0 前言
紡織品阻燃整理曾被稱為防火整理。早在17世紀60年代就有關于阻燃整理的記載,但直至20世紀初,其發展還是相當緩慢,這主要與配方中采用金屬鹽有關,使得紡織品阻燃效果耐久性差且隨時間的延長而不斷下降。直至20世紀70年代才推出了全棉耐久性阻燃劑,其各方面性能顯著提高。主要有N-羥甲基膦酰基丙酰胺結構的四羥甲基膦硫酸鹽(如THPS)以及尿素預縮物(商品名為普魯班)。AFLAMMITR○KWB(托爾公司產品,以下簡稱KWB)屬于前者類型的阻燃劑。此類阻燃劑耐洗性好,環保,加工無需專用設備,與染料和助劑的配伍性好,因而使用非常廣泛,是棉布主要的耐久阻燃整理劑商品。
1 應用工藝及產品效果
織物的阻燃性能除了主要取決于所用的阻燃元素外,還與織物的組織結構有關。同一種纖維織物的單位面積質量大、密度高,則其阻燃性能好;反之,如果織物疏松、稀薄、空隙大且透氣性好,則容易燃燒。企業應視不同要求來選用合適的工藝,以符合阻燃性能和耐洗性、織物強度、手感與成本間的平衡性。
KWB阻燃劑是膦?；０妨u甲基化合物,能與纖維素上的羥基鍵合反應,這是其具有耐久性的原因。纖維素紡織品進行KWB阻燃整理時,其效果主要取決于織物的含磷量。一般,阻燃面料要達到標準并符合阻燃要求,織物的含磷量應控制在1. 4% ~2. 0%。
1.1 兩種全棉耐久阻燃劑整理工藝比較
將普魯班與KWB整理工藝的對比情況列于表1。
從表1可知,KWB工藝比普魯班工藝具有更多的優點,如在設備、手感、耐氯漂、釋放甲醛含量,以及毒性等方面較優越。當今,人們更注重產品的無毒或低毒性。對操作人員而言,生產環境的改善更為重要。Oeko-Tex 100官方網站有推薦使用KWB的資料,因此,可認為采用該產品加工阻燃紡織品符合環保要求。
1. 2 兩種N-羥甲基膦?；０飞唐返膶Ρ仍囼?/p>
山東某印染廠的試驗結果如下:
試驗織物 14. 8 tex×14. 8 tex 539根/10 cm×472根/10 cm 267 cm 140 g/m2淺藍色緞條面料
阻燃劑 CP new和KWB
阻燃測試儀器 SDL ATLASM233M“VFC”Verti-calFlame Chamber,“AGC”Automatic GasControl
氣體 甲烷
標準 CFR 1615/1616(垂直底邊3 s,火焰高度38 mm)
工藝流程
浸軋(軋余率59% )→烘干(100~120℃)→焙烘(分二檔: 155℃×4. 5 min, 160℃×3. 5 min)→中和(50℃,純堿25 g/L)→熱水洗(80~90℃)→27. 5%雙氧水處理(4 mL/L, 50℃)→水洗→烘干
工藝處方/(g/L) 如表2所示。
由表3知,經兩種阻燃劑整理織物的碳長基本無差異,而CP new產品需要較多的助劑配用,KWB只需添加國內常規交聯劑與柔軟劑即可。因此, CP new綜合加工成本比KWB高。
2 整理過程分析
2.1 半制品的加工
KWB是反應性阻燃劑,與纖維素上的羥基發生鍵合反應,若加工面料已經過堿處理或絲光,會影響整理效果。表4為某工廠試驗結果。
注:織物為18. 4 tex×18. 4 tex全棉布;燒堿處理后比處理前的好為負數。
由表4可見,經堿處理的面料在相同處方和條件下進行阻燃處理后,不僅經緯向碳長小,而且整理織物釋放甲醛含量也稍低。
2.2 加工設備的選擇
2. 2. 1 浸軋烘干
浸軋烘干是應用工藝中的重要步驟之一,通常采用備有均勻軋車的拉幅機。如果浸軋后采用紅外線結合烘缸烘燥,在烘燥機周圍會產生大量含甲醛刺激性氣味,對此應裝排氣罩。采用拉幅定形機生產時,由于織物浸軋后直接進入熱風烘房,可把有害刺激性氣體直接排出,操作環境較好。
織物浸軋阻燃液后,應緩慢烘干,防止助劑泳移,使手感發硬。烘干溫度建議設定在100~130℃,但不宜超過130℃。如果烘干速度過快,可能會產生以下問題:
(1)阻燃劑等產生泳移而遷移到織物表面。
(2)如果與TMM(三羥甲基三聚氰胺樹脂)共用,織物的手感會變得又硬又粗糙。
(3)表面阻燃劑增多,被洗除的趨勢增大,導致阻燃面料的耐洗性降低。
(4)預烘時,應保持織物8% ~12%的回潮率,以有利于焙烘時阻燃劑與纖維的充分交聯。
2. 2. 2 焙烘
焙烘設備可采用導輥式焙烘機,也可采用定形機。但應盡量用焙烘機,因為焙烘機烘箱有良好的內循環系統,溫度控制相對穩定,可控制在±1℃。焙烘條件以150℃×5 min為好,可確保反應緩和進行,對纖維的損傷也少,不易泛黃。若考慮到生產效率和經濟效益,也可采用160℃×3 min焙烘工藝。如果沒有焙烘機,也可用定形機焙烘,如八段式烘房定形機,但要安裝較好的通風裝置。其溫差比焙烘機大,一般在±5℃?？刹捎?60℃×3 min或170℃×1. 5 min焙烘工藝,也可采用前4段160℃×1 min,后4段170℃×1 min的焙烘工藝。焙烘機不僅要保證溫度恒定,還要注意適當排除烘房內的濕氣和廢氣,以保持焙烘效果。排氣量應控制適當,便于更好地掌控溫度。棉織物經過不同工藝條件的KWB阻燃整理后的含磷量見表5。
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