新型阻燃劑在滌棉70/30針織布上的應(yīng)用性能

王 飛，吳佳杰，賈言星，榮發(fā)超

（傳化智聯(lián)股份有限公司，浙江杭州 311215）

紡織品具有易燃燒的特性，在使用過程中容易引發(fā)火災(zāi)，對(duì)紡織品進(jìn)行阻燃整理非常必要［1］。隨著消防法規(guī)和紡織品阻燃標(biāo)準(zhǔn)的建立和完善，需要進(jìn)行耐久性阻燃整理的紡織品也逐漸增加。滌棉類針織布是用途較廣泛的紡織品之一，在防護(hù)服上使用時(shí)往往需要做阻燃整理［2］。

滌棉針織布性能優(yōu)良，但由于存在“燭芯效應(yīng)”且面料組織松散，滌棉針織布阻燃耐久整理很難滿足市場(chǎng)需求和阻燃標(biāo)準(zhǔn)要求。國內(nèi)外一般采用含鹵阻燃劑對(duì)滌棉織物進(jìn)行阻燃整理，但是阻燃的耐久性較差且不環(huán)保［3-4］。本實(shí)驗(yàn)通過滌綸用阻燃整理劑1#與棉用阻燃整理劑2#的復(fù)配協(xié)同作用，可解決滌棉70/30針織布阻燃性能不佳的問題，并使滌棉70/30針織布的阻燃耐久性達(dá)到要求。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料及儀器

材料：滌棉70/30鳥眼針織布（100D滌綸長絲×60sCVC 70/30，180 g/m2）。

試劑：滌用阻燃劑1#，棉用阻燃劑2#，交聯(lián)劑3#，H2O2（浙江嘉善化學(xué)有限公司），燒堿（紹興市銀琪化工有限公司），純堿（浙江龍山化工有限公司），甲醛捕捉劑（杭州格恩紡織化工有限公司）。

儀器：YG（B）815D-1型織物阻燃性能測(cè)試儀、Y（B）089D型全自動(dòng)縮水率試驗(yàn)機(jī)（溫州大榮紡織儀器有限公司），LT2002E電子天平（常熟市天量儀器有限責(zé)任公司），YG026H型多功能電子織物強(qiáng)力機(jī)（寧波紡織儀器廠），P-BO橫式壓染樹脂機(jī)、MINITENTER連續(xù)式定形烘干機(jī)（廈門瑞比精密機(jī)械有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 阻燃劑整理正交實(shí)驗(yàn)

阻燃劑配方a：1#75 g/L，2#460 g/L，3#380 g/L，水85 g/L。阻燃劑配方b：1#60 g/L，2#400 g/L，3#380 g/L，水160 g/L。阻燃劑配方c：1#50 g/L，2#350 g/L，3#320 g/L，水280 g/L。阻燃劑配方e：1#30 g/L，2#275 g/L，3#280 g/L，水415 g/L。焙烘時(shí)間：90、120、150、180 s。焙烘溫度：145、155、165、175℃。

1.2.2 阻燃單因素實(shí)驗(yàn)

（1）固定其他條件不變，阻燃劑配方a：1#75 g/L，2#460 g/L，3#380 g/L，水85 g/L；阻燃劑配方b：1#60 g/L，2#400 g/L，3#380 g/L，水160 g/L；阻燃劑配方c：1#50 g/L，2#350 g/L，3#320 g/L，水280 g/L；阻燃劑配方d：1#40 g/L，2#300 g/L，3#300 g/L，水360 g/L；阻燃劑配方e：1#30 g/L，2#275 g/L，3#280 g/L，水415 g/L。對(duì)比以上5個(gè)配方，選出阻燃效果好的實(shí)驗(yàn)配方。

（2）固定其他條件不變，焙烘溫度分別為155、160、165、170、175℃，選出阻燃效果最好的焙烘溫度。

（3）固定其他條件不變，焙烘時(shí)間分別為130、140、150、160、170 s，選出最適合的焙烘時(shí)間。

1.3 測(cè)試

1.3.1 阻燃性能

按GB/T 5455—2014《紡織品 燃燒性能 垂直方向、損毀長度、陰燃和續(xù)燃時(shí)間的測(cè)定》，用垂直織物阻燃性能測(cè)試儀來測(cè)定續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間、損毀長度。

1.3.2 頂破強(qiáng)力

按GB/T 19976—2005《紡織品頂破強(qiáng)力的測(cè)定鋼球法》進(jìn)行測(cè)試。

1.3.3 耐洗性

按照GB/T 8630—2013《紡織品洗滌和干燥后尺寸變化的測(cè)定》進(jìn)行洗滌測(cè)試，洗滌溫度50℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)采用正交法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探討了上述因素對(duì)滌棉70/30針織布阻燃性能的影響，找出最佳方案。表1為阻燃劑正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。由表1可知，各因素的較優(yōu)水平組合為阻燃劑配方c，即1#50 g/L、2#350 g/L、3#320 g/L、水280 g/L，焙烘時(shí)間150 s，焙烘溫度165℃。

表1 正交實(shí)驗(yàn)及阻燃效果

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1 阻燃配方

由表2可以看出，阻燃后的滌棉70/30針織布隨著阻燃劑用量的降低，頂破強(qiáng)力逐漸增大，損毀長度逐漸變長，阻燃劑用量增加到a、b配方的量時(shí)，頂破強(qiáng)力降低但不明顯，損毀長度下降不再明顯。

表2 阻燃配方對(duì)整理效果的影響

損毀長度因阻燃劑在滌棉70/30針織布上達(dá)到飽和而不再顯著減少。綜合考慮整理后針織布的頂破強(qiáng)力、損毀長度和成本，確定阻燃劑配方為c，即1#50 g/L、2#350 g/L、3#320 g/L、水280 g/L。

2.2.2 焙烘溫度

由表3可看出，隨著焙烘溫度的升高，滌棉70/30針織布的損毀長度逐漸減少，頂破強(qiáng)力也隨之降低。這是由于焙烘溫度直接影響阻燃劑與織物的反應(yīng)，一般情況下阻燃焙烘溫度越高，阻燃劑和織物的反應(yīng)就越充分，阻燃效果越好；但溫度過高會(huì)使頂破強(qiáng)力下降，并且損毀長度也不再顯著變短，同時(shí)還會(huì)影響針織布的手感和白度。當(dāng)焙烘溫度為165℃時(shí)，針織布降強(qiáng)不大，損毀長度基本不再變??；而焙烘溫度超過165℃時(shí)，針織布的頂破強(qiáng)力開始下降，并且損毀長度也不再顯著變短，手感變硬，布面變黃。綜合考慮，焙烘溫度選擇165℃。

表3 焙烘溫度對(duì)整理效果的影響

2.2.3 焙烘時(shí)間

由表4可以看出，在配方和焙烘溫度固定的條件下，滌棉70/30針織布的損毀長度隨著焙烘時(shí)間的延長而減小，頂破強(qiáng)力也隨之下降。

表4 焙烘時(shí)間對(duì)整理效果的影響

這是由于在溫度不變的情況下，隨著焙烘時(shí)間的延長，阻燃劑與針織布反應(yīng)越充分，使針織布的阻燃效果變好，但由于焙烘時(shí)間過長，纖維分子在高溫下被破壞，使得織物的頂破強(qiáng)力下降。當(dāng)焙烘時(shí)間為150 s時(shí)，針織布頂破強(qiáng)力下降不多，并且損毀長度基本不再變??；而焙烘時(shí)間超過150 s，針織布頂破強(qiáng)力開始明顯下降，手感變硬，布面變黃。綜合考慮，焙烘時(shí)間選擇150 s。

2.3 洗滌次數(shù)對(duì)滌棉70/30針織布阻燃性能的影響

由表5可看出，隨著洗滌次數(shù)的增加，滌棉70/30針織布的損毀長度雖然略有變長，但變化不明顯；阻燃整理過的滌棉70/30針織布經(jīng)5次、10次、15次、20次水洗后，阻燃性能仍可達(dá)到GB/T 8965—2009《防護(hù)服裝阻燃防護(hù)》中的C級(jí)。

表5 洗滌次數(shù)對(duì)阻燃效果的影響

3 結(jié)論

（1）滌棉70/30針織布的阻燃整理優(yōu)化工藝為：阻燃劑1#50 g/L，阻燃劑2#350 g/L，交聯(lián)劑3#320 g/L，水280 g/L，焙烘溫度165℃，焙烘時(shí)間150 s。

（2）經(jīng)優(yōu)化工藝處理過的滌棉70/30針織布陰燃、續(xù)燃時(shí)間均為0 s，經(jīng)向損毀長度為108 mm，緯向損毀長度為109 mm。

（3）經(jīng)優(yōu)化工藝處理過的滌棉70/30針織布經(jīng)過20次洗滌后，陰燃、續(xù)燃時(shí)間均為0 s，經(jīng)向損毀長度為114 mm，緯向損毀長度為118 mm，仍可以達(dá)到GB/T 8965—2009《防護(hù)服裝 阻燃防護(hù)》中的C級(jí)，具有良好的耐洗性。