關(guān)于棉型面料阻燃整理工藝的研究討論

根據(jù)資料表明，美國因床墊或床上用品受到燃燒而引起的火災(zāi)平均每年奪去330條生命和導(dǎo)致2070人受傷，以及3億美元的經(jīng)濟(jì)損失。由此可見，棉型防火織物對發(fā)生火災(zāi)頻率的降低起到肯定援助。

隨著面料業(yè)的進(jìn)展和人民生活水平的提高，消費(fèi)者不僅僅滿足工作裝的美觀大方，穿著舒適，還要求工作裝環(huán)保，所以防火布料不僅要達(dá)到防火的目的，還要使它的甲醛含量達(dá)到國家規(guī)定的要求。

一、防火原理

織物浸軋過防火液后，防火劑和酰胺形成的預(yù)縮體滲入到纖維的非晶區(qū)和間隙中，隨后在氨熏時NH。和預(yù)縮體中的羥甲基交聯(lián)，在纖維內(nèi)部形成防火聚合體后經(jīng)氧化以穩(wěn)定。含磷化合物使纖維在熱解過程中產(chǎn)生脫水反應(yīng)。含磷防火劑在纖維熱解溫度范圍內(nèi)首先分解成不易揮發(fā)的磷酸或多磷酸酐和纖維的羥基 (一OH)發(fā)生脫水反應(yīng)，使纖維炭化。浸軋過防火劑的織物在氨熏過程中，由于在纖維素的內(nèi)部形成了二氯化磷／氮的高度交聯(lián)聚合物，產(chǎn)生 P—N協(xié)同效應(yīng)。P—N鍵性能(極性)高于P—O 鍵，使磷化合物和一0H反應(yīng)性能加強(qiáng)，所以產(chǎn)生了防火性能。

所謂“防火”并非防火，不是指織物經(jīng)防火后整理后即具有不被烈火燃著的特性，而是使織物在火焰下降低其易燃性，使燃燒部分面積減少和降低其燃燒速度。待火焰離開后即停止燃燒，具有自熄的性能。

二、工藝試驗(yàn)結(jié)果和商量

1．試驗(yàn)樣品和藥劑

樣品：肯定長度的棉織物。

藥劑；防火劑-THPC(本廠編號FR1)，緩沖劑一TEA，滲透劑一NT，氨氣，草酸，非離子柔軟劑一AC，雙氧水(50 %)，液堿，重亞硫化鈉。

2．測試方法

本試驗(yàn)采納垂直燃燒法。取經(jīng)過防火工藝后整理的織物經(jīng)緯向(橫縱向)各5塊，每塊8．9 cm× 25．4 cm，在垂直燃燒試驗(yàn)機(jī)上固定試樣，試樣架底部和布樣和燃燒器火口的高點(diǎn)相距1．7 cm，樣品架須和箱頂部或底部垂直，并調(diào)節(jié)火焰高度 40 mm，移動火源至樣品底部燃燒3 s后從試驗(yàn)箱中取出樣品。

炭長測量：在試樣燃燒高點(diǎn)處沿其長度方向?qū)φ?，在布樣炭化的一邊且距離底部及其領(lǐng)邊同為6．4 cm處掛上砝碼，手抓布樣另一邊，漸漸提起讓砝碼懸空，用直尺量出布樣燃焦長度并記錄，精確到0．1 cm。

甲醛和pH 值的測試可按表1測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。本廠防火布的各種測試標(biāo)準(zhǔn)如表1：

面料品基本安全技術(shù)要求見表2。
 

三、防火工藝條件及工藝流程

1．防火工藝條件

（1）pH值對后整理效果的影響

防火劑取用350～450 g／L，其他助劑的用量不變，浸軋時的溶液pH 值對防火后整理效果的影響見表3。由表1可知，在弱酸情況下進(jìn)行后整理，織物的防火性能較好。所以pH取用5．6。本廠浸軋時溶液pH值一般取5．6～6．0。

（2)預(yù)烘溫度對后整理效果的影響

防火劑取用350～450 g／L，其他助劑的量不變，看預(yù)烘溫度對防火效果的影響見表4。由表2可見，110℃時的防火效果較好，所以取用110℃ 。

（3）防火劑用量對防火性能的影響

其它助劑的用量不變，將織物浸軋在不同濃度的防火劑中進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表5。由表3可見，防火劑用量增加，防火性能好，但用量過多，會影響織物手感并增加成本，綜合各種因素，取防火劑濃度為350~450 g／L為宜。

2.防火工藝流程

浸軋防火后整理液一預(yù)烘(80～110℃)一氨熏一氧化洗水一烘干(130℃～140℃)一柔軟定型一成品

（1）定型機(jī)上浸軋

防火劑工作液配方：FR1為350～ 450 g／L，NT 為1～2 g／L，TEA為14～18 g／L，調(diào)節(jié)溶液的pH值為5．6～6．0。

壓水率的測定：I=(N—M)／M ×100%，式中：I：壓水率(% )；M：織物干重(g)；N：織物浸軋后重量(g)，浸軋時定型機(jī)上的壓軋輪的壓力為0．15MPa，視布的厚薄程度而調(diào)節(jié)。

布面經(jīng)過浸軋后，剪一塊濕布稱得18．29 g，烘干后為10．6 g，得到壓濕率為72．5% ，(根據(jù)織物本身的性能和軋壓輪的承受能力，純棉選擇 70% ～75% )。而調(diào)節(jié)風(fēng)速為8O0～1000 m／min，機(jī)速為18～20 m／min，烘焙濕度為80～I(xiàn)10℃。以上三個數(shù)值視布的厚薄而調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)這樣的數(shù)值是為了能使烘焙出來的布有肯定的濕度，以利于氨熏時NH3和織物上的防火劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，起到防火效果。一般含水率操縱在14% ～18％之間，左中右含水率不能超過2 %，否則極易產(chǎn)生左中右顏色差異，因此生產(chǎn)過程中應(yīng)隨時監(jiān)測含水率的大小，并隨時調(diào)整，含水率過小會導(dǎo)致交聯(lián)不充分，防火效果不理想，含水率過量，手感發(fā)硬，顏色變化也大。

（2）氨熏

每公斤防火劑所耗氨氣的量理論上是肯定的，但實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)稍過量一些，以便交聯(lián)充分。通常氨氣流量操縱在35～45 m。／min，流量過小，交聯(lián)不充分，防火效果不理想，耐洗性差；流量過大，造成浪費(fèi)且氨氣外溢，致使工作環(huán)境惡劣，影響人身安全。實(shí)際應(yīng)用中，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)織物的厚薄和防火劑用量的大小來調(diào)整氨氣的流量以達(dá)到佳防火效果。

要使氨熏充分，必須調(diào)節(jié)機(jī)速為8～15 m／min左右，而溫度操縱在28~32℃左右。在氨熏這個過程中，還要加入草酸，它的作用是用于廢氣的中和稀釋。

（3）洗水機(jī)上洗水(洗甲醛)

防火劑經(jīng)氨熏固化后為使其更加穩(wěn)定，必須把P+3怕氧化成P+5 ，通常采納浸軋H2O2的方法來實(shí)現(xiàn)，H2O2的用量應(yīng)根據(jù)織物的厚薄，防火劑的用量的大小來定，本廠調(diào)節(jié)H2O2的濃度為27% ～ 3O% 。而浸軋氧化液的速度不能太快，以保證有足夠H2O2留在織物上，一般調(diào)節(jié)機(jī)速為15～ 20 m／min。經(jīng)透風(fēng)氧化后再中和皂洗掉，氧化時間不宜過長，否則會降低織物的強(qiáng)力。

本廠中和用Na2C02和NaOH，它們除了中和布面酸堿度外，還可以調(diào)節(jié)溶液的pH值；重亞硫酸鈉主要是洗水布面的甲醛含量，因?yàn)榭椢锝?jīng)浸軋后，布面上所含甲醛高達(dá)2000 ppM，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國家所規(guī)定的范圍，對人體不利。而曾用過尿素洗甲醛，但效果不明顯。洗水后要測試甲醛和pH 含量及防火功能，如理想即可進(jìn)行柔軟處理；如防火測試不合格，要重新做防火處理；如甲醛含量高于標(biāo)準(zhǔn)就要重新安排洗甲醛。洗甲醛的各藥劑的用量，溶液pH值和溫度見表6（根據(jù)布的數(shù)量適當(dāng)調(diào)整藥劑用量）。

（4）定型機(jī)上柔軟定型

因?yàn)榭椢锝?jīng)過防火劑后整理后，手感一般不理想，所以要經(jīng)過柔軟以修復(fù)手感。但如果是是印花布，則不必柔軟，因?yàn)橛』ú既彳浂ㄐ蜁淖兯幕ㄐ?。防火布要用非離子柔軟劑，因?yàn)殡x子型的有硅油，硅油起助燃作用，對防火布極不利。本廠曾用弱陽柔軟膨松劑作柔軟處理，處理后布面更滑，手感比用非離子柔軟劑的要柔軟，但影響防火效果，暫不采納。AC的用量一般采納40~60 g／L。溫度操縱在130℃左右。

四、結(jié)論

1.防火劑用量對防火性能有影響，防火濃度好為35O～450 g／L。

2.防火劑的pH值對防火性能有影響，合適的pH值范圍為5．6～6．0。

3.防火劑的焙烘溫度對防火性能有肯定的影響，合適的溫度為8O～120℃ 。

經(jīng)過以上處理過的織物一般能達(dá)到防火效果，它低毒環(huán)保，對人體安全可靠。透氣、透氣、手感柔軟，穿著舒適。

 

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