环保耐洗型纯棉织物的阻燃整理vqq-9
王素丽1 李龙飞1 赵渤1 高建峰2 1.河北省石家庄市联邦科特化工有限公司，河北，石家庄 050061；2.山西省永济市凯通服装面料有限责任公司 ，山西，永济市 044500
资料来源：第七届后整理年会征集稿
【摘要】本文主要介绍低甲醛阻燃系统和超低甲醛阻燃系统的生产工艺流程以及配套的印染助剂。
【关键词】阻燃整理 交联剂 低甲醛 超低甲醛
0 前言
目前用于纯棉织物耐久性阻燃整理的方法有Probanx氨熏法，因需要特殊的设备而未能大量推广使用,我公司的阻燃整理采用轧焙法，ZR-2适用于棉、麻、粘胶等纤维素纤维的耐久性阻燃整理。阻燃整理后织物无续燃、阴燃,并且耐洗性非常好，可以耐50次水洗，降强小，超低甲醛阻燃整理后织物的手感非常好。
一般阻燃剂与树脂配套使用，在整理过程中，树脂与棉纤维素的羟基发生化学反应，这是其具有耐久性的根本原因。但是使用树脂会在织物上残留甲醛，在绿色环保呼声日益高涨的今天，残留甲醛是亟待解决的重要问题。织物经ZR-2阻燃系统整理后，阻燃损毁炭长可控制在
1 试验
1.1反应机理
阻燃剂的种类众多，分为卤素，磷酸酯类和无机阻燃剂。阻燃剂通过物理、化学两个方面发挥阻燃作用。磷酸酯类阻燃剂受热时和氧作用生成不挥发性磷的含氧酸和磷酸，含氧酸能催化含羟基化合物，脱水成炭，降低材料的质量损失和可燃物的生成量。磷酸受热生成偏磷酸，最后生成多聚磷酸玻璃体。不挥发性磷的氧化物和聚合磷酸玻璃体，能严密盖在材料表面，使其与空气隔绝，从而起到阻燃效果。
1.2试验材料：
纯棉10s×10s 78×45 纱卡
纯棉40s×40s
133×72
夫绸
交联剂HX-80（石家庄联邦科特）
交联剂GX-100（石家庄联邦科特）
DT-6500（石家庄联邦科特）
YLA-2000电热恒温鼓风干燥机
YG
Haier双缸洗衣机
Whirlpool洗衣机 Whirlpool烘干机
722S可见光分光度计 等
1.3 参考标准：
（1）织物燃烧性能阻燃防护服 GB
8965-1998 纺织品燃烧性能试验 垂直法 GB/T 5455-1997
（2）织物撕破强力GB/T
3917 梯形法
（3）织物拉伸强力GB/T
3923 条样法
（4）布面游离甲醛含量 GB/T
2912.1-1998 水萃取法
（5）织物洗涤方法美国染色家和化学家协会标准AATCC124测定
2 结果与讨论
阻燃整理工作液主要由阻燃剂及其配套助剂组成，阻燃剂ZR-2通过交联剂作用与纤维素分子上的羟基反应，形成网状结构将阻燃剂与纤维牢固结合起来，从而赋予织物非常优秀的阻燃性和耐洗性，经过50次洗涤后仍具有非常好的阻燃效果。阻燃剂ZR-2已通过上海天祥质量技术服务有限公司Intertek认证，未检出多溴联苯（PBB）、五溴联苯醚（PENTA BDE）、八溴联苯醚（OCTA BDE）、3-（2.3-二溴丙基）磷酸酯（TRIS）、3-吖淀基氧化磷（TEPA）属环保型阻燃剂。
交联剂在阻燃整理中有双重作用，一是其自身所含氮元素将会产生显著的“磷-氮效应”，发挥更佳的阻燃性能，二是树脂的交联作用，可以提高阻燃剂的耐洗性。
DT-6500具有极佳的保护纤维的断裂强力和撕破强力，并且耐磨性非常好。
2.1 阻燃效果的各种影响因素：
用布：纯棉10s×10s 80×46 纱卡
DT-6500
H3PO4
表1
阻燃剂ZR-2在不同用量对织物阻燃性能的影响
|
ZR-2（g/L） |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
|
|
拉伸强力（N） |
经向 |
975 |
969.6 |
913 |
852 |
812.6 |
|
纬向 |
432 |
412.5 |
394 |
380 |
367.5 |
|
|
撕破强力（N） |
经向 |
27.2 |
26.1 |
24.7 |
22.3 |
20.8 |
|
纬向 |
22.6 |
20.3 |
18.4 |
17.3 |
15.7 |
|
|
初始损毁长度（cm） |
11 |
10 |
9.5 |
9 |
8.8 |
|
|
续燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
30次水洗后损毁长度（cm） |
11.7 |
10.5 |
9．8 |
9．5 |
9.3 |
|
|
续燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
50次水洗后损毁长度（cm） |
12.3 |
11 |
10.3 |
9.8 |
9.6 |
|
|
续燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
阻燃剂的用量决定阻燃效果的重要因素，用量越大，阻燃效果越好，相对应降强也大，一般ZR-2用量在
用布：纯棉10s×10s 80×46 纱卡
处方：ZR-2
JFC
表2
交联剂GX-100不同用量对织物阻燃性能的影响
|
GX-100 （g/L） |
0 |
1 |
1.5 |
2 |
2.5 |
|
|
拉伸强力（N） |
经向 |
991.2 |
979.2 |
969.6 |
950.7 |
928.8 |
|
纬向 |
450.6 |
430.1 |
412.5 |
400.3 |
393.8 |
|
|
撕破强力（N） |
经向 |
27.9 |
26.9 |
26.1 |
25.2 |
24.6 |
|
纬向 |
21.6 |
20.6 |
20.3 |
18.4 |
17.8 |
|
|
初始损毁长度（cm） |
燃尽 |
10.8 |
9.8 |
9.5 |
9.3 |
|
|
续燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
30次水洗后损毁长度（cm） |
燃尽 |
11．2 |
10．5 |
10．6 |
10.5 |
|
|
续燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
50次水洗后损毁长度（cm） |
燃尽 |
11.6 |
11.4 |
11.2 |
11 |
|
|
续燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
从以上结果可以看出，GX-100用量在1.5--
用布：纯棉10s×10s 80×46 纱卡
处方：ZR-2
表3
交联剂HX-80不同用量对织物阻燃性能的影响
|
HX |
0 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
|
|
拉伸强力N |
经向 |
994.3 |
970.9 |
963.2 |
957.7 |
912.3 |
896.4 |
|
纬向 |
456.7 |
433.4 |
421.6 |
413.2 |
411.5 |
408.9 |
|
|
撕破强力N |
经向 |
22.6 |
20.4 |
20.2 |
19.6 |
18.8 |
18.4 |
|
纬向 |
18.2 |
16.8 |
15.6 |
14.4 |
13.9 |
13.6 |
|
|
初始损毁长度cm |
燃尽 |
9.5 |
9.3 |
9.1 |
8.8 |
8.5 |
|
|
续燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
30次水洗后损 毁长度（cm） |
燃尽 |
10.5 |
10.3 |
10 |
9.5 |
9.1 |
|
|
续燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
50次水洗后损 毁长度（cm） |
燃尽 |
11 |
10.8 |
10.7 |
10.4 |
10.2 |
|
|
续燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
从以上结果可以看出，HX-80用量在50
2.2 阻燃整理大生产实践：
阻燃整理工艺流程：烧毛—退浆—煮练—漂白—丝光—染色—染后水洗—上阻燃剂烘干—焙烘—后处理—拉幅—预缩—成品
（1）织物：纯棉10s×10s 78×45 桔黄色纱卡
工作液配方 阻燃剂 ZR-2
交联剂GX-100
纤维保护剂DT-6500
磷酸H3PO4
渗透剂JFC
（2）织物：纯棉40s×40s 133×72 夫绸
工作液配方 阻燃剂ZR-2
交联剂GX-100
2 g/L
纤维保护剂DT-6500
磷酸H3PO4
渗透剂JFC
（3）阻燃整理后测试结果：
表4 纯棉纱卡阻燃整理结果
|
|
检测结果 |
|
|
初始各项指标 |
损毁长度（cm） |
|
|
续燃（S） |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
|
|
液相甲醛（ppm） |
37 |
|
|
经向拉伸强力（N） |
1526.1 |
|
|
纬向拉伸强力（N） |
968.9 |
|
|
经向撕破强力（N） |
41.57 |
|
|
纬向撕破强力（N） |
37.65 |
|
|
水洗30次后 |
损毁长度（cm） |
|
|
续燃（S） |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
|
（洗涤条件：双缸洗衣机，
表5
纯棉府绸阻燃整理结果
|
夫绸各项指标 |
检测结果 |
|
|
初始各项指标 |
损毁长度 （cm） |
9．5 |
|
续燃（S） |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
|
|
液相甲醛（ppm） |
16 |
|
|
经向拉伸强力（N） |
17．2 |
|
|
纬向拉伸强力（N） |
15．4 |
|
|
经向撕破强力（N） |
15．4 |
|
|
纬向撕破强力（N） |
7．9 |
|
|
AATCC水洗30次后 |
损毁长度 （cm） |
9．7 |
|
续燃（S） |
0 |
|
|
阴燃（S） |
0 |
|
（AATCC Whirlpool洗衣机洗涤条件：温度
用布：10X10X80X46X58纯棉纱卡
阻燃工作液配方：
阻燃剂ZR-2
交联剂HX-80
纤维保护剂DT-6500
渗透剂JFC
磷酸
表6 纯棉纱卡阻燃整理结果
|
初始各 项指标 |
|
深兰成品 |
艳兰成品 |
黑色成品 |
|
损毁长度（cm） |
8.8 |
7.6 |
8.1 |
|
|
续燃（s） |
0 |
0 |
0 |
|
|
阴燃（s） |
0 |
0 |
0 |
|
|
布面甲醛（ppm） |
85.6 |
75.8 |
77.4 |
|
|
经向拉伸强力（N） |
1547 |
1430 |
1395 |
|
|
纬向拉伸强力（N） |
747 |
695 |
710 |
|
|
经向撕破强力（N） |
28.4 |
26.8 |
27 |
|
|
纬向撕破强力（N） |
26 |
24.5 |
26.2 |
|
|
水洗 30次后 |
损毁长度（cm） |
8.4 |
8.9 |
8.5 |
|
续燃（s） |
0 |
0 |
0 |
|
|
阴燃（s） |
0 |
0 |
0 |
（洗涤条件：双缸洗衣机，
阻燃整理标准不同，检测方法不同，结果也不同。目前国际上的阻燃纺织品很多，如日本JIS，中国的GB以及国际标准ISO等，某些国家的地区和组织，各协会如美国纺织化学家和染色家协会（AATCC），材料试验协会（ASTM）等，均有一套自已的标准和测试方法，不同类别的纺织品，就用不同的测试方法。
我国常用的阻燃纺织品标准：GB 17591（阻燃机织物），GB 8965（阻燃防护服），GB 50222（建筑内部装修设计防火规范）
阻燃织物常用的测试方法：
（1） 限氧指数法：（LOI）灵敏度高，主要用于科研。
（2） 垂直燃烧法：我国以及大部分国家采用此种方法居多，美、英、德用于测试儿童内衣，防护服、装饰布。日本用于
测试服装类纺织品，这种方法是最为完善的阻燃测试方法之一。如：GB8965 （阻燃防护服），GB17591 1996（阻燃机织物），
GB50222 95（建筑内部装饰设计防火规范），日本的JISD1201， 欧标 EN 532等。
（3） 45º斜面燃烧法：在规定条件下，试样放置45º对试样点火，时间1秒。如GB/T 14644燃烧速率，GB/T
14645 损
毁面积和接焰次数，日本除服装类其它产品（窗帘、被单、床罩、地毯）均采用45º测试法，美标 16CFR1610等均采用此法。
（4） 平面燃烧法：水平方向点火，时间15秒。 FZ/T 01028-1993汽车内饰装饰材料考核。
常用测试方法是垂直燃烧法和氧指数法，氧指数法适合工艺过程和实验室使用，垂直燃烧法可以评价最终阻燃性能。
3.结论：
本公司的ZR-2阻燃系统是专用于纤维素纤维的环保型阻燃整理剂，具有很高的服用性能。经阻燃整理后的织物，阻燃性能优异，手感很好，降强较小，布面甲醛含量超低，并且耐50次水洗。低甲醛系统达到国标GB/T 8965-98（阻燃防护服）要求。超低甲醛系统比低甲醛系统降强更少，手感更软，甲醛含量更低。
我公司已发展多功能阻燃产品，如阻燃易去污，阻燃拒水，阻燃防油，阻燃硬挺整理等，满足客户的多种需求。如客户要求C20X16纱卡阻燃加易去污订单，阻燃剂同易去污助剂SR-82同浴整理，初始易去污（AATCC
130-2000）4级，10次普通洗衣机水洗后3级。阻燃效果没有影响，初始损毁炭长
参考文献：
{1}商成杰,《功能纺织品》
[2]《第七届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集》