[发明专利]一种废旧涤纶纺织物制备阻燃水性聚氨酯的方法

说明书

本发明公开了一种废旧涤纶纺织物制备阻燃水性聚氨酯的方法，属于纺织技术与有机合成技术领域。该阻燃水性聚氨酯的制备利用废旧涤纶织物的醇解产物，并将该醇解产物经预处理通过聚合反应制备得到聚氨酯预聚体，所述聚氨酯预聚体经过扩链与交联，中和乳化及阻燃改性后，得到阻燃水性聚氨酯，该阻燃水性聚氨酯可用于制备阻燃改性涤纶织物。该方法实现了废旧纺织品的高值化利用，反应条件温和，操作设备易操作，实现了聚酯纤维在温和条件下的快速降解，而后制备的阻燃水性聚氨酯可以经织物后整理得到具有阻燃功能且力学性能优异的改性织物，具有较高的再利用价值。

技术领域

本发明涉及纺织技术与有机合成领域，特别是涉及一种废旧涤纶纺织物制备阻燃水性聚氨酯的方法。

背景技术

涤纶纤维具有高强耐高温、耐磨耐腐蚀等性能，被广泛应用于纺织等领域，涤纶纺织品也因其优良的服用性能占据了纺织行业的主要市场。近年来，随着人们生活水平的提高和纺织品应用领域的拓宽，纺织服装已经变成快速消耗品，然而目前社会上绝大部分废旧涤纶纺织品无法有效降解，产生的废弃堆积占据了大量生活空间，资源严重浪费的同时也污染了人类的生存环境。与此同时，涤纶织物本身易燃，遇到高温时会剧烈燃烧引发火灾，且在燃烧过程中极易形成大量融滴导致二次危害，给人们带来人身伤害和经济损失。

水性聚氨酯作为一种新型聚氨酯体系，与溶剂型聚氨酯的区别在于其采用以水为分散介质代替有机溶剂，凭借着机械性能优良、相容性好、易于改性、无毒无污染、节能等特点被应用于汽车、工业绝热、建筑、交通运输、涂料、纺织、电子、医疗等领域。但是聚氨酯属于易燃材料，极限氧指数为18％，具有燃烧速度快、放热量大等特点，燃烧过程中还会产生高温熔滴，在应用中存在引发火灾的隐患。因此，提出一种既能保留水性聚氨酯的优良性能，且同时可以提高水性聚氨酯阻燃性的方案显得尤为重要。

目前并没有较为完整的废旧涤纶织物回收方案，且对于聚氨酯阻燃改性途径也不够完备，造价成本普遍较高，因此，若能将上述问题结合，利用废旧涤纶纺织物制备出具有阻燃性能的水性聚氨酯，不仅能解决环境问题，还能为水性聚氨酯的阻燃改性提出新的技术方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种废旧涤纶纺织物制备阻燃水性聚氨酯的方法，该方法采用乙二醇醇解废旧涤纶纺织物，利用醇解产物合成了阻燃再生水性聚氨酯并得到了阻燃改性涤纶织物，在高值化利用废旧涤纶织物的同时，解决了环境问题，为水性聚氨酯的阻燃改性提供了新方案。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种废旧涤纶纺织物制备阻燃水性聚氨酯的方法，将废旧涤纶纺织物经洗涤、烘干并机械粉碎后醇解得到醇解液，所述醇解液经抽滤、重结晶得到醇解产物，将所述醇解产物经预处理通过聚合反应制备得到聚氨酯预聚体，所述聚氨酯预聚体经过扩链与交联，中和乳化及阻燃改性后，得到阻燃水性聚氨酯。

进一步地，包括以下步骤：

(1)废旧涤纶纺织物粉碎预处理后醇解：将废旧涤纶纺织物经洗涤、烘干并机械粉碎后得到短而碎聚酯纤维，之后与乙二醇、乙酸锌混合醇解得到醇解液，所述醇解液抽滤、重结晶后得到对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)；

(2)聚氨酯预聚体的制备：将被N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶解的2,2-双羟甲基丙酸(DMPA)与对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)混合搅拌，待温度到达90℃时，之后加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，90℃恒温静置反应后加入催化剂，得到所述聚氨酯预聚体；

(3)聚氨酯预聚体的阻燃改性：将反应体系降温至70℃后，将1,4-丁二醇(BDO)和被N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶解的三羟甲基丙烷加入到所述聚氨酯预聚体中，保持温度恒定为70℃继续反应2-4h后，调节体系温度至40℃，之后加入三乙胺(TEA)，恒温反应10-30min后降低温度至室温，之后加入蒸馏水乳化得到再生水性聚氨酯乳液，将四羟甲基硫酸磷(THPS)加入到所述再生水性聚氨酯乳液中搅拌即可得到阻燃水性聚氨酯。