CN101855318B

CN101855318B - 方法和组合物

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Publication number: CN101855318B
Application number: CN200880115725.8A
Authority: CN
Inventors: J·A·豪克斯; P·韦布; D·M·路易斯; A·贝利夫
Original assignee: Perachem Ltd
Current assignee: Perachem Ltd
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2028-09-03
Also published as: US8551371B2; ATE544833T1; EP2188350A1; ES2382643T3; EP2188350B1; WO2009030947A1; CN101855318A; BRPI0816398A2; US20100224840A1

Abstract

将材料处理以改善阻燃性的方法，该方法包括将尿素、亚磷酸或其盐和包含单价金属阳离子的碱5涂覆至该材料。

Description

方法和组合物

本发明涉及阻燃剂组合物及其相关方法。

许多材料例如棉花、富含棉花的掺混物和其它纤维素材料例如纸，均需要化学处理，以便赋予它们阻燃性。当材料打算用于某些应用例如窗帘、工作服、装饰织物、军事应用和儿童睡衣时，这尤其重要。另一个重要领域是尤其用于运输座位区域的羊毛和羊毛基装饰织物。

期望阻燃性材料为低成本、耐用，不在实质上有损于织物的机械特性，能够耐受用于所有颜色范围的传统染色和印花方法，符合健康和安全要求，并且是环境上可接受的。

现有技术的阻燃剂(FR)组合物基于包括磷酸盐和氨或铵磷酸盐的系统。然而，现有技术的此类FR组合物的缺点是它们不具有良好的洗涤耐用性，且在漂洗或正常洗熨期间可以从织物中洗掉。

本发明尤其涉及耐洗的阻燃剂组合物及相关的方法。

具有耐洗性的阻燃剂组合物在现有技术中是已知的，但这些组合物中每种都有缺点。

例如，Rhodia的Proban(RTM)系统提供耐洗的涂层(finish)，但导致粗糙的织物处理和简单偶氮染料的褪色。

另一种现有的耐洗FR组合物为Huntsman的Pyrovatex(RTM)系统，但该系统相对昂贵，并导致在涂覆期间散发甲醛和在织物上残留水平的游离甲醛。甲醛是已知的致癌物。

US 2482755描述了阻燃剂组合物，该阻燃剂组合物在优选的实施方案中在性质上为酸性，并包含磷酸和尿素。该组合物加热3分钟-15分钟。US 2482755教导，用此类组合物处理的织物通过将含磷和含氮部分掺入该织物中赋予了耐火性。

按照本发明的第一方面，提供了将材料处理以改善阻燃性的方法，该方法包括将尿素、亚磷酸或其盐和包含单价金属阳离子的碱涂覆至所述材料。

尿素、亚磷酸(或其盐)和碱可按任何顺序，用三次处理或用两次处理依次涂覆，或它们可同时涂覆。

在优选的实施方案中，它们同时涂覆。第一方面的方法适宜包括将组合物涂覆至材料，该组合物包含亚磷酸或其盐、尿素和包含单价金属阳离子的碱。在一些实施方案中，涂覆至材料的组合物的pH为至少6，例如至少7、至少7.5或至少8。涂覆至材料的组合物的pH适宜为最高达11或最高达10。在一些实施方案中，所述组合物的pH为约8.6-约9.8。

在一些优选的实施方案中，所述组合物的pH可以为4.5-5.5，例如约pH5。使用pH约5的组合物可改善处理材料的手感。由于在高温固化期间处理的材料脆化/减弱，因此较低的pH是不利的。

对于亚磷酸，我们是指具有分子式H₃PO₃的材料，其与碱反应后产生亚磷酸盐。

可适合涂覆至材料的亚磷酸盐为单价金属、尤其是碱金属的那些。

在本发明第一方面的方法中，包括涂覆含单价金属阳离子的碱，该碱可包括碱金属氢氧化物、碱金属碳酸氢盐、碱金属碳酸盐和本领域技术人员已知的其它此类物质。碱的碱金属阳离子可包括钠、钾和锂。最优选碱金属阳离子为钾。

按照本发明的第二方面，提供了一种阻燃剂组合物，该阻燃剂组合物包含亚磷酸或其盐、尿素和包含单价金属阳离子的碱。

合适的碱包括碱金属氢氧化物、碱金属碳酸氢盐、碱金属碳酸盐和本领域技术人员已知的其它此类物质。

可以使用任何碱金属氢氧化物，但优选氢氧化钠，特别是氢氧化钾。

优选，本发明第一方面的方法包括将第二方面的组合物涂覆至材料。

所述组合物可还包含可用于调节其pH的氨和水溶性或分散性有机胺，例如三乙醇胺。当将处理的织物加热时，挥发性碱可以蒸发，使得pH下降。在此类情况下，单价金属碱的存在将用于缓冲材料(例如织物)的pH，并可以防止pH下降至损坏织物的程度。

可将游离亚磷酸加入所述组合物中或可提供亚磷酸盐。技术人员将理解在使用游离亚磷酸的实施方案中，该亚磷酸可在某些条件下作为盐存在于组合物中。

在优选的实施方案中，所述组合物包含至少60gdm^-3亚磷酸，优选至少80gdm^-3，更优选至少90gdm^-3，更优选至少120gdm^-3，且最优选至少150gdm^-3。所述组合物可适当地包含最高达300gdm^-3亚磷酸，例如最高达275gdm^-3，且优选最高达250gdm^-3。

所述组合物可适当地包含至少100gdm^-3尿素，优选至少150gdm^-3，优选至少200gdm^-3，更优选至少250gdm^-3，且最优选至少300gdm^-3。

所述组合物可适当地包含最高达500gdm^-3尿素，例如最高达450gdm^-3，优选最高达400gdm^-3，且更优选最高达375gdm^-3。

所述组合物可适当地包含所述碱，其浓度为至少1M(摩尔浓度)，优选至少1.4M，优选至少1.8M，更优选至少2M，且最优选至少2.8M。

所述组合物可适当地包含所述碱，其浓度为最高达5M，更优选最高达4.5M，优选最高达4M，且最优选最高达3.6M。

上述浓度一般是合适的，但对于打算以100％wpu(吸湿率)涂覆的组合物来讲，可尤其适用。

在本发明的组合物中，尿素对亚磷酸的重量比优选为至少1∶1，更优选至少1.2∶1，且最优选至少1.3∶1。

尿素对亚磷酸的重量比优选为最高达6∶1，例如最高达5∶1，优选最高达4∶1，且最优选最高达3∶1。

当有亚磷酸的盐存在时，本文中亚磷酸的量或亚磷酸对另一种组分的重量比的限定应用于盐的酸残基。

在一些实施方案中，所述组合物还可包含水溶性或水分散性阳离子聚合物树脂。优选为阳离子交联树脂，最优选为能够自交联或在烘焙或固化方案下交联的阳离子树脂。本领域技术人员可以按照与最终用途有关的具体情况做出最佳树脂的具体选择。此类组分的实例包括聚氨基酰胺-表氯醇树脂例如Hercosett 125(Hercules)或甲虫树脂PT765(BIP)、聚季铵化合物例如Tinofix FRD(Ciba)或Levogen FL(Bayer)或cyclanon E(BASF)或聚胺脂族季胺例如Optifix F(Clariant)。我们已经发现某些聚氨基酰胺-表氯醇树脂对棉纺织品的阻燃处理特别有效。

水溶性或水分散性阳离子树脂可在制备时，包括在组合物中，或它可在使用之前加入至组合物。当与阻燃剂组合物的其它组分混合时，加入点将由使用的特定系统和所选择树脂的贮存稳定性确定。此类考虑是常事，并为本领域技术人员所熟知。

在优选的实施方案中，所述组合物包含至少5gdm^-3的水溶性阳离子聚合物树脂，优选至少15gdm^-3，更优选至少30gdm^-3，且最优选至少45gdm^-3。

所述组合物可适当地包含最高达250gdm^-3的水溶性阳离子聚合物树脂，优选最高达150gdm^-3，更优选最高达75gdm^-3，且最优选最高达55gdm^-3。

在本发明中，阳离子聚合物树脂的使用为非常有利的。已用亚磷酸处理的材料，例如纤维素材料，在表面上可具有高浓度的共价结合的以及未结合的亚磷酸酯(根)残基。这引起亲水性的阴离子表面，并因此可能吸水。因此该材料经常变得潮湿，也可易于收缩。包含阳离子聚合物树脂有助于减少亚磷酸处理的材料的阴离子性质，因此有助于防止潮湿和收缩。本领域技术人员仔细选择适当的阳离子聚合物树脂，可以改善织物的物理手感，也可赋予疏水性性质。因此该方法可用于提供防水织物。

在本发明的再一个实施方案中，所述组合物可包括分散相材料，例如颜料、填充剂或其混合物。此类材料的实例包括阻燃剂颜料例如氢氧化镁、碳酸钙、磷酸铝、亚磷酸铝、硅酸铝、亚磷酸镁和磷酸镁。其它颜料可用于赋予其它性质例如颜色、不透明、疏水性、易烫性和柔软的手感。合适的分散相材料的范围很大。然而，按照需要的明确性质，本领域技术人员可容易地做出适当的选择。用于本发明的一些合适的材料包括在实例中。

在优选的实施方案中，所述组合物包含至少0.1gdm^-3的阻燃剂颜料，优选至少5gdm^-3，更优选至少10gdm^-3，且最优选至少15gdm^-3。

所述组合物可适当地包含最高达220gdm^-3的阻燃剂颜料，优选最高达150gdm^-3，更优选最高达100gdm^-3，且最优选最高达50gdm^-3。

如果颜料或颜料的组合为了着色的目的而加入，那么使用量由期望的色调确定。然而，其通常不超过50gdm^-3。

本发明发明人已意外地发现，包括与颜料组合的阳离子聚合物树脂是特别有利的，特别是当颜料使用具有阴离子基团的分散剂时。

组合物优选为含水组合物。该组合物可通过将尿素加入至亚磷酸的水溶液中来合适地制备。然后可加入氢氧化钾或氢氧化钠以提供具有期望pH的组合物。例如，这可为约pH7。在其它实施方案中，它可为约pH5。可通过加入另外的碱性材料，来获得较高的pH，例如pH7.4-10。

选择作为处理溶液的组合物的总浓度，以符合选择的设备提供的吸湿率和得到的处理速率提供的总经济和性能平衡。此类考虑对本领域技术人员是平常的。所述组合物可按浓缩的形式提供，由使用者稀释。此外，例如为了减少处理的总成本，所述组合物可预稀释提供，在该情况下，可以按比例减少规定的浓度范围。其中在本发明中规定了试剂的浓度，这些浓度基于100％的标称吸湿率。本发明的组合物可以通过工业中已知的许多方法涂覆于基体。对于纺织品基体，浸轧-拉幅机(pad-stenter)设备是常事。吸湿率可以按照精确的机器配置来改变，并通过使用者调整溶液浓度以适应机器装备是常规。

优选，材料为纤维基网状材料，例如纸或卡片，或最优选织物，包括针织或织造织物或非织造材料。合适的材料包括棉花、粘胶纤维、纤维素纤维(lyocell)、角蛋白基纤维(例如羊毛)和合成纤维；和以上任何材料的掺混物。最优选，材料为含纤维素的材料，尤其是包含至少50％的纤维素含量。优选的材料为棉花和富含棉花的织物，包含至少50％的棉花(例如75/25棉花/聚酯织物)；和角蛋白基材料例如羊毛。

虽然，本发明不限于织物处理，但为了易于理解所述方法的进一步讨论，本发明将在该上下文中描述。

在第一方面的方法中，所述组合物可通过任何合适的方法涂覆至材料。用于织物的优选方法为本领域技术人员很好理解的术语-浸轧。例如，浸轧可以约50米/分钟的速度进行。

优选，第一方面的方法还包括在材料上使组合物固化的步骤(x)。

固化步骤(x)可通过许多备选方法实现。在一种方法中，可在适当的温度下将处理的材料分批处理。分批处理是本领域技术人员熟知的方法。分批处理包括将新处理的织物卷起进入由材料例如聚乙烯的不渗透性层保护的圆筒。然后将卷贮存于适当的温度下，直到活性组分渗入基体的纱和纤维。该温度可低于或高于或在环境温度下。

在另一个实施方案中，通过合适地将织物网经过加热站(例如张布架或拉幅机)进料，在烘箱中烘焙，来固化处理的材料。

采用一些先进的设备设计，通过温度曲线、湿度和其它环境特征来密切控制织物穿过的加热区域是可能的。此类方法在最终产品的性能上可产生益处，也减少涂覆成本。

优选烘焙在至少120℃，优选150℃，更优选至少170℃下进行。烘焙温度优选小于220℃，更优选小于200℃，最优选小于190℃。

材料优选在烘箱中烘焙至少20秒，更优选至少30秒，且最优选至少40秒。

材料可在烘箱中烘焙最长达15分钟。优选烘焙最长达3分钟，例如最长达2分钟，优选最长达90秒，且更优选最长达60秒。

优选所述方法在固化步骤(x)之后可还包括再水化材料的步骤(y)。可通过多种备选方法实现再水化。在一些实施方案中，将材料暴露于空气中至少3分钟，例如5分钟，足以确保再水化发生。

在另一个实施方案中，再水化步骤可涉及用水处理材料。这可例如通过用蒸汽、通过喷雾、通过雾化或通过浸轧处理来实现。

在一些实施方案中，再水化步骤可包括用第二方面的组合物第二次处理材料的步骤。组合物的制剂可与用于第一处理步骤的相同或不同。或者，它可包括用含有尿素但优选不含亚磷酸的含水组合物处理材料。

本发明的方法适宜在固化步骤(x)之后，还包括固化步骤(z)，且其中配置再水化步骤(y)。在上述第一固化步骤(x)给出的限定范围内，适当地进行第二固化步骤。那些限定因此也应用于第二固化步骤(z)。优选，第二固化步骤按与第一固化步骤(x)相同的方式进行；因此步骤(x)和(z)优选基本上相同。

在第二固化步骤之后，该方法适宜包括通过标准方法漂洗和干燥材料的最终步骤。例如，漂洗可通过浸入一系列水浴进行，然后在升高的温度例如50-140℃、合适地约120℃下干燥。然后，基于纤维的重量计，织物上增加的最终干重可为约5-15％，优选约10％固体。

本发明的方法在第一和/或第二固化步骤之后，还可包括一个或多个处理步骤。

例如，材料可用冷水漂洗。然后，其可任选用酸性组合物，适宜为包含有机酸例如甲酸的组合物来处理。

材料可任选用包含季铵盐的组合物处理。合适的季铵盐的实例包括氯、卤化四烷基铵、表氯醇或表溴醇的叔胺衍生物和聚胺衍生物。

合适的卤化四烷基铵包括季铵基团R₄N⁺的溴化物盐或氯化物盐，其中各R独立选自具有1-24，优选1-16个碳原子的烷基。

具体的实例包括四甲基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵。

合适的表氯醇和表溴醇衍生物包括式I的化合物：

其中，X或各X独立选自氯和溴，各R独立选自任选取代的烷基。各R可为具有1-30个碳原子的烷基。在一些实施方案中，一个或多个R基团为具有例如10-28个碳原子的长链烷基。

在一些实施方案中，各R为具有1-4个碳原子的烷基。在备选的实施方案中，R基团可连接例如形成吗啉部分。在一个实例中，R₃N⁺代表N-甲基吗啉残基。

在一个优选的实施方案中，季铵盐为3-氯-2-羟基-1-三甲基氨基氯丙烷。

合适的聚胺衍生物包括已知可自Ionic Solutions，Bradford，UK，以商标名ISOL Fixer NFO得到的那些。

或者和/或另外，材料可用含金属盐的组合物进一步处理。所述组合物适宜为包含二价或三价金属盐的含水组合物，该金属优选选自镁、钙和铝。优选该盐为水溶性盐，例如盐酸盐、碳酸盐或硫酸盐。合适的盐包括氯化镁、硫酸镁、氯化钙、碳酸钙和硫酸铝。

优选所述组合物包含1-50g/升的盐，例如5-20g/升。

在一个或多个任选的进一步处理步骤中，一种或多种组合物可通过任何合适的方法涂覆。此类涂覆方法为本领域技术人员所熟知，技术人员可容易地选择合适的技术。

在处理期间，织物可在两个方向，但由于机器的作用尤其在织物的经向上拉伸。该拉伸导致额外织物的获得，该额外织物假如在生产中出现问题时可能是有用的。在一些实施方案中，本发明的处理方法可使拉伸的作用反转。然后这可能出现织物的收缩。在固化之后使用一个或多个上述进一步处理步骤，有助于使织物的收缩最小化，且不引起与阻燃性或材料的手感特性有关的有害作用。

收缩也可由材料的亲水性增加引起，该亲水性增加通过纤维素-膦酸酯基团的结合引入。引入二价或三价阳离子可用于使这些残基脱水，并防止由于过度水膨胀引起的松弛收缩。

按照本发明的第三方面，提供了通过第一方面的方法处理的材料。

第三方面的材料适宜提供有耐洗的阻燃特性。对此，我们是指在多次洗涤之后材料为阻燃的。精确洗涤和火焰测试要求是产品将最终上市的管辖区内地方法规的问题。作为实例，洗涤实验包括BS5651：1978(清洁和润湿方法，该清洁和润湿方法用于评估清洁和润湿对纺织品织物和织物组件可燃性的影响)；BS EN ISO 12138：1997(在可燃性试验之前，纺织品织物的纺织品-家庭洗烫方法)；和BS EN ISO 6330：2001(纺织品试验的纺织品和家庭洗涤和干燥方法)。

通常，这些试验包括按设定的液体比，在设定的时间和温度下洗涤织物。不同的终端用途要求不同的洗涤性能，然而，洗涤程序的良好基准如下：16∶1液体比，60℃持续12分钟，3分钟漂洗(重复4次)。

也作为实例，合适的火焰测试包括BS5438中所述方法(用于纺织品织物在经历小点燃火焰时的可燃性的试验方法，该小点燃火焰施加于垂直取向样品的面部或底部边缘)，其中织物支撑在垂直框架中，规定长度的丁烷火焰垂直施加于织物15秒。

为了通过标准，英国标准要求织物符合某些标准。这些标准中最重要的是观察到的炭化长度必须不超过试验框架的尺寸(约15cm)。支撑火焰锋的余辉和织物炭化区域的孔也是导致试验失败的观察项目。下表显示了处理的棉织物火焰试验通过和失败的实例，该棉织物进行按照BS 5438的试验方法。

不受理论束缚，当材料为纤维素的材料时，认为通过亚磷酸的单酯进行的反应提供纤维素亚磷酸酯金属盐。因此，本发明提供处理的纤维素材料，该纤维素材料包括纤维素和亚磷酸单价金属盐的单酯反应产物。该反应显示于流程1。

流程1

其中″Cell″代表纤维素材料例如棉织物或富含棉的织物的残基，M⁺为单价金属阳离子，优选为碱金属阳离子，最优选为钠或钾。

在再一个方面，本发明提供物质的组合物，该组合物由通式X的化合物组成，或包含通式X的化合物作为主要的纤维素组分存在。

相信，该类物质然后与再一个纤维素部分反应，以形成在流程2中所示的二酯类物质Y。

流程2

其中″Cell″代表纤维素材料，例如棉织物或富含棉的织物的残基。

在再一个方面，本发明提供物质的组合物，该组合物由通式Y的化合物组成，或包含通式Y的化合物作为主要的纤维素组分存在。

本文中″主要的纤维素组分″表示在所述方法中处理的纤维素至少50％形成通式X或Y的化合物；优选至少60％，更优选至少80％，且最优选至少90％(重量)。

当基体包含例如角蛋白基纤维时，角蛋白表面上的亲核试剂能够形成功能类似于纤维素二酯类的类似化合物。

这些化合物也是本发明的再一些方面，并且它们的制备所描述的方法是本发明的还再一些方面。

应注意，本发明第三方面的处理的材料为耐洗的阻燃性材料，该材料不包括残留的结合氮。这不同于用现有技术的阻燃剂组合物处理的材料，例如US 2482755中描述的聚磷酸铵和磷酸盐基系统，其中教导为了赋予经济数量的磷阻燃性，氮是必需的。

本发明能够有利地提供处理的阻燃性材料，该材料不包括由阻燃剂组合物引入的氮原子。

还发现，按照本发明处理的材料具有耐久压烫特性。可认为因此制备的材料具有”易护理”特性，因此不需要消费者熨烫。

在一些实施方案中，第一方面的方法可用于制备含″易护理″皱褶(包括折或褶)的织物。如果在步骤(x)之后，将皱褶引入织物，然后进行任选的再水化步骤(y)，然后进行第二固化步骤(z)，那么引入的皱褶将是织物的″永久″特征，即所述皱褶将耐洗。

在一些实施方案中，可以在第一固化步骤(x)之后取出织物，用于制备物品(例如服装)，然后进行进一步的步骤(y)(任选的)和(z)。

在再一个方面，用于本发明方法的组合物可包括染料，因此在阻燃和/或易护理和/或永久皱褶特性的同时引入织物着色。染料可以例如是活性染料、直接染料、酸性染料、还原染料、预金属化染料或媒介染料。如果此类化合物存在于用于本发明的组合物中，那么产生的材料可被染成深色，且多次洗涤后染色的材料可以是坚牢的。在步骤(x)和/或步骤(z)期间，将染料共价结合至纤维。在备选的实施方案中，染料可包括在用于再水化步骤(y)的第二浸轧组合物中。

然而，在优选的实施方案中，存在的任何染料均可包括在第二方面的组合物中。优选的染料为水溶性活性染料。合适的活性染料为包括卤代三嗪、卤代嘧啶、卤代喹喔啉、乙烯基砜或α-溴丙烯酰氨基的那些。优选的活性染料的实例包括CI活性紫罗兰5、CI活性蓝19、CI活性红23、CI活性黑5、CI活性橙16和CI活性黄160。

在此类实施方案中，所述组合物包含至少0.01gdm^-3的染料，优选至少0.1gdm^-3，更优选至少1gdm^-3，且最优选至少10gdm^-3。

所述组合物可适当地包含最高达200gdm^-3的染料，优选最高达100gdm^-3，更优选最高达50gdm^-3，且最优选最高达20gdm^-3。

染料浓度将取决于需要的颜色和色调深度，此类考虑对本领域技术人员来说是常事。

现在，本发明将通过以下非限定性实施例进行进一步的描述。

实施例

实施例1

本发明组合物详见表1，并通过所述方法制备。

表1

化学物质	量g/L
		亚磷酸	160.6
尿素	327
		氢氧化钾	192
氢氧化铵溶液(35％)	65
		二甲苯磺酸钠	0.5
水	600
		总计＝	1345.1g

●将亚磷酸(160.6g)溶于水(500ml)，然后加入尿素(327g)。

●加入氢氧化钾(192g)，以调节pH至pH7

●使用氢氧化铵(65ml)调节pH至pH9。

●使用水(100ml)配制至1升

●按～100％wpu(吸湿率)浸轧到棉织物上。

●在120℃干燥60秒

●在200℃烘焙90秒

●再水化(过夜悬挂/雾化/汽蒸)

●在200℃再烘焙90秒

●用水漂洗织物

●通过过夜悬挂布料，来风干

″wpu″(吸湿率)描述织物用液体材料处理之后，织物重量立即增加的百分数。因此，100％wpu表示在处理之后织物的重量立即增大100％。

当织物干燥时，它可用CI碱性蓝47(Astrazon蓝3RL，Dystar)；对织物上的任何带负电荷部分例如P-O-基团直接染色的阳离子染料的溶液染色。这确保了反应程度的视觉评估，特别是被认为是在处理期间单亚磷酸酯和二亚磷酸酯形成(上面的化合物X和Y)的反应。处理的织物的染色也显示处理的均匀性。

染色方法如下：

·制备染色液：Astrazon蓝3RL(1g/l)

S andozin NIN(1g/l)

醋酸3ml/l

pH4.5

·在环境温度(～18℃)下将织物浸入染色溶液5分钟(液体比10∶1)

·在冷流动的水中漂洗5分钟。

·在评估之前干燥染色的织物。

由于织物上低数目的带负电荷基团，未处理的棉织物染色很弱。已用阻燃剂(FR)溶液(表1)浸轧、干燥然后烘焙一次的织物，由于单亚磷酸酯形成导致带负电荷基团的数目增加，所以染色很强。然后具有第二次烘焙(再烘焙)的织物染色很弱；相信是由于单亚磷酸酯基团形成二亚磷酸酯基团，因此有效地减少带负电荷基团的数目。这些染色试验的结果显示于下表2中。

表2

在火焰测试之前，织物样品进行英国标准方法中所述适当的润湿/清洁技术处理。使用的此类标准为BS5651：1978(清洁和润湿方法，该清洁和润湿方法用于评估清洁和润湿对纺织品织物和织物组件可燃性的影响)；BS EN ISO 12138：1997(在可燃性试验之前，纺织品织物的纺织品-家庭洗烫方法)；和BS EN ISO 6330：2001(纺织品试验的纺织品和家庭洗涤和干燥方法)。

通常，这些试验包括按设定的液体比，在设定的时间和温度下洗涤织物。不同的终端用途要求不同的洗涤性能，然而，洗涤程序的良好基准如下：16∶1液体比，60℃持续12分钟，3分钟漂洗(重复4次)。随后的实施例已进行以上的洗涤试验方案。

然后，按照BS5438中所述方法测试织物的火焰(用于纺织品织物在经历小点燃火焰时的可燃性的试验方法，该小点燃火焰施加于垂直取向样品的面部或底部边缘)，其中织物支撑在垂直框架中，规定长度的丁烷火焰垂直施加于织物15秒。

为了通过标准，英国标准要求织物符合某些标准。这些标准中最重要的是观察到的炭化长度必须不超过试验框架的尺寸(约15cm)。支撑火焰锋的余辉和织物炭化区域的孔也是导致试验失败的观察项目。

在下面表3中给出了结果：

表3：处理棉织物的火焰试验结果

OWFT指没有进行耐洗牢度试验

5WFT指进行5次耐洗牢度试验

通过该制剂和处理方法，可以观察到为了产生耐洗性，需要二次烘焙。

实施例2-6

使用实施例1中描述的类似方法，制备如表4所述本发明的其他组合物。

表4

实施例	2	3	4	5	6
						亚磷酸(g/L)	160.6	160.6	160.6	105	160.6
尿素(g/L)	327		237.4	235.4	327
						氢氧化钾(g/L)	192		161	125.4	196
氢氧化铵溶液(35％，g/L)	65	250	67	44.7	26
						二甲苯磺酸钠(g/L)	-	0.5	0.5	0.5	0.5
氰酸钾(g/L)	-	327	-		-
						水(g/L)	600.5	499	597.5	665.1	650
总计(g/L)	1345.1	1237.1	1224	1176.1	1360.1
						最终pH	9	10.6	9	9.4	7.4

实施例7-33

在一定的温度下，将得到的溶液干燥并烘焙，持续指定和时间，任选如所述再水化和再烘焙。在最终烘焙之后，将织物用水漂洗，通过悬挂布料过夜来风干。

通过过夜悬挂/扭转/汽蒸来实现再水化。

当织物干燥时，按照实施例1中所述方法洗涤和染色。

在任何相关的洗涤方法之后，如实施例1中所述，按照BS5438中所述方法测试织物的火焰。结果在下面表5中给出：

实施例34

本发明的组合物详见于表6，并通过所述方法制备和涂覆于织物。

表6

化学物质	量gdm^-3
		亚磷酸	90
尿素	200
		氢氧化钾	108
Novacron红FB	10

●将亚磷酸(90gdm^-3)、尿素(200gdm^-3)、Novacron红FB(单氟-s-三嗪染料[Huntsman])(10gdm^-3)溶于水，并用氢氧化钾调节至pH10。

●以100％wpu浸轧到棉织物上，然后分批处理1小时。

●在200℃烘焙50秒。

●然后在190℃进一步再烘焙50秒之前，将织物连续汽蒸。

●然后将织物漂洗，通过过夜悬挂布料来风干

织物显示一定水平的红色染色，具有良好的手感，且测试显示已经产生耐洗的FR涂层。同样，织物评级为耐久压烫(处理织物的干折皱回复角或WRA＞200°-然而未处理织物的WRA为130°)，染色的耐洗牢度优异。

实施例35(非本发明的参考实施例)

表7所述组合物通过所述方法制备。

表7

化学物质	量g/L
		亚磷酸	160.6
尿素	327
		水	600

·将亚磷酸(100g)溶于水(100ml)，然后加入尿素(100g)。

·按～100％wpu(吸湿率)浸轧到棉织物上。

·在120℃干燥60秒。

·在140℃或150℃烘焙20分钟。

·用水漂洗织物。

·通过过夜悬挂布料，来风干。

在烘焙阶段之后，在140℃烘焙的样品的颜色变为褐色，并具有非常低的织物强度。在150℃烘焙的样品变为深褐色，并具有甚至更小的强度。用水漂洗后，该后者样品由于织物强度的全部损失而破裂。褐色和织物强度的损失是由于低pH导致的纤维酸敏感所致。

表8

实施例36

通过实施例1所述方法制备实施例1的组合物。

按～100％wpu(吸湿率)，将该组合物浸轧在滤纸上(240gm^-2)；在120℃干燥60秒，在200℃烘焙90秒，该纸用水漂洗，并通过将滤纸置于工作表面上来风干。

当纸干燥时，将其在自来水中小心漂洗，然后风干过夜。可通过浸入含洗涤剂的水中30分钟，来进行浸泡试验。

在任何相关的洗涤方法之后，如实施例1中所述，按照BS5438中所述方法测试纸的火焰。结果在下面表9中给出：

表9：处理纸的火焰试验结果

在商业使用中，聚合物树脂通常涂覆于纸，以提供进一步的强度特征，该强度特征将防止炭化断裂。

实施例37

按照实施例1的方法，但在该情况下，100％羊毛织物通过用尿素溶液浸轧来浸渍，该尿素溶液也包含10gdm^-3的阴离子表面活性剂例如Alcopol O(Huntsman)。该织物然后通过用氢氧化钾调节至pH 5的亚磷酸溶液浸轧。获得令人满意的阻燃特性。

在该情况下，使用两次浸轧处理：在第一步骤中，涂覆包含尿素的组合物，在第二步骤中，涂覆包含亚磷酸和碱的组合物。如果已经通过PCT/GB2006/002955公开的方法首先将羊毛材料处理，那么使用单次浸轧处理，将例如实施例1的组合物涂覆至羊毛材料将是可能的。

实施例38-64

通过与有关实施例1所述类似的方法，制备本发明的其他组合物并涂覆至材料。结果显示于表10。

甲虫树脂PT764是可自BIP，以包含25％重量固体材料的水分散体得到的聚氨基酰胺表氯醇树脂。

表10续

实施例65

使用与实施例1中所述类似的方法，制备如下表所述本发明的组合物。

化学物质	量
		亚磷酸(70％Soln)	342.8g
尿素	360g
		氢氧化钾(50％Soln)	388g
甲虫树脂PT765(25％固体)	50g
		去离子水	175ml
总重量	1295g

●按～90％wpu(吸湿率)浸轧到棉织物上。

●在130°干燥60秒。

●在180°烘焙90秒。

●用含氯化镁(10g/l)的水漂洗织物。

●用水漂洗织物。

●通过拉幅机(烘箱)使织物在150°干燥60秒。

●任选使织物运行通过压延机，以给予织物平滑有光泽的涂层。

处理的织物显示足以符合BS5867第2部分类型B中所述标准的耐用性和阻燃性。使用氯化镁作为后处理也满足了收缩要求。

Claims

1.一种将含纤维素的材料处理以改善阻燃性的方法，所述方法包括将尿素、亚磷酸或其盐和包含单价金属阳离子的碱涂覆至所述材料，其中所述单价金属阳离子为钾。

2.权利要求1的方法，其中所述尿素、亚磷酸或其盐和包含单价金属阳离子的碱同时涂覆。

3.一种阻燃剂组合物，所述阻燃剂组合物包含亚磷酸或其盐、尿素和包含单价金属阳离子的碱，其中所述单价金属阳离子为钾。

4.权利要求3的组合物，其中所述碱为氢氧化钾。

5.权利要求3或权利要求4的组合物，所述组合物还包含水溶性或水分散性阳离子聚合物树脂。

6.权利要求3-5中任一项的组合物，所述组合物还包含颜料。

7.权利要求2的方法，所述方法包括将权利要求3-6中任一项的组合物涂覆至所述材料。

8.权利要求7的方法，所述方法还包括将所述组合物固化在所述材料上的步骤(x)。

9.权利要求8的方法，所述方法还包括将所述材料再水化的步骤(y)。

10.权利要求9的方法，所述方法还包括第二固化步骤(z)。

11.权利要求7-9中任一项的方法，所述方法还包括用一种或多种以下组合物处理所述材料：

(i)酸性组合物；

(ii)包含季铵盐的组合物；和

(iii)包含金属盐的组合物。

12.一种含纤维素的材料，所述材料通过权利要求1、2或7-11中任一项的方法处理。

13.一种由通式X的化合物组成或包含通式X的化合物作为主要纤维素组分存在的物质的组合物，

其中″Cell″代表纤维素材料的残基，且M⁺是单价金属阳离子，该单价金属阳离子为钾。