新型阻燃劑用于棉織物的阻燃研究

唐福興

(1.三明職業技術學院，福建 三明 365000；2.三明市火龍紡織化工有限公司，福建 三明 365000； 3.三明東昇化工有限公司，福建 三明 365000)

新型阻燃劑用于棉織物的阻燃研究

唐福興1,2,3

(1.三明職業技術學院，福建 三明 365000；2.三明市火龍紡織化工有限公司，福建 三明 365000； 3.三明東昇化工有限公司，福建 三明 365000)

作為防護性功能紡織品的阻燃整理，存在著各種不同性能測試方法。通過正交實驗考察了新型阻燃劑對棉織物阻燃工藝的影響，測試了阻燃整理前后棉織物的阻燃效果。結果表明，新型阻燃劑對棉織物的阻燃最佳工藝為：阻燃劑用量100g/L、焙烘時間80 s、焙烘溫度 140℃。

棉織物；阻燃劑；研究；新型

自上世紀80年代以來，純棉織物越來越受到人們的青睞，同時人們對棉織物的阻燃性要求也越來越高。純棉耐久阻燃織物不僅要有一定的阻燃效果，還要求耐洗滌和耐久等性能，同時對棉織物強力損失也提出了要求。隨著人們生活與環境條件的不斷改善，紡織品的應用范圍不斷擴大，特別是對阻燃紡織品的需求越來越多[1-3]，除了服裝類外,像鐵路，船舶，汽車運輸中的貨物用布：港口、碼頭倉庫用的蓬布、遮蓋物；建筑物頂棚及箱包用布，建筑內裝飾材料，賓館墻布，辦公家具裝飾貼面、地毯、家具內襯；交通工具內裝飾材料，飛機、汽車、船舶座椅面料、車頂、汽車地毯、行李箱內襯及坐墊等都需進行阻燃整理[4-5]，其中阻燃棉織物占據了很大一塊市場。

阻燃劑是用以提高紡織材料的抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰傳播的助劑。阻燃劑主要用于阻燃合成和天然高分子材料。阻燃劑應當高效、低毒，與被阻燃材料的相容性好，不易遷移，具有足夠的熱穩定性，不致過多惡化基材性能，對紫外線及光的穩定性優良，且價格適中。但同時滿足上述條件幾乎是不可能的，所以選擇實用的阻燃劑，大多是在滿足基本要求的前提下，在其他要求間求得最佳的平衡[6-7]。按阻燃劑與被阻燃基材的關系，阻燃劑可分為添加型及反應型兩大類，目前應用廣泛的是添加型阻燃劑，但反應型阻燃劑效果也是很優良的阻燃品種。

1 實驗部分

1.1 材料及儀器

材料：純棉半制品；

藥品：新型阻燃劑(三明東昇化工有限公司)、燒堿(三明東昇化工有限公司)；

實驗儀器設備：YG(B)101-2型電熱恒溫鼓風干燥箱預烘機(上海圣欣科學儀器有限公司)、電子稱(浙江余姚市金諾天平儀器有限公司)、SR-CH2電磁爐(尚明堂)、電子天平(浙江余姚市金諾天平儀器有限公司)、連續化小樣定型烘燥機 MINI-TENTER(廈門瑞比)、EL400立式軋車。

前處理工藝流程：棉織物→10 g/L燒堿→煮30min→水洗→烘干。

1.2 實驗方法

1.2.1 阻燃整理工藝一

阻燃劑: 40 g/L；純棉半制品織物一塊。

工藝流程及條件：棉織物浸漬在阻燃液中→擰干→烘干(100℃ 2～3min )→焙烘(130℃ 2min)。

1.2.2 阻燃整理工藝二

阻燃劑：40 g/L；純棉半制品織物一塊。

工藝流程及條件：浸軋阻燃液(二浸二軋)→烘干(100℃ 2～3min)→焙烘(130℃ 2min)。

1.2.3 阻燃劑整理正交實驗

分別將阻燃劑用量40、80、100 g/L和焙烘時間60、90、120 s和焙烘溫度130、140、150℃。做正交實驗得出最佳工藝。

1.2.4 阻燃劑單因素實驗

(1)阻燃劑用量：固定其他條件不變，阻燃劑的用量分別為80、90、100、110、120g/L、作對比，選出阻燃性最好的實驗結果。

(2)焙烘溫度：固定其他條件不變，焙烘時間分別為120、130、140、150、160℃作對比，選出阻燃性最好的實驗結果。

(3)焙烘時間：固定其他條件不變，焙烘時間分別為40、50、60、70、80s作對比，選出阻燃性最好的實驗結果。

1.3 測試方法

1.3.1 阻燃性能

按 GB/T 5455—1997《紡織品燃燒性能試驗垂直法》測定損毀長度 、續燃時間、陰燃時間。按 GB/17591-2006《阻燃織物》評定織物阻燃性能。

1.3.2 斷裂強力

將試樣在同一大氣條件下平衡24 h以上再進行實驗，取寬為5cm(公差半根絲)，長為25 cm的布樣每組3個試樣在YG026B電子織物強力機上測定其斷裂強力，取平均值。

2 結果與分析

在大量文獻[8-9]的分析和總結本實驗前期工作的基礎上，本實驗采用正交法設計實驗[10]，設計了3個因素3水平的正交實驗，選用了半制品棉布，以半制品棉布阻燃性為參考指標，探討了以上三個因素對棉布阻燃性的影響，從而找出最佳方案。在初步實驗基礎上，確定各因素水平范圍。表1為阻燃方式的比較，表2正交實驗及棉織物阻燃性結果，表3阻燃劑正交實驗數據處理結果。

表1 阻燃方式比較

實驗表明：第二種方法的阻燃性較好，所以采用浸軋實驗方法進行阻燃整理。

表2 正交實驗及阻燃性

表3 阻燃劑正交實驗數據處理結果

由表3可以看出，在阻燃劑用于棉織物的阻燃過程中，影響棉織物阻燃三個影響因素的主次順序為：阻燃劑用量>焙烘時間>焙烘溫度。阻燃劑用量為主要影響因素。此外根據極差分析結果可知各因素的較優水平[11]組合為：阻燃劑用量為100g/L、焙烘時間為60s、焙烘溫度為140℃。

2.1 阻燃劑用量對棉織物阻燃性的影響

表4 阻燃劑用量對棉織物阻燃性的結果分析

由表4可知，在固定棉織物的焙烘溫度：140℃、焙烘時間：60s，通過改變阻燃劑的用量進行實驗，阻燃后棉織物經阻燃性能測試時，發現其撤火即滅無陰燃，因此選擇阻燃劑用量100 g/L，顯示出其阻燃性能優異。

2.2 焙烘溫度對棉織物阻燃性的影響

由表5可得，在固定阻燃劑用量：100 g/L、焙烘時間：60 s，通過改變棉織物的焙烘溫度，阻燃后棉織物經阻燃性能測試時，發現其撤火即滅無陰燃，因此選擇焙烘溫度為140℃，顯示出其阻燃性能優異。

表5 焙烘溫度對棉織物阻燃性的結果分析

2.3 焙烘時間對棉織物阻燃性的影響

表6 焙烘時間對棉織物阻燃性的結果分析

由表6顯示，當阻燃劑用量：100g/L，焙烘溫度：140℃時，通過改變棉織物的焙烘時間，阻燃棉織物經阻燃性能測試時，發現其撤火即滅無陰燃，其陰燃性能優異，因此選擇焙烘時間為60s。

再分別對未經阻燃和經阻燃(工藝為：新型阻燃劑用量為100 g/L、焙烘時間為60s、焙烘溫度 140℃)棉織物按照1.3.2的測試方法進行強力測試，測試結果為：未經阻燃棉織物強力為：802N，經阻燃棉織物強力為：790N，這說明了采用阻燃整理后，棉織物的強力沒有明顯變化，不對棉織物強力產生影響，這種新型阻燃劑可用于棉織物的阻燃整理。

3 結論

由上述實驗得出使用新型阻燃劑對棉織物進行阻燃整理，其影響因素有阻燃劑的用量、焙烘的時間、焙烘的溫度。選擇好的阻燃工藝，不但能增大阻燃效率而且可以節約成本[12-14]。從而可得到阻燃性會跟阻燃劑的用量成正比，反之過少的阻燃劑會使阻燃效果在有限的時間內與織物的接觸減少導致了阻燃性降低[15-17]。綜合考慮阻燃整理后棉織物燃燒性能，確定新型阻燃劑用量為100 g/L、焙烘時間為60s、焙烘溫度 140℃時阻燃效果最好，且棉織物強力沒有明顯變化。

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(本文文獻格式：唐福興.新型阻燃劑用于棉織物的阻燃研究[J].山東化工,2017,46(7):31-32,36.)

2017-02-23

三明市科技計劃項目(2015-G-7)；福建省高校杰出青年科研人才培育計劃項目(閩教科(2016)23號)

唐福興(1964—)，男,福建福州人,工程師,講師,主要從事染整基礎化學教學與科研。

TQ314.24

A

1008-021X(2017)07-0031-02