本發(fā)明涉及一種利用造紙黑液制備阻燃劑的方法，屬于阻燃劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
纖維織物經(jīng)紡織而成，由于其成分組成的緣故，大多都易燃，即使碰到些許的火 星，也容易著火，纖維阻燃劑易滲透于纖維織物中，經(jīng)干燥后阻燃劑能保留在纖維織物的表面和纖維之間。遇火高溫下能發(fā)生復(fù)雜的化反應(yīng)，其生成物具有對被處理織物起明顯的阻燃、防火作用。
現(xiàn)有的亞磷酸酯阻燃劑如市售棉織物燃劑CP是由亞磷酸二乙酯和丙烯酰按反應(yīng)，再以甲醛進行羥甲基化而得，它可以用作棉織物、粘膠織物的阻燃整理劑，適用范圍有限，阻燃效果不佳，且使用時會釋放出氯化氫、溴化氫等有毒氣體；同時復(fù)合時，一般要使用粘合劑，而粘合劑常滲透到面料中使其發(fā)硬，影響產(chǎn)品性能及其使用。
造紙工業(yè)的堿法(燒堿法和硫酸鹽法)制漿工藝產(chǎn)生的廢水中含有大量的木質(zhì)素，呈黑褐色，故稱作黑液。黑液中含有大量的懸浮性固體、有機污染物和有毒物質(zhì)，直接排放到水體中會造成嚴重的污染。造紙原料用的秸稈等原料，均含有纖維素、木質(zhì)素和半纖維素（聚糖類）三部分，造紙僅取用其中的纖維素（約占40%），而其中約占25%的木質(zhì)素與約占28%的半纖維素以及木糖、鉀、氮、磷等物，則隨黑液廢棄，而黑液中所含的木質(zhì)素和半纖維素以及木糖、鉀、氮、磷等物質(zhì)，在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都是有很高利用價值的。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對目前造紙黑液易造成污染，同時現(xiàn)有的亞磷酸酯阻燃劑阻燃效果不佳，在使用時會釋放出氯化氫、溴化氫等有毒氣體，且將其添加至面料中，促使面料發(fā)硬的問題，本發(fā)明是從造紙黑液中制取得到精制木質(zhì)素，再將其與乙二醇、環(huán)氧己烷和碳酸鉀等物質(zhì)進行加壓加熱反應(yīng)，出料，將料物冷凍、過濾，收集濾液，最后將濾液、鈦酸四丁酯和氨基酸納等物質(zhì)進行加熱回流，即可得到利用造紙黑液制備的阻燃劑。本發(fā)明制備的利用造紙黑液制備的阻燃劑阻燃效果好，且不會影響面料的舒適度。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）取造紙黑液進行過濾，收集濾液，按體積比3:1，將濾液和質(zhì)量分數(shù)為3％雙氧水溶液放入容器中，并加熱至60～70℃，保溫40～50min后，自然冷卻至室溫，再進行過濾，收集濾液，并使用質(zhì)量分數(shù)為80％硫酸溶液調(diào)節(jié)其pH至2.5～3.0，隨后將調(diào)節(jié)pH后的濾液置于水浴鍋中，設(shè)定溫度為60～70℃，保溫直至無沉淀產(chǎn)生；
（2）在上述無沉淀產(chǎn)生后趁熱過濾，使用蒸餾水洗滌濾渣至中性，隨后浸泡于無水乙醇中，并置于超聲振蕩器中，設(shè)定頻率為55～62kHz，振蕩20～30min后過濾，收集濾渣，將濾渣放入烘箱中，在60℃干燥40～50min，得精制木質(zhì)素；
（3）按重量份數(shù)計，取40～45份上述制備的精制木質(zhì)素、32～36份乙二醇、26～33份環(huán)氧乙烷、18～19份碳酸鉀及7～9份蒸餾水，放入反應(yīng)釜中，使用質(zhì)量分數(shù)為30％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0～8.5，使用混合氣將反應(yīng)釜中空氣置換出，并升壓至2～3MPa，所述混合氣為氮氣和甲硅烷按體積比3:2混合而成；
（4）在上述升壓結(jié)束后，以5℃/min的速率升溫至160～180℃，同時以190r/min攪拌反應(yīng)7～9h，再降壓至標準大氣壓，自然冷去至室溫并出料，將收集出料物放入冷凍室內(nèi)，在-4～-2℃靜置40～50min后，進行過濾，收集濾液；
（5）按重量份數(shù)計，取47～52份上述濾液、13～17份鈦酸四丁酯、11～12份氨基酸納、4～6份二苯基甲烷二異氰酸酯及0.1～0.2份辛酸亞錫，放入回流裝置中，在氮氣保護條件下，設(shè)定溫度55～60℃，保溫回流4～8h，隨后自然冷卻室溫，收集剩余物，再噴霧干燥，收集干燥物，并使用蒸餾水洗滌干燥物至中性，放入風(fēng)干機中風(fēng)干，即可得到利用造紙黑液制備的阻燃劑。
本發(fā)明的應(yīng)用方法：按重量份數(shù)計，稱取60～70份滌綸短纖，1～2份導(dǎo)電纖維，2～3份上述利用造紙黑液制備的阻燃劑，將其混合均勻后，依據(jù)紡織工藝流程對其進行紡織，得到阻燃面料，經(jīng)檢測，制得阻燃面料阻燃效果好，極限氧指數(shù)達到38以上，且透濕量≥8100g/m2·24h，使用舒適。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明利用造紙黑液制備的阻燃劑阻燃效果好，極限氧指數(shù)達到38以上；
（2）本發(fā)明利用造紙黑液制備的阻燃劑在遇火阻燃時，不會釋放有害氣體，環(huán)保；
（3）本發(fā)明主要以造紙黑液為原料，資源重回收利用，節(jié)約了成本。
具體實施方式
首先取造紙黑液進行過濾，收集濾液，按體積比3:1，將濾液和質(zhì)量分數(shù)為3％雙氧水溶液放入容器中，并加熱至60～70℃，保溫40～50min后，自然冷卻至室溫，再進行過濾，收集濾液，并使用質(zhì)量分數(shù)為80％硫酸溶液調(diào)節(jié)其pH至2.5～3.0，隨后將調(diào)節(jié)pH后的濾液置于水浴鍋中，設(shè)定溫度為60～70℃，保溫直至無沉淀產(chǎn)生；在上述無沉淀產(chǎn)生后趁熱過濾，使用蒸餾水洗滌濾渣至中性，隨后浸泡于無水乙醇中，并置于超聲振蕩器中，設(shè)定頻率為55～62kHz，振蕩20～30min后過濾，收集濾渣，將濾渣放入烘箱中，在60℃干燥40～50min，得精制木質(zhì)素；接著按重量份數(shù)計，取40～45份上述制備的精制木質(zhì)素、32～36份乙二醇、26～33份環(huán)氧乙烷、18～19份碳酸鉀及7～9份蒸餾水，放入反應(yīng)釜中，使用質(zhì)量分數(shù)為30％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0～8.5，使用混合氣將反應(yīng)釜中空氣置換出，并升壓至2～3MPa，所述混合氣為氮氣和甲硅烷按體積比3:2混合而成；在上述升壓結(jié)束后，以5℃/min的速率升溫至160～180℃，同時以190r/min攪拌反應(yīng)7～9h，再降壓至標準大氣壓，自然冷去至室溫并出料，將收集出料物放入冷凍室內(nèi)，在-4～-2℃靜置40～50min后，進行過濾，收集濾液；最后按重量份數(shù)計，取47～52份上述濾液、13～17份鈦酸四丁酯、11～12份氨基酸納、4～6份二苯基甲烷二異氰酸酯及0.1～0.2份辛酸亞錫，放入回流裝置中，在氮氣保護條件下，設(shè)定溫度55～60℃，保溫回流4～8h，隨后自然冷卻室溫，收集剩余物，再噴霧干燥，收集干燥物，并使用蒸餾水洗滌干燥物至中性，放入風(fēng)干機中風(fēng)干，即可得到利用造紙黑液制備的阻燃劑。
實例1
首先取造紙黑液進行過濾，收集濾液，按體積比3:1，將濾液和質(zhì)量分數(shù)為3％雙氧水溶液放入容器中，并加熱至70℃，保溫50min后，自然冷卻至室溫，再進行過濾，收集濾液，并使用質(zhì)量分數(shù)為80％硫酸溶液調(diào)節(jié)其pH至3.0，隨后將調(diào)節(jié)pH后的濾液置于水浴鍋中，設(shè)定溫度為70℃，保溫直至無沉淀產(chǎn)生；在上述無沉淀產(chǎn)生后趁熱過濾，使用蒸餾水洗滌濾渣至中性，隨后浸泡于無水乙醇中，并置于超聲振蕩器中，設(shè)定頻率為62kHz，振蕩30min后過濾，收集濾渣，將濾渣放入烘箱中，在60℃干燥50min，得精制木質(zhì)素；接著按重量份數(shù)計，取45份上述制備的精制木質(zhì)素、36份乙二醇、33份環(huán)氧乙烷、19份碳酸鉀及9份蒸餾水，放入反應(yīng)釜中，使用質(zhì)量分數(shù)為30％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.5，使用混合氣將反應(yīng)釜中空氣置換出，并升壓至3MPa，所述混合氣為氮氣和甲硅烷按體積比3:2混合而成；在上述升壓結(jié)束后，以5℃/min的速率升溫至180℃，同時以190r/min攪拌反應(yīng)9h，再降壓至標準大氣壓，自然冷去至室溫并出料，將收集出料物放入冷凍室內(nèi)，在-2℃靜置50min后，進行過濾，收集濾液；最后按重量份數(shù)計，取52份上述濾液、17份鈦酸四丁酯、12份氨基酸納、6份二苯基甲烷二異氰酸酯及0.2份辛酸亞錫，放入回流裝置中，在氮氣保護條件下，設(shè)定溫度60℃，保溫回流8h，隨后自然冷卻室溫，收集剩余物，再噴霧干燥，收集干燥物，并使用蒸餾水洗滌干燥物至中性，放入風(fēng)干機中風(fēng)干，即可得到利用造紙黑液制備的阻燃劑。
按重量份數(shù)計，稱取70份滌綸短纖，2份導(dǎo)電纖維，3份上述利用造紙黑液制備的阻燃劑，將其混合均勻后，依據(jù)紡織工藝流程對其進行紡織，得到阻燃面料，經(jīng)檢測，制得阻燃面料阻燃效果好，極限氧指數(shù)達到39，且透濕量為8100g/m2·24h，使用舒適。
實例2
首先取造紙黑液進行過濾，收集濾液，按體積比3:1，將濾液和質(zhì)量分數(shù)為3％雙氧水溶液放入容器中，并加熱至60℃，保溫40min后，自然冷卻至室溫，再進行過濾，收集濾液，并使用質(zhì)量分數(shù)為80％硫酸溶液調(diào)節(jié)其pH至2.5，隨后將調(diào)節(jié)pH后的濾液置于水浴鍋中，設(shè)定溫度為60℃，保溫直至無沉淀產(chǎn)生；在上述無沉淀產(chǎn)生后趁熱過濾，使用蒸餾水洗滌濾渣至中性，隨后浸泡于無水乙醇中，并置于超聲振蕩器中，設(shè)定頻率為55kHz，振蕩20min后過濾，收集濾渣，將濾渣放入烘箱中，在60℃干燥40min，得精制木質(zhì)素；接著按重量份數(shù)計，取40份上述制備的精制木質(zhì)素、32份乙二醇、26份環(huán)氧乙烷、18份碳酸鉀及7份蒸餾水，放入反應(yīng)釜中，使用質(zhì)量分數(shù)為30％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0，使用混合氣將反應(yīng)釜中空氣置換出，并升壓至2MPa，所述混合氣為氮氣和甲硅烷按體積比3:2混合而成；在上述升壓結(jié)束后，以5℃/min的速率升溫至160℃，同時以190r/min攪拌反應(yīng)7h，再降壓至標準大氣壓，自然冷去至室溫并出料，將收集出料物放入冷凍室內(nèi)，在-4℃靜置40min后，進行過濾，收集濾液；最后按重量份數(shù)計，取47份上述濾液、13份鈦酸四丁酯、11份氨基酸納、4份二苯基甲烷二異氰酸酯及0.1份辛酸亞錫，放入回流裝置中，在氮氣保護條件下，設(shè)定溫度55℃，保溫回流4h，隨后自然冷卻室溫，收集剩余物，再噴霧干燥，收集干燥物，并使用蒸餾水洗滌干燥物至中性，放入風(fēng)干機中風(fēng)干，即可得到利用造紙黑液制備的阻燃劑。
按重量份數(shù)計，稱取60份滌綸短纖，1份導(dǎo)電纖維，2份上述利用造紙黑液制備的阻燃劑，將其混合均勻后，依據(jù)紡織工藝流程對其進行紡織，得到阻燃面料，經(jīng)檢測，制得阻燃面料阻燃效果好，極限氧指數(shù)達到38.5，且透濕量為8120g/m2·24h，使用舒適。
實例3
首先取造紙黑液進行過濾，收集濾液，按體積比3:1，將濾液和質(zhì)量分數(shù)為3％雙氧水溶液放入容器中，并加熱至65℃，保溫45min后，自然冷卻至室溫，再進行過濾，收集濾液，并使用質(zhì)量分數(shù)為80％硫酸溶液調(diào)節(jié)其pH至2.7，隨后將調(diào)節(jié)pH后的濾液置于水浴鍋中，設(shè)定溫度為65℃，保溫直至無沉淀產(chǎn)生；在上述無沉淀產(chǎn)生后趁熱過濾，使用蒸餾水洗滌濾渣至中性，隨后浸泡于無水乙醇中，并置于超聲振蕩器中，設(shè)定頻率為60kHz，振蕩25min后過濾，收集濾渣，將濾渣放入烘箱中，在60℃干燥45min，得精制木質(zhì)素；接著按重量份數(shù)計，取42份上述制備的精制木質(zhì)素、34份乙二醇、30份環(huán)氧乙烷、18份碳酸鉀及9份蒸餾水，放入反應(yīng)釜中，使用質(zhì)量分數(shù)為30％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.2，使用混合氣將反應(yīng)釜中空氣置換出，并升壓至2MPa，所述混合氣為氮氣和甲硅烷按體積比3:2混合而成；在上述升壓結(jié)束后，以5℃/min的速率升溫至170℃，同時以190r/min攪拌反應(yīng)8h，再降壓至標準大氣壓，自然冷去至室溫并出料，將收集出料物放入冷凍室內(nèi)，在-3℃靜置45min后，進行過濾，收集濾液；最后按重量份數(shù)計，取50份上述濾液、15份鈦酸四丁酯、11份氨基酸納、5份二苯基甲烷二異氰酸酯及0.1份辛酸亞錫，放入回流裝置中，在氮氣保護條件下，設(shè)定溫度57℃，保溫回流5h，隨后自然冷卻室溫，收集剩余物，再噴霧干燥，收集干燥物，并使用蒸餾水洗滌干燥物至中性，放入風(fēng)干機中風(fēng)干，即可得到利用造紙黑液制備的阻燃劑。
按重量份數(shù)計，稱取65份滌綸短纖，2份導(dǎo)電纖維，3份上述利用造紙黑液制備的阻燃劑，將其混合均勻后，依據(jù)紡織工藝流程對其進行紡織，得到阻燃面料，經(jīng)檢測，制得阻燃面料阻燃效果好，極限氧指數(shù)達到39.5，且透濕量為8125g/m2·24h，使用舒適。