车用内饰涤纶织物的阻燃耐污复合功能整理研究yd20805

吴双全1，蒋菲2 旷达科技集团股份有限公司， 江苏常州 213162；2.旷达纤维科技有限公司，江苏常州 213162

投稿日期：2016-09-18

作者简介：吴双全(1984-)，男，硕士，工程师，主要从事交通车辆内饰纺织品流行趋势研究、产品设计与研发工作。

原载：染整技术2017/6;38-40,45

【摘要】采用耐污整理剂和阻燃整理剂对车用内饰涤纶织物进行复合功能整理，得出最佳整理工艺：阻燃剂质量浓度250 g／L，耐污整理剂质量浓度120 g／L，165℃烘2 min。整理后的织物透气性略微下降，但对内饰织物的基本使用功能不造成影响；织物在具有优良的拒水拒油、耐污性能的同时，又保持良好的阻燃性能，可以满足车用内饰织物的要求。

【关键词】阻燃；耐污；复合功能整理；车用内饰织物

【中图分类号】TS195.6 文献标识码：B 文章编号：1005.9350(2017)06.0038.03

随着汽车工业的蓬勃发展以及人们生活水平的改善和提高，汽车已经成为了人们日常生活的必需品，越来越多地走进了千家万户。人们对于汽车的需求，已经不仅仅停留在“代步工具”层面，汽车已经成为了人们生活空间的延伸，成为集行驶、休闲、展示个性、显现身份于一体的综合载体。高雅舒适 时尚美观、绿色环保、安全的内饰空间已成为人们对汽车产品更高的品质要求[1]，这给车用纺织品的发展带来了机遇。车用内饰织物可以通过原料的选择、织物组织结构的变化以及功能性整理等手段，生产出环保、透气、阻燃、耐污、抗静电等具有特殊功能的内饰面料产品，进一步提升内饰空间的舒适性和安全性。

由于车用内饰织物使用环境的特殊性，特别是人们在车内空间的活动频次和时间越来越多，消费者越来越关注内饰件的耐污防污性能，这对汽车内饰纺织品的耐污和清洁性能提出了更高的要求；同时，汽车作为一个高速移动的生活空间， 内饰材料的阻燃安全性能也已经成为了国家标准，强制要求进行控制。因此，汽车内饰纺织品需同时具备耐污和阻燃两方面的功能。本试验采用多功能复合整理技术，开发出一种具有良好的阻燃和耐污防污复合功能的车用内饰涤纶织物，克服了耐污性整理对面料阻燃性能的影响。

1 试验

1.1 材料与设备

材料：车用内饰座椅用机织织物(100％ 涤纶)，组织结构为机织方平组织，面密度310 g／m2，标准织物；复配磷酸酯类阻燃剂(自制)，复配耐污整理剂(自制，主要成份为有机氟树脂)，标准污染物(标准红土配制液体、可乐和低温下提取的纯橄榄油)，配制的标准洗涤液(含0.5％ 的十二烷基硫酸钠和0.5％ 的碳酸钠的水溶溶液)。

设备：P-A0轧车，UT12烘箱，H97-A恒温磁力搅拌器，Y571B型摩擦色牢度测试仪(常州第二纺织机械厂)，FX3300Ⅲ型织物透气性测试仪(瑞士Textest公司)，QCS-1型水平阻燃仪(江宁县分析仪器厂)，Z2.5／THIS型万能拉伸仪(德国Zwick公司)，5 kg标准重锤。

1.2 整理工艺流程

织物→浸轧(一浸一轧，带液率70~80％)→烘干(热风100℃)→焙烘(温度l 180℃，2-4 min)，采用一浴法进行整理。浸轧液中， 阻燃剂质量浓度为200-250g／L，耐污整理剂质量浓度100~140 g／L， 用60％ 冰醋酸将整理液pH调整至5.0左右。织物浸轧整理前，需做干洗前处理，采用四氯乙烯为干洗溶剂，烘箱温度125℃，速度25 m／min，以确保织物布面洁净。

13 测试

1.3.1 耐污性

耐污性能根据某汽车厂的耐污性标准进行测试。测试方法如下： (1)将标准织物覆盖在待检测的试件表面上，用一根吸管将1.5 mL的橄榄油涂在试件的表面上，将试件置入两块板之间，然后将5 kg的重锤置于上盖板之上1 h后，取下重物和上盖板， 然后取出试件上的污染后的标准织物。 (2)再用一块干净的标准织物仔细地擦拭试件表面，如有需要，吸干多余的油。(3)置入空调房至少4 h以后，再将受污染的试件固定在摩擦色牢度试验仪之上，将一块新的标准织物固定在摩擦头上，然后用一根吸管使其浸透l mL的标准洗涤液，再用摩擦色牢度试验仪进行60次来回往复移动，之后静置24 h。 (4)然后再用一块新的标准织物在摩擦色牢度试验仪上进行与第一次清理相同的第二次清理。(5)待测试件晾干后，用标准灰度卡进行评级。按照以上操作程序对红土和含糖液体这两种污染物进行测试。

1.3.2 透气性

采用织物透气性测试仪，参照DIN EN ISO 9237标准进行， 试验面积为20 cm2，压差200 Pa，测试一定时间内垂直通过试样给定面积的气流流量， 同一面料的不同部位取样进行10次测试，取平均值，单位：L／min／100 cm2。

1.3.3 水平燃烧性

按照GB 8410-2006《汽车内饰材料的燃烧特性》进行水平阻燃性能测试，试验前试样应在温度(23±2)℃和相对湿度45％-55％ 的标准状态下状态调节至少24h，但不超过168 h，测试时经纬向各取5块样件，取平均值。

1.3.4 断裂强力

在万能拉仲仪上，采用DIN EN ISO 13934-1.2013《纺织品织物拉伸特性第1部分：使用条样法测定最大受力和最大受力时的伸长率》对织物整理前后的拉伸断裂强力进行测试，每种样品需在经向和纬向分别取5块样品进行测试，取平均值。

2 结果与讨论

2.1 整理剂用量对于织物性能的影响

阻燃剂用量对织物的阻燃性能有着重要的影响，同时耐污整理剂用量对其耐污性能起着至关重要的作用。本文对未做任何功能整理的织物与采用不同阻燃剂用量、耐污整理剂用量处理后的织物，对其相关性能做了测试比较，具体结果如表1所示。

表1 阻燃剂及耐污整理剂的质量浓度对于织物性能的影响

注：整理过程中仅对阻燃刺和耐污整理剂的用量进行调整，其他关键条件如，烘焙温度160℃ ，烘焙时间2mill，保持不变。

织物在未做任何阻燃整理和耐污整理的情况下，将试样暴露在火焰中15s，熄灭火源后试样燃烧，随着燃烧的继续，涤纶织物软化熔融，不断发生滴落现象，直接导致了其火焰在达到测试第一测量标线之前完全熄灭，不再续燃。根据GB 8410-2006标准规定，此时无燃烧距离可计，认为其阻燃性能可以满足A.O级的水平燃烧速度要求，但其耐污性能较差，耐红土和可乐的等级2~3级， 耐橄榄油的等级只有2级。

同时，由表1可知，只做耐污性整理的织物，耐污整理剂用量为120 g／L时，织物阻燃性能急剧下降，经纬向最高级别A.0级分别下降至71.5 mm／min和202.4 mm／min， 严重影响织物的阻燃安全性，不符合车用内饰材料的技术要求。

这主要是因为经过耐污整理后，耐污整理剂中的氟碳分子与纤维分子结合在一起，聚合成膜，改变了纤维表面层的组成，对织物起到了比较大的助燃作用，纬向表现尤为突出。因此，对于车用内饰涤纶织物，在通过耐污整理提升耐污性的同时，必须通过增加相应的阻燃整理，才能实现其阻燃和防污的复合功能。从表1中还可以看出，在阻燃剂用量为250g/L时，耐污整理剂用量分别为100 g／L、120 g／L和140 g／L，织物均具有优良的阻燃性能，这是因为250 g／L的阻燃剂对织物阻燃性的提升能力远大于耐污整理剂对织物的助燃能力，直接表现为耐污整理剂三个不同用量条件下织物均具有优良的阻燃性能。

在阻燃剂用量200 g／L的情况下，随着耐污整理剂用量的增加，织物的阻燃性能、透气性都呈现下降的趋势，这主要是因为耐污整理后织物表面聚合成膜，纤维及织物表面新的膜结构，影响了织物的透气性，并对织物起到了一定程度的助燃作用；而织物的断裂强力变化幅度较小，在5％ 以内，这说明阻燃剂和耐污整理剂的添加对于织物的强力基本不产生影响。在耐污整理剂用量为120 g/L 时，对3种污染物的耐污性能均达到了灰卡4~5级水平，耐污整理剂与纤维表面聚合成膜，形成暴露于空气、密集而又定向排列的低界面能层，充分发挥其拒水拒油和耐污的作用[2]，用量再增加时耐污性基本不再发生变化。综合各项测试结果，最佳的阻燃整理剂用量为250g／L，耐污整理剂用量为120 g／L。

2.2 焙烘温度对于织物性能的影响

烘焙温度对于织物性能的影响如表2所示。

表2 烘焙温度对织物性能的影响

注：保持烘焙时间2min，阻燃剂用量250g，L，耐污整理剂用量120g/L不变，仅改变不同的烘焙温度。

由表2可知，随着烘焙温度的升高，织物透气性变差，这主要是因为温度的升高促使耐污整理剂分子与纤维的结合更加紧密，织物表面戍膜更加致密，使其透气能力变差，而织物的水平燃烧性能不受焙烘温度变化的影响。随着烘焙温度的升高，织物的断裂强力略增大，变化幅度也很小，达到180℃时，经、纬向断裂强力分别达到1994.65N和1983.90N，这主要是因为随着热定型温度的提高，涤纶纤维分子链运动加剧，取向度提高，纤维中应力降低，结晶度和晶区有所增大，非晶区趋向集中，织物的尺寸稳定性提高。在烘焙温度为165℃时，织物的耐污性能达到最好状态，耐橄榄油、红土和可乐的等级都达到4-5级，已经满足产品的设计要求。因此，最佳的烘焙温度选择165℃。

2.3 焙烘时间对于织物性能的影响

烘焙时间的长短对织物的性能也会产生影响，具体结果如表3所示。

从表3可知，随着烘焙时间的延长，织物的耐污性能得到提升，但是透气性变差，织物断裂强力略有损失。随着烘焙时间的延长，耐污整理剂分子与织物纤维分子的结合紧密程度增加，成膜性提升，表现出来的结果就是织物的耐污性能变好，透气性变差。但是随着高温烘焙的时间延长，纤维的老化现象略增加，直接表现为织物强力略有损失，但是变化幅度相对比较小，在5％ 以内，对织物的使用不构成影响。烘焙时间为2 min和3 min时，其耐橄榄油、红土溶液和可乐的等级能都达到了最佳状态。综合来看，选择最佳的烘焙时间为2 min。

表3 焙烘时间对织物性能的影响

注：保持供焙温度165℃，阻燃剂用量250g／L，耐污整理利用量120g/L 不变，仅改变不同的烘焙时间。

3 结论

通过对车用内饰座椅用涤纶机织织物进行阻燃和耐污性复合功能整理，测试处理前后织物的燃烧性能、透气性、耐污性、断裂强力等性能，可以得出以下结论：采用阻燃和耐污一浴法进行整理， 当阻燃剂用量为250g／L，耐污整理剂用量为120 g/L，烘焙温度l65℃，烘焙时间2 min， 经此工艺整理后的织物具有优良的耐污性能，同时满足车用内饰座椅面料的阻燃性要求。

参考文献：

[1]吴双全，徐静静，田心杰.新材料新技术在汽车内饰面料中的应用[J].上海纺织科技，2014，42(11)：4-5.

[2]王薇，段智岗，施秋萍，等.含氟拒水拒油整理剂WR-1与柔软剂在棉织物上同浴整理探讨[J].印染助剂，2010，27(5)：43.46.