用于涤纶织物的耐久阻燃剂yd18027
摘译自英国《国际染印漂整工作者》
2005, No. 6, 12, 14-15
李芮译 谢 峥校
原载：印染2006/4；54-55
由于人们的安全意识日益增强, 兼之行政条例的要求和市场需要, 阻燃剂的应用已不可或缺。其更高程度的应用是产业用纺织品。
FLAMMEX DS是一种新型、耐久的涤纶织物阻燃剂。本文论述了阻燃整理的原理, 指出了纺织材料最优化处理需要考虑的一些重要因素, 并列举生产实例。
1 功能原理
由于阻燃剂的成功应用在很大程度上依赖于织物的热处理过程, 因此了解热处理过程中聚合物的形态和结晶行为是十分重要的。
涤纶织物显著的大分子运动发生在热定形过程中, 期间聚酯由初始的无定形状态转变为结晶态。由于阻燃剂只能进入织物的无定形区, 而不能进入其晶相结构中, 如果热定形温度过高, 会导致织物的结晶度太高, 从而不能取得最佳整理效果和特定的性能。
随后进行的对阻燃剂的高温焙烘, 会激发纤维内部分子链的无定形区, 从而引起FLAMMEX DS 的迁移。FLAMMEX DS不与涤纶纤维反应, 它以物理吸附的方式固着在纤维上( PVC的增塑也是同样原理), 从而达到耐水洗的效果。
这些都表明, 热定形和焙烘的温度、时间, 都必须与织物的结构相适应。但是, 选用的阻燃剂的焙烘温度必须高于织物的热定形温度。
由于FLAMMEX DS的整理过程是一个可逆反应, 整理后的织物表面可能会残留有阻燃剂, 必须水洗予以去除。
2 阻燃整理的最佳前提条件
织物必须洁净且有吸收能力, 以确保阻燃剂能很好地渗透进去, 并避免化学品( 如浆料)之间可能的相互反应, 这些都是影响织物阻燃性的因素。织物前处理后, 还可能会残留淀粉、合成浆料或油, 必须水洗去除。
另外, 还需烘燥织物使其接近自然回潮率, 但是过度烘燥会导致织物手感发硬、褪色、强力下降和化学降解。
实验中得到的焙烘效率通常高于大生产的效率。对于大生产来说, 大量添加整理剂并不能弥补较低的处理效率。大生产时需提高整理温度和延长处理时间。
一次连续整理织物的最大总长应限制在3 000~ 5 000 m,阻燃整理剂处理后的拉幅温度应为250 ℃。
染色涤纶织物进行阻燃处理时, 为避免其在焙烘时褪色,应在染色过程中加入HF 或汽车内饰用染料。H F或汽车内饰用染料具有较高的分子量和良好的热稳定性。
无纺布在整理后不能水洗, 所以不能用FLAMM EX DS来取得阻燃效果。若整理剂残留在橡胶(应用于汽车)上, 由于整理剂较低的pH 值和化学特性, 会腐蚀橡胶。可将含有聚磷酸铵或发泡体系的阻燃整理剂应用于无纺布。
3 应用步骤
阻燃整理是一个湿处理过程。在使用前需将FLAMMEXDS 水溶液的pH 值调节到6. 0~ 6. 5。对于10% 的整理液, 可用2. 0 g /L碳酸钠、2. 5 g /L 磷酸二钠或氨水溶液来调节pH值。如有需要可加入润湿剂( ANTHYDR IN W ET 2. 0 ~5. 0 g /L), 室温下此溶液至少可储存2 d。
可用高效轧车将整理液浸轧到织物( 轧液率40 % ~70% )上。对于较长的织物, 要保证浸渍时间以确保整理液充分润湿、渗透织物。整理浴的温度应为15 ~ 25℃。之后在拉幅机、热风烘燥机或圆筒烘燥机上, 以温度110 ~ 135℃烘燥1~ 2 min。
烘燥后, FLAMM EX DS通过热焙烘固着在织物上。对涤纶织物来说, 焙烘条件应在( 185~ 215) ℃ ( 1~ 2) min。设备的气体交换率要设为最小, 因为FLAMMEX DS 可能会在织物上留下斑点。FLAMMEX DS的焙烘效率随着焙烘温度的不同而不同(见表1)。为达到最佳固着效果和保持织物的物理性能, 机织物的处理温度应在195 ~ 215℃, 针织物为185 ~195℃。
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表1 FLAMMEX DS的焙烘效率与焙烘温度 |
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由于织物表面残留的化学品可能会影响织物的手感和阻燃效果, 最后织物必须用冷水洗涤(连续水洗, 在卷染或绞盘绳染机上进行)。水洗后将织物在110~135℃下烘燥1~2 min。3% ~ 6% ( owf) 的整理液, 在织物上的最终有效固着率通常为1. 5%。FLAMMEX DS 固着后再用氟化碳处理, 可使最终有效固着率提高到10% 左右。对于聚酰胺纤维或聚丙烯纤维, 前者的热焙烘温度约为150℃, 后者为110℃左右。然后冷水洗涤, 在90℃烘燥1~ 3 min。
确切的焙烘时间和温度取决于织物结构和前处理温度。
4 涤纶织物阻燃整理的应用实例
处方1:
FLAMMEX DS的浓度取决于纤维的类型和所要求的阻燃效果。
FLAMMEX DS g/L 80~150
纯碱 g/ L 15 (调节pH 值至5. 5~ 6. 5)
轧液率 % 60
烘燥温度℃ 120
烘燥时间 s 60
焙烘温度℃ 200
焙烘时间 s 45
热水淋洗→冷却→干燥
经处方1整理的涤纶织物, 依照DIN 4102 (第一部分), 通过了用于建筑材料的阻燃测试标准B1进行测试。
处方2:
FLAMMEX DS能应用于涤纶织物的浸轧热定形工艺的处理浴中。
分散染料 g/L 3
CEFATEX AZN g/L 15
CEFATEX ENN g/L 2
FLAMMEX DS g/L 200
纯碱g/L 5 (调节pH值至5. 5~ 6. 5)
轧液率 % 75
烘燥温度℃ 120
烘燥时间s 60
焙烘温度℃ 210
焙烘时间 s 45
还原清洗:
ZETESAL RP g/L 0. 5
38bBˆ烧碱液mL 3
温度℃ 80
时间 min 15
热水淋洗→冷却→中和→烘燥
经处方2整理的涤纶织物, 依照DIN 4102 (第一部分), 通过了用于建筑材料的阻燃测试标准B1的测试。
处方3:
FLAMMEX DS 能够加入到聚氨酯分散体中, 作为100%涤纶针织物的硬挺剂。
FLAMMEX DS g/L 20
纯碱 g/L x (调节pH 值至5. 5~ 6. 5)
POLAPPRET PU H 420 150
POLAPPRET VM 10
轧液率% 125
烘燥温度℃ 100
烘燥时间min 2
焙烘温度℃ 160
焙烘时间min 2
经处方3处理的涤纶织物, 通过了FMVSS 302 阻燃测试,相当于德国测试标准DIN EN 75200。
5 总结
FLAMMEX DS是一种专为涤纶纤维设计的新型/耐久阻燃整理剂。如应用得当, 织物整理后可耐50次洗涤(温度40℃)或10次化学干洗。FLAMMEX DS也可应用于聚酰胺纤维或聚丙烯纤维, 但是耐久性有限。
经FLAMMEX DS整理的涤纶织物的性能符合MVSS-302( 汽车用材料测试要求)和B1 (建筑用材料, 依照DIN 4102第一部分)标准。