阻燃剂AFLAMMIT KWB 在全棉阻燃加工中的应用

前言

随着人类生活水平的日益提高人的生命已成为最宝贵的财富。世界上阻燃防灾呼声日益高涨，欧美国家尤其重视，我国政府一向重视防火工作把涉及人命关天的大事，一直放在首位。人们在从事各类生产和活动中不免会与火打交道，例如：炼钢工人，焊接工人，消防队员等。为了维护这些员工的生命安全，阻燃防务服必不可少。此外，从公共活动场所来看，例如：酒店，宾馆，影剧院，医院，KTV房所用的纺织用品也必须要求阻燃。防火防灾已引起人们的广泛关注，我国已制定了相关法规。

综观国际阻燃标准：儿童服装美国CFR1615；家具用纺织品英国BS5852；床上用品英国BS7175；欧盟阻燃工装ENBS470，533，532，531；航空汽车内饰纺织品MVSS302.举不胜举。我们要与国际接轨必须了解这些国际标准，才能做好符合这些要求的纺织品。因此阻燃纺织品在符合环保的前提下大有市场，前景广阔非常看好。

一． 生产实践与应用

纤维素（棉，粘胶，麻类）纺织品在使用AFLAMMIT KWB进行耐久阻燃加工时，其阻燃效果的好坏主要取决于织物上磷元素含量的多少，一般情况要达到标准和符合要求含磷量应控制在1.4—2.0%，如果低于1.4%就不会通过相应标准和要求。

1．含磷量的计算：(理论量)

AFLAMMIT KWBg/L×轧余率×含固量×磷原子量/KWB分子量×1/比重×100%

例如 AFLAMMIT KWB

400/1000×60%×80%×31/211×100/1.10=2.55%

实际量(约为60%)2.55×60%=1.54%

生产实例

2． 1织物规格支数：16Χ16/2密度：102Χ51门幅：坯布66英寸成品59英寸

2.2印染设备

a) 均匀轧车，八段式热风拉幅定型机

b) 树脂加工用焙烘机

c) 平幅水洗机

d) 防缩机

2.3化学药剂

a) AFLAMMIT KWB阻燃剂

b) PE补强剂

c) TMM（三羟甲基三聚氰氨树脂）

d) 85% H₃PO₄

e) T 非离子渗透剂

2.4工艺处方

AFLAMMIT KWB 400 克

PE 30 克

TMM 40 克

H₃PO₄ 85% 13 克

T 1 克/L

2.5工艺流程

EN533
耐洗性		40℃/10次水洗
火源		丁烷气体火源/火源高度38mm
点火时间		10秒
点火方位		垂直布面燃烧
方向	点燃/没点燃	续燃（秒）	炭化长度（mm）	融滴有/没	破洞有/没	结果（失败/指数1，2，3）
径向	没点燃	<1	66	没	没	指数3
纬向	没点燃	<1	67	没	没	指数3

多浸一轧（轧余率70-80%），车速：40米/分钟——拉幅烘（八段式鼓风烘，控制8%的含潮率）——焙烘160℃/3分钟——碱洗Na₂CO₃20g/L——热水洗60-70℃——热水洗70-80℃——热水洗60-70℃——冷水洗——烘干

2.6检测报告

a) 阻燃效果（测试方法EN532）

b) 撕破强力

ISO 13937-2撕破强力测试法
	平均撕破强力（N）
径向	32
纬向	42

c) 游离甲醛

LAW112,Japaness Test
甲醛含量（ppm）	37

2.7 工艺讨论

(1)处方内各化学用剂的作用

处方内除了必要的阻燃剂外，通常还需要加入交联剂（比如：乙烯脲树脂，三聚氰氨三羟甲基树脂），催化剂，强力补偿剂，渗透剂。

由于AFLAMMIT KWB 是反应性阻燃剂，为了降低童装，内衣面料的甲醛含量，在童装内衣面料进行阻燃加工时不必加入含醛树脂，使阻燃面料可以通过环保检测要求。

a) a)交联剂

除了童装内衣和直接接触皮肤的阻燃面料外，处方内均须加入一定量的交联剂。由于三聚氰氨三羟甲剂树脂反应官能团多，可使磷的固着量增多固着坚牢，提高阻燃面料的耐洗性，一般用量20-40g/L。反之，用量过高会引起手感硬糙，游离甲醛升高。

b)催化剂

AFLAMMIT KWB与纤维素的反应有三大要素：时间，温度（前两个问题后面加以论述）和催化剂。磷酸用量增加，催化效率提高阻燃剂用量可以适当降低，可以降低生产成本提高经济效益.反之，用量过多面料会产生泛黄，变色，脆损。

b) c)补强剂

处方 –1	2	3	4	5
AFLAMMIT KWB	400	400	400	400
TMM（氰醛树脂）	40	40	40	40
PE补强剂30	0	10	20	30
（85%）H₃PO₄	10ml	10ml	10ml	10ml/L

未标明的单位：克

织物规格斜纹咔叽支数 20×20 密度108×58

工艺流程：#1工作液浸轧-烘干

#2工作液浸轧-烘干-焙烘-中和-水洗-烘干

各项强力指标(卡其)

半制品

经向/纬向

强力

16.4/14.1

25.7/26.2

12.0/7.8

15.3/12.8

15.5/10.5

15.6/10.7

撕破强力

1078

562

620

697

714

469

撕破和强力单位：牛顿（N）

①补强剂PE加入后对阻燃整理的强力和撕破均有所补偿，随用量增加而增强；然而当增加到30克/升时，强力和撕破不升反降。因此建议用量在20-25克/升即可。

②加入补强剂PE后手感柔软滑爽，可取代或降低部分柔软剂。

（2）工艺控制及设备

阻燃加工时浸轧工作液可在①染色长车浸轧-红外预烘-烘箱烘燥-圆筒烘燥的方法进行加工，也可在②拉幅定型机进行。由于定型机加工对织物的型稳性，环境保护（异味容易排除）和产品质量都比较有利。因此我们认为阻燃整理在拉幅定性机加工更为合适。

a) a)定性机

在浸轧拉幅烘燥时，一般情况如六段式烘箱宜采用每段110℃比较缓和的烘燥温度烘燥较理想，也可采用前低后高逐步升温的方法进行加工。如果启始温度较高会产生泳移，使表面阻燃剂增多，造成手感硬糙耐久性下降。如果面料较厚象浴衣，粗帆布为防止阻燃剂泳移造成表面阻燃剂增多，在点火试验时会产生表面阻燃效果良好，内芯火星不易熄灭，阴燃时间延长，等影响阻燃效果的症状。因此我们建议采用缓和地逐步升温的烘燥法，使织物含有8%的含潮率纤维内外阻燃剂分布均匀，然后再进行焙烘，这种阻燃工艺较为合理。

b) b)焙烘机

根据工厂的设备条件即可采用①定型机也可采用②专用焙烘机。采用六段式烘箱①定型机时，160℃/3分钟，因为车内容布量少，因此车速慢效率低，我们建议采用高温快速170℃/70-90秒。如果关闭定型机的拔风温度保持相对稳定，但是车间内异味就大，反之，异味虽小，温度就难以掌控。因此采用②专用焙烘机焙烘质量比较容易控制。漂白稀薄织物宜采用150℃/5分钟进行焙烘，加工织物白度好纤维强力损伤少。阻燃工装加工建议采用高温快速160℃/3分钟焙烘工艺。

c) c)关于“焦油”滴落问题

阻燃整理经过数万米织物加工后在焙烘箱有焦油状物从箱顶往下滴落，AFLAMMIT KWB产品由于纯度高质量好，焦油滴落物少。解决办法可在焙烘机拔风口装加纯涤纶过滤网，该滤网可用1-2%的磷酸或盐酸处理烘干后封在拔风口，吸附焦油物。这种吸附在滤网上的焦油物用水极宜洗除。

d) d)水洗处理

焙烘后的织物要及时进行处理，避免纤维脆损。首先用10-20g/L纯碱50℃中和，然后70-80℃热水洗，冷水洗，落布P^H控制6.5-7.5为好。如果水洗后的织物气味（鱼腥味）仍旧较大,可在平洗时加入2克/升双氧水（H₂O₂）和1克/升醋酸（HAc）50℃水洗。（加在10格平洗槽的第7或8格内）

3. AFLAMMIT KWB阻燃织物的毒性试验

1)织物上的游离甲醛：当AFLAMMIT KWB用量为450克/升时（不用交联剂TMM），游离甲醛含量22.3ppm，如果水洗充分可在20ppm以内,因此可用于内衣和童装的加工，耐50次水洗。

1） 2)皮肤过敏毒性试验

动物试验于2004年在德国根据Good Laboratory Practice(GLP)and OECD-Guidelines的规则进行测试。该试验方法于1987年2月开始执行。对5只白兔用润湿的阻燃布进行包覆7天，皮肤过敏症状指数为0。白兔体重无异常。

3）LD/LC50 口服 >2000mg/g

4. 结论

通过上述分析以及大样和相关助剂的小样试验，阻燃剂AFLAMMIT KWB在实际生产中应注意以下几点。

1、根据织物上含磷量的计算我们可以确定AFLAMMIT KWB，磷酸以及TMM树脂的最佳用量和配方。

2、AFLAMMIT KWB可作为理想的无毒环保型阻燃剂用于儿童服装，内衣面料以及直接接触皮肤的床上用品和儿童玩具用品。

3、由于对强力影响小，操作得当降强可控制在10-15%，因此可用于防羽绒布等稀薄面料的阻燃加工。

4、对厚重面料进行阻燃加工，要注意烘燥温度，一般不宜超过130℃并保持8%的含潮率防止表面阻燃剂增多以利后焙烘纤维内外阻燃剂充分交联。

5、可与不会影响阻燃效果的防水防油剂同浴使用，加工具有防水，防油和阻燃性能的多功能面料。

本文的写作中得到本公司试验室柳锡林和情报工作者王国权同志的大力支持和协作，在此表示由衷的感谢。

参考文献:

[1] 杨东梁：“涤纶织物阻燃整理评述”1994年上海印染学术年会论文

[2] 章杰：“纺织品后整理生态要求”2006年全国纺织高新面料开发研讨会

[3] 陈荣圻：“纺织品阻燃剂的安全，生态评估及最新发展”第六届全国印染四新技术交流论文节

[4] Thor:“技术交流资料”2006年