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織物的阻燃涂層整理

徐 璀

1．前言

據(jù)美、英、日等國家對火災起因的統(tǒng)計，近年來紡織品引起的火災呈上升趨勢，已占據(jù)火災總數(shù)的一半，造成了生命和財產的巨大損失，世界各國紛紛出臺了紡織品阻燃的有關標準，對室內裝飾、工業(yè)用布、服裝用紡織品等做了嚴格的規(guī)定。

絕大部分的紡織材料是可燃的，需要經過阻燃處理來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，或將阻燃劑加到聚合物中再紡絲，從而使紡出的絲具有阻燃效果。2、后整理型，在染整加工過程中，將阻燃材料通過浸漬、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格，同時賦予織物優(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，強力不下降，不需要污水處理等優(yōu)點，因此，在室內家紡、工業(yè)用布等領域應用廣泛。

2. 阻燃涂層膠中涂層基膠的類型和性能特點

印染行業(yè)應用的涂層膠主要有聚丙烯酸酯（PA）、聚氨酯（PU）和PUA。PA的價格較低，合成和聚合技術較易掌握，能滿足一般涂層要求，但目前市場上的產品質量參差不齊。與PA相對，PU在性能上有獨特之處，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進行接枝，它結合了PU與PA的優(yōu)點，但技術難度較高。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、加工過程安全等優(yōu)點，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

目前，水性阻燃膠都是添加型，即在涂層膠中添加適當阻燃材料。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，這些元素對織物可以起到一定的阻燃效果，但耐洗性相對較差，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。它們按一定比例復配具有非常優(yōu)異的阻燃效果，是目前使用最為廣泛，公認為阻燃效果最優(yōu)異的阻燃材料。近年來，大家都非常關注溴-銻系列的毒性和對環(huán)境造成的影響。

歐盟對十溴二苯醚的風險評估。

經過10年的科學研究，歐盟于2004年5月結束了針對十溴二苯醚進行的風險評估。其中豁免決定的導言部分第三段寫道“十溴二苯醚的風險評估------結果表明現(xiàn)階段除了對消費者已經采取的風險削減措施，不需要再額外采取任何措施-------在沒有進一步科學發(fā)現(xiàn)之前，十溴二苯醚的應用將被豁免”。

因此，十溴二苯醚是經過最多科學檢驗的阻燃材料?？茖W數(shù)據(jù)充分顯示了它對人類健康和環(huán)境帶來的風險是可控制的，從防火安全角度看它對社會貢獻也很大。十溴二苯醚經過了如歐盟、日本和美國等全球很多國家和科學研究，都沒有證明它對環(huán)境和人類健康存在風險。這也是歐盟對十溴二苯醚的評估結論，需要注意的是評估的對象，是含有不超過3％的雜質（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。當它作為一種阻燃增效劑使用時，阻燃系數(shù)會大大提高。

三氧化二銻在歐盟國家可以不受任何限制進行應用和貿易。

從上述的研究結論中，大大增強了我們在阻燃涂層膠中繼續(xù)使

4．各類阻燃涂層膠的性能特點

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)定的產品必須解決這一難題。我們通過采用鹵銻超細粉體包復技術在阻燃劑微細粒子表面包復水性PU、水性PUA或水性PA，成功地解決了這個難題并開發(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

表1

水性PU由于分子結構中的氨基甲酸酯含有N元素而具有一定的阻燃性能，在配方設計中的溴-銻材料相對可以少加，這樣可以保持PU的牢度、膜感、水壓等各項性能。

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到25-35％后，都可以達到國標B1級標準和美國阻燃PAI-84標準，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，如酯鍵、氨酯鍵、脲鍵等，可與纖維結構中的羥基、羧基、氨基、酰胺基等活性基團反應，形成牢固的化學鍵，與織物的附著力非常強，同時，由于水性PU的成膜性好，在水洗過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。當客戶對阻燃涂層的耐水洗要求非常高時，可以選擇TF-680。

4.3 黃變性

表5

我們采用了極端的條件來測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．工藝條件對各性能的影響

5.1 防水劑的影響

防水劑的類型和用量會對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反應，提高涂層后的剝離強度，其中對水性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，但軋光對涂層的剝離強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行軋光，在長絲類織物建議不進行軋光處理。

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，具體用量需要先進行打樣測試。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)劑和牢度增強劑的影響

交聯(lián)劑TF-630（ 低甲醛三聚氰胺樹脂）、牢度增強劑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190℃），PU會被破壞，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℃。焙烘的時間與織物的厚度直接相關，以充分烘干為好。

6．工廠應用實例

6.1 實例一

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，阻燃效果達到美國PAI-84標準，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