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技術文章
阻燃劑的研制及阻燃整理工藝
阻燃劑的研制及阻燃整理工藝
國外滌棉織物阻燃劑可歸結為以下三大類
[ 1]
: 含磷和含氮類阻燃劑系列、在含磷及含氮阻燃劑中加入鹵素( 溴) 的阻燃劑系列和含銻及含溴化合物阻燃劑系列。后一類阻燃劑是三氧化二銻和芳香族溴化物的混合物, 它們具有協合阻燃效應。這類阻燃劑得到重視, 例如美國White公司的CalibanF/ RP- 44和德國
Schill&Seilacher 公司生產的Flacavon阻燃劑等。
1 阻燃整理工作液的研制
本文選用三氧化二銻和芳香族溴化物十溴聯苯醚的混合物為阻燃劑。先將十溴聯苯醚和三氧化二銻按一定比例混合為預制劑DS, 再添加相關助劑配制為工作液。
預制劑DS中的鹵素和銻的摩爾比為3∶1, 折合為十溴聯苯醚和三氧化二銻的重量比為2∶1時, 其協合阻燃效應最好
[ 3]
。十溴聯苯醚和三氧化二銻都是固體粉末, 不具有水溶性, 需要將之研磨制成細度小于1m的分散乳化液才能有效應用于軋-烘-焙阻燃整理工藝。
2 工作液的配制
工作液配制要解決的關鍵問題是: 一定濃度的工作液在常溫下具有相對穩定性, 不破乳分層和受軋輥擠軋不破乳, 才能用于生產實踐。因此, 選擇適合的乳化劑和高速剪切攪拌是關鍵。從眾多的乳化劑如JFC、OP、NNO、太古油、平平加O等進行對比試驗, 尋求到乳化穩定劑A( 平平加O和某種膠體保護劑的混合物)可使工作液在常溫下穩定三天以上不破乳分層并能耐軋輥的擠軋。
3 工藝路線和阻燃整理工藝條件探討
作為一種滌棉混紡阻燃產品, 除了要獲得特定的阻燃效果之外, 還要具備一定的耐洗性和良好的手感,為此設計如下工藝路線:
織物前處理→堿減量處理→( 染色) →浸軋阻燃工作液→烘干→焙烘→皂洗→烘干→拉幅定型→( 印花)→柔軟整理→軋光→復制→包裝成品
阻燃工藝條件采用軋- 烘- 焙阻燃工藝路線, 通過小樣試驗, 先以簡易垂直燃燒法測試織物燃燒后的炭
長和陰燃時間( 根據國標GB5455-85) 來評判阻燃效果, 以確定工藝配方和工藝條件。
4 實驗結果和討論
4. 1 工作液濃度、織物增重與阻燃效果的關系
織物的增重是指織物經軋- 烘- 焙整理后, 織物重量的增加。顯然, 工作液的濃度將影響到織物的增重,影響到阻燃效果。試驗情況見表1。
從表1中的數據可知, 工作液的濃度與織物增重率、阻燃效果密切相關, 但當工作液濃度≥400g/ l 時,雖然阻燃效果較好, 但手感太硬, 而且由于工作液過于濃厚, 浸軋時容易粘輥, 不利于生產要求, 為此選定工作液的濃度為350g/l
4. 2 織物堿減量處理與阻燃效果的關系
織物的增重率除了與工作液的濃度有關之外, 還與織物對工作液的吸附性有關。為
此, 織物需要經過良好的退漿、煮練、漂白和絲光前處理加工, 才能保證織物有著良好的吸附性能。這些前處理加工主要是針對增加滌棉混紡織物中的棉纖維的吸附性。對于滌綸纖維, 可通過堿減量處理, 使滌綸纖維表面產生凹凸不平從而增大了滌綸纖維的表面積, 有利于滌綸纖維對工作液的吸附, 提高阻燃效果。試驗結果見表2。
從表2的數據可知, 經過堿減量處理的織物與未經堿減量處理的織物相比較, 前者更有利于對阻燃工作液的吸附, 從而有利于阻燃效果的提高。但是當堿減量達到4%時, 阻燃效果并不明顯提高, 因此, 堿減量應控制在( 2～4) %為宜。
4. 3 粘合劑的選擇與用量
由于十溴聯苯醚和三氧化二銻都是固體粉末, 與織物之間沒有親和力, 不能牢固地固著在織物上, 必需借助于交聯粘合劑的粘合作用, 使得十溴聯苯醚和三氧化二銻牢固地固著在織物上從而獲得良好的耐洗性。經試驗, 使用丙烯酸酯粘合劑不影響阻燃性, 而且粘合牢固。粘合劑用量越高, 耐洗性越好, 可以經受50次洗滌后還保持良好的阻燃效果, 但是織物的手感雖然經過后序專門的柔軟整理, 依然感到偏硬。這就需要根據產品的不同要求來確定其用量, 一般而言, 其用量在( 150-200) g/l
l 即可獲得耐洗20次的阻燃效果。
4. 4 焙烘溫度與時間的確定
選用的丙烯酸酯交聯粘合劑需要在一定的焙烘溫度和時間的作用下才能完成交聯粘合反應, 獲得較好的粘合效果。經多次試驗, 在165℃、3min或者175℃、2min的焙烘處理下, 阻燃效果和耐洗性都比較理想,而且布面不泛黃, 織物強力受損不大。
4. 5 阻燃整理工藝配方
如前所述, 得出滌棉混紡織物阻燃整理工藝配方如表3:
4. 6 阻燃性能的測試及耐洗色牢度、斷裂強力檢測
根據上述工藝配方和工藝條件( 織物經過軋-烘- 焙阻燃整理工序之后的其它工序, 其工藝條件按常規工藝進行) , 上生產設備進行中試, 隨機抽取樣品委托有關權威檢測機構進行阻燃性能測試, 依據GB5454- 85《紡織織物燃燒性能測定氧指數法》測定LOI值和依據GB5455-85《紡織織物燃燒性能測定垂直燃燒法》測定炭長( 即損毀長度) 、續燃時間、陰燃時間。LOI 值≥27, 損毀長度≤150mm, 續燃時間≤5秒, 陰燃時間≤5秒即可認為具有阻燃效果, 測試結果見表4。阻燃效果的評價: 依據GB50222- 95《建筑內部裝修設計防火規范》可達阻燃B1級。此外, 還依據GB5326-89《精梳滌棉混紡印染布》測試其內在質量, 耐洗色牢度達到4-5級, 耐磨擦牢度達到4級, 斷裂強力在標準值允差之內, 符合一等品要求。
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