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織物的阻燃涂層整理

徐 璀

1．前言

據(jù)美、英、日等國(guó)家對(duì)火災(zāi)起因的統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)紡織品引起的火災(zāi)呈上升趨勢(shì)，已占據(jù)火災(zāi)總數(shù)的一半，造成了生命和財(cái)產(chǎn)的巨大損失，世界各國(guó)紛紛出臺(tái)了紡織品阻燃的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)室內(nèi)裝飾、工業(yè)用布、服裝用紡織品等做了嚴(yán)格的規(guī)定。

絕大部分的紡織材料是可燃的，需要經(jīng)過(guò)阻燃處理來(lái)降低燃燒速度或使其離開火源后能夠迅速停止燃燒。紡織品的阻燃整理有兩種方式：1、添加型，將阻燃材料與紡絲原液混和，或?qū)⒆枞紕┘拥骄酆衔镏性偌徑z，從而使紡出的絲具有阻燃效果。2、后整理型，在染整加工過(guò)程中，將阻燃材料通過(guò)浸漬、浸軋或涂層等方法整理到織物上。本文主要介紹織物的阻燃涂層整理。

阻燃涂層膠是功能性涂層膠的一種，是把阻燃材料通過(guò)一定的方式添加到涂層膠中去，整理后不僅具良好的涂層風(fēng)格，同時(shí)賦予織物優(yōu)異的阻燃效果。涂層阻燃整理與傳統(tǒng)的浸漬或浸軋阻燃整理相比，具有耐洗性好，強(qiáng)力不下降，不需要污水處理等優(yōu)點(diǎn)，因此，在室內(nèi)家紡、工業(yè)用布等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

2. 阻燃涂層膠中涂層基膠的類型和性能特點(diǎn)

印染行業(yè)應(yīng)用的涂層膠主要有聚丙烯酸酯（PA）、聚氨酯（PU）和PUA。PA的價(jià)格較低，合成和聚合技術(shù)較易掌握，能滿足一般涂層要求，但目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。與PA相對(duì)，PU在性能上有獨(dú)特之處，主要為耐磨、耐溶劑、耐低溫（一30℃以下），防水透濕性好，具有優(yōu)異彈性和皮膜感。PUA是將PU與PA進(jìn)行接枝，它結(jié)合了PU與PA的優(yōu)點(diǎn)，但技術(shù)難度較高。PA、PU和PUA都可以作為阻燃涂層膠的基膠。

從涂層膠使用的溶劑來(lái)分，可分為溶劑型涂層膠和水系型涂層膠。溶劑型涂層膠使用最普通的溶劑有二甲基甲酰胺（DMF）、丁酮（MEK）、甲苯（TOL）、異丙醇（IPA）、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丁醇、醋酸乙酯等，毒性較大，且易燃易爆。與溶劑型涂層膠相比，水系型涂層膠具有環(huán)保、不燃、加工過(guò)程安全等優(yōu)點(diǎn)，但與織物的粘著力，成膜性能

3．水性阻燃涂層膠中阻燃材料的類型和性能特點(diǎn)

目前，水性阻燃膠都是添加型，即在涂層膠中添加適當(dāng)阻燃材料。常見的阻燃材料有氮-磷系列和溴-銻系列。氮-磷系列有聚磷酸銨APP、改性三聚氮胺MCA等，這些元素對(duì)織物可以起到一定的阻燃效果，但耐洗性相對(duì)較差，且布面容易出現(xiàn)白印。溴-銻系列，常用的有十溴二苯醚和三氧化二銻。它們按一定比例復(fù)配具有非常優(yōu)異的阻燃效果，是目前使用最為廣泛，公認(rèn)為阻燃效果最優(yōu)異的阻燃材料。近年來(lái)，大家都非常關(guān)注溴-銻系列的毒性和對(duì)環(huán)境造成的影響。

歐盟對(duì)十溴二苯醚的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

經(jīng)過(guò)10年的科學(xué)研究，歐盟于2004年5月結(jié)束了針對(duì)十溴二苯醚進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。其中豁免決定的導(dǎo)言部分第三段寫道“十溴二苯醚的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估------結(jié)果表明現(xiàn)階段除了對(duì)消費(fèi)者已經(jīng)采取的風(fēng)險(xiǎn)削減措施，不需要再額外采取任何措施-------在沒(méi)有進(jìn)一步科學(xué)發(fā)現(xiàn)之前，十溴二苯醚的應(yīng)用將被豁免”。

因此，十溴二苯醚是經(jīng)過(guò)最多科學(xué)檢驗(yàn)的阻燃材料。科學(xué)數(shù)據(jù)充分顯示了它對(duì)人類健康和環(huán)境帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)是可控制的，從防火安全角度看它對(duì)社會(huì)貢獻(xiàn)也很大。十溴二苯醚經(jīng)過(guò)了如歐盟、日本和美國(guó)等全球很多國(guó)家和科學(xué)研究，都沒(méi)有證明它對(duì)環(huán)境和人類健康存在風(fēng)險(xiǎn)。這也是歐盟對(duì)十溴二苯醚的評(píng)估結(jié)論，需要注意的是評(píng)估的對(duì)象，是含有不超過(guò)3％的雜質(zhì)（主要是九溴二苯醚）的商用十溴二苯醚。

三氧二化銻主要是作為阻燃劑配合劑，與一定量的溴或氯的鹵化物一起作用與塑料、涂料、密封膠、橡膠和紡織面料中。當(dāng)它作為一種阻燃增效劑使用時(shí)，阻燃系數(shù)會(huì)大大提高。

三氧化二銻在歐盟國(guó)家可以不受任何限制進(jìn)行應(yīng)用和貿(mào)易。

從上述的研究結(jié)論中，大大增強(qiáng)了我們?cè)谧枞纪繉幽z中繼續(xù)使

4．各類阻燃涂層膠的性能特點(diǎn)

溴-銻系列這類阻燃材料所含鹵素分子量較大，、非常容易與水性涂層膠形成相分離，要獲得穩(wěn)定的產(chǎn)品必須解決這一難題。我們通過(guò)采用鹵銻超細(xì)粉體包復(fù)技術(shù)在阻燃劑微細(xì)粒子表面包復(fù)水性PU、水性PUA或水性PA，成功地解決了這個(gè)難題并開發(fā)水性PU阻燃膠TF-680、水性PUA阻燃膠TF-682和水性PA阻燃膠TF-681，用以滿足客戶的不同需要。

4.1 理化指標(biāo)

表1

水性PU由于分子結(jié)構(gòu)中的氨基甲酸酯含有N元素而具有一定的阻燃性能，在配方設(shè)計(jì)中的溴-銻材料相對(duì)可以少加，這樣可以保持PU的牢度、膜感、水壓等各項(xiàng)性能。

4.2 各類織物上的阻燃效果

表2

織物： 300D滌綸低彈絲（原布克重：150g/m2），采用二刀涂層，涂層后增重43 g/m2。

表3

織物：80/20滌/棉布（原布克重：128g/m2），采用二刀涂層，涂層后增重36g/m2。

表4

織物：全棉布（原布克重：130g/m2）上，采用二刀涂層，涂層后增重38g/m2。

阻燃膠在織物上增重達(dá)到25-35％后，都可以達(dá)到國(guó)標(biāo)B1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)阻燃PAI-84標(biāo)準(zhǔn)，且水洗后仍可保持良好的阻燃性能。水性PU阻燃膠TF-680中含有較多的極性基團(tuán)，如酯鍵、氨酯鍵、脲鍵等，可與纖維結(jié)構(gòu)中的羥基、羧基、氨基、酰胺基等活性基團(tuán)反應(yīng)，形成牢固的化學(xué)鍵，與織物的附著力非常強(qiáng)，同時(shí)，由于水性PU的成膜性好，在水洗過(guò)程中水洗膜不易溶脹，阻燃材料不容易脫離這層包覆膜，因此，TF-680的耐水洗性能非常突出。當(dāng)客戶對(duì)阻燃涂層的耐水洗要求非常高時(shí)，可以選擇TF-680。

4.3 黃變性

表5

我們采用了極端的條件來(lái)測(cè)試阻燃涂層后的黃變，水性PUA阻燃膠TF-682的黃變性較小，水性PA阻燃膠TF-681的黃變更小，可以在白色織物上涂層。水性PU阻燃膠TF-680的黃變性較大，不適合用于白色織物。這是由于為了讓織物涂層后的彈性、皮膜感更優(yōu)異，我們

4.4 其它性能

表6

5．工藝條件對(duì)各性能的影響

5.1 防水劑的影響

防水劑的類型和用量會(huì)對(duì)涂層后的牢度造成較大影響。我公司的防水劑TG-528A、TG-529A等由于含有聚氯乙烯成份，可與織物和涂層膠中的極性基團(tuán)反應(yīng)，提高涂層后的剝離強(qiáng)度，其中對(duì)水性PU阻燃膠TF-680和水性PUA阻燃膠TF-682的改善更為明顯。防水度可控制在80-95分，防水度

5.2 軋光的影響

織物進(jìn)行軋光后，織物表面變得光潔，纖維的空隙變小，可有效防止涂層滲膠，改善涂層皮膜感，但軋光對(duì)涂層的剝離強(qiáng)度卻有明顯下降作用。在低彈絲以及較為疏松的織物上可先進(jìn)行軋光，在長(zhǎng)絲類織物建議不進(jìn)行軋光處理。

5.3 涂層量的影響

涂層量直接影響織物的阻燃效果和其它涂層性能，一般而言，阻燃涂層增重達(dá)到原布的20-35％后具有較好的阻燃效果，滌棉布、全棉布的上漿量相對(duì)滌綸要多一些，有絨毛的布較平紋布要多一些，具體用量需要先進(jìn)行打樣測(cè)試。涂層的均勻性也非常重要，相同增重采用二刀涂層比一刀涂層的阻燃穩(wěn)定要好。

5.4 交聯(lián)劑和牢度增強(qiáng)劑的影響

交聯(lián)劑TF-630（ 低甲醛三聚氰胺樹脂）、牢度增強(qiáng)劑TF-693（水性聚氨脂）與阻燃涂層膠配套使用，可以提高涂層的交聯(lián)程度，提高涂層剝離、水洗牢度和織物的尺寸穩(wěn)定性。

5.5 焙烘溫度和時(shí)間的影響

水性PU阻燃膠TF-680的最佳焙烘溫度為160-180℃，溫度太低，交聯(lián)不充分，影響涂層牢度，溫度太高（超過(guò)190℃），PU會(huì)被破壞，出現(xiàn)手感發(fā)粘和牢度下降的情況。水性PUA阻燃膠TF-682、水性PA阻燃膠TF-681的最佳焙烘溫度為170-190℃。焙烘的時(shí)間與織物的厚度直接相關(guān)，以充分烘干為好。

6．工廠應(yīng)用實(shí)例

6.1 實(shí)例一

加工品種：80/20滌/棉布（原布克重：122g/m2）。

用途：家紡用布

要求：織物背涂后，阻燃效果通過(guò)BS-5852 PART 1：1979。

工藝流程：染色布→防水→第一刀阻燃涂層→第二刀阻燃涂層

第一刀阻燃涂層

水性PU阻燃膠TF-680＋交聯(lián)劑TF-694：1％＋牢度增強(qiáng)劑TF-693：1％＋色漿若干

焙烘溫度：175℃

上漿量：50g/m2

第二刀阻燃涂層

水性PU阻燃膠TF-680＋交聯(lián)劑TF-6

焙烘溫度：175℃

上漿量：32g/m2

6.2 實(shí)例二

加工品種：300D滌綸低彈絲（原布克重：105g/m2）

用途：工業(yè)帳篷

要求：阻燃涂層后，阻燃效果達(dá)到美國(guó)PAI-84標(biāo)準(zhǔn)，靜水壓大于500 mmH2O，手感中軟。

工藝流程：染色布→防水→軋光→第一刀阻燃涂層→第二刀阻燃涂層

第一刀阻燃涂層

水性PUA阻燃膠TF-682 ＋色漿若干

焙烘溫度：185℃

上漿量：47g/m2

第二刀阻燃涂層

水性PUA阻燃膠TF-682＋色漿若干

焙烘溫度：185℃

上漿量 ：32 g/m2