DOPO-Si改性碳酸钙的合成及其在聚酰胺湿法涂层中的应用

作     者：蒋继康 

作者单位：浙江理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：戚栋明

授予年度：2022年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082103[工学-纺织化学与染整工程] 

主      题：碳酸钙 聚酰胺 湿法涂层 吸墨 阻燃 

摘      要：碳酸钙是一种造价低廉、无毒无害、应用广泛的固体粉末,其作为聚酰胺湿法涂层的常用填料可提高涂层材料的蓬松度、白度以及质感等。但目前碳酸钙涂层织物仍然存在着一系列问题,例如吸墨性能不强、酸碱稳定性不佳、功能单一等。本论文利用乙烯基三甲氧基硅烷（A171）,乙烯基甲基二甲氧基硅烷（WD23）两种硅烷偶联剂与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）合成了改性剂DOPO-Si,通过水解缩合实现对碳酸钙的表面接枝改性。并将改性碳酸钙作为填料结合聚酰胺湿法涂层在纺织品上进行应用,研究了改性碳酸钙涂层的吸墨、pH稳定性能。后添加可溶于甲醇/氯化钙体系的DOPO,并与改性碳酸钙进行复配,制得阻燃能力更强的阻燃聚酰胺涂层。通过对涂层织物制备工艺的研究,得到了具有优良应用性能的涂层织物。通过傅里叶红外光谱、核磁氢谱以及热重等测试,确定了A171,WD23两种硅烷偶联剂与DOPO的合成产物（DOPO-Si）的分子结构。通过改性剂DOPO-Si的用量,改性时间等实现了对改性碳酸钙表面接枝率的调控,并表征了不同表面接枝率下改性碳酸钙的亲水亲油性及水接触角。将改性碳酸钙作为功能性填料应用于聚酰胺湿法涂层织物的制备工艺,探究了改性碳酸钙对织物涂层表面形貌、截面形貌的影响,建立了以吸墨性、pH稳定性、阻燃性等综合性能评价体系。结果显示,改性碳酸钙在聚酰胺涂层中实现了均匀的分散,涂层孔洞结构清晰、蓬松;涂层织物在潮湿环境下pH为7.02,符合环保要求,吸墨时间为89 s,墨迹长度为53.4 mm,打印条码清晰无断裂,评级达到A级。采用DOPO与改性碳酸钙复配的方法制得阻燃能力更强的聚酰胺湿法涂层,探究了DOPO作为填料对于湿法涂层体系浆料和工艺的影响,优化得出最佳的聚酰胺湿法涂层加工工艺。该阻燃涂层的阻燃、服用性能测试结果显示,涂层织物的最终LOI值达到28%,达到难燃织物等级,且涂层形貌更加平整。综上所述,本论文较系统地研究了改性剂DOPO-Si的制备及其对碳酸钙的表面接枝改性效果,初步建立了改性碳酸钙体系下,聚酰胺湿法涂层的形成过程模型及涂层织物质量评价体系,为生产高质量湿法涂层提供了理论依据和指导。