участка снижается в 1,15-1,35 раза, а время прожигания увеличивается в 1,35-2,00 раза по сравнению с прототипом. Устойчивость эффекта огнезащищенности к мокрым обработкам проводили, выдерживая материалы в проточной воде при 15-20^oС в течение 5 мин. Из данных таблиц видно, что материалы, обработанные предлагаемым составом, сохраняют уровень огнезащищенности на 80-90% от его первоначальной величины.

Производственные испытания состава показали, что при его использовании не возникает технических трудностей в виде налипов на частях оборудования и образования осадков в плюсовочных ваннах.