新型阻燃剂用于棉织物的阻燃研究

唐福兴

(1.三明职业技术学院，福建 三明 365000；2.三明市火龙纺织化工有限公司，福建 三明 365000； 3.三明东昇化工有限公司，福建 三明 365000)

新型阻燃剂用于棉织物的阻燃研究

唐福兴1,2,3

(1.三明职业技术学院，福建 三明 365000；2.三明市火龙纺织化工有限公司，福建 三明 365000； 3.三明东昇化工有限公司，福建 三明 365000)

作为防护性功能纺织品的阻燃整理，存在着各种不同性能测试方法。通过正交实验考察了新型阻燃剂对棉织物阻燃工艺的影响，测试了阻燃整理前后棉织物的阻燃效果。结果表明，新型阻燃剂对棉织物的阻燃最佳工艺为：阻燃剂用量100g/L、焙烘时间80 s、焙烘温度 140℃。

棉织物；阻燃剂；研究；新型

自上世纪80年代以来，纯棉织物越来越受到人们的青睐，同时人们对棉织物的阻燃性要求也越来越高。纯棉耐久阻燃织物不仅要有一定的阻燃效果，还要求耐洗涤和耐久等性能，同时对棉织物强力损失也提出了要求。随着人们生活与环境条件的不断改善，纺织品的应用范围不断扩大，特别是对阻燃纺织品的需求越来越多[1-3]，除了服装类外,像铁路，船舶，汽车运输中的货物用布：港口、码头仓库用的蓬布、遮盖物；建筑物顶棚及箱包用布，建筑内装饰材料，宾馆墙布，办公家具装饰贴面、地毯、家具内衬；交通工具内装饰材料，飞机、汽车、船舶座椅面料、车顶、汽车地毯、行李箱内衬及坐垫等都需进行阻燃整理[4-5]，其中阻燃棉织物占据了很大一块市场。

阻燃剂是用以提高纺织材料的抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。阻燃剂主要用于阻燃合成和天然高分子材料。阻燃剂应当高效、低毒，与被阻燃材料的相容性好，不易迁移，具有足够的热稳定性，不致过多恶化基材性能，对紫外线及光的稳定性优良，且价格适中。但同时满足上述条件几乎是不可能的，所以选择实用的阻燃剂，大多是在满足基本要求的前提下，在其他要求间求得最佳的平衡[6-7]。按阻燃剂与被阻燃基材的关系，阻燃剂可分为添加型及反应型两大类，目前应用广泛的是添加型阻燃剂，但反应型阻燃剂效果也是很优良的阻燃品种。

1 实验部分

1.1 材料及仪器

材料：纯棉半制品；

药品：新型阻燃剂(三明东昇化工有限公司)、烧碱(三明东昇化工有限公司)；

实验仪器设备：YG(B)101-2型电热恒温鼓风干燥箱预烘机(上海圣欣科学仪器有限公司)、电子称(浙江余姚市金诺天平仪器有限公司)、SR-CH2电磁炉(尚明堂)、电子天平(浙江余姚市金诺天平仪器有限公司)、连续化小样定型烘燥机 MINI-TENTER(厦门瑞比)、EL400立式轧车。

前处理工艺流程：棉织物→10 g/L烧碱→煮30min→水洗→烘干。

1.2 实验方法

1.2.1 阻燃整理工艺一

阻燃剂: 40 g/L；纯棉半制品织物一块。

工艺流程及条件：棉织物浸渍在阻燃液中→拧干→烘干(100℃ 2～3min )→焙烘(130℃ 2min)。

1.2.2 阻燃整理工艺二

阻燃剂：40 g/L；纯棉半制品织物一块。

工艺流程及条件：浸轧阻燃液(二浸二轧)→烘干(100℃ 2～3min)→焙烘(130℃ 2min)。

1.2.3 阻燃剂整理正交实验

分别将阻燃剂用量40、80、100 g/L和焙烘时间60、90、120 s和焙烘温度130、140、150℃。做正交实验得出最佳工艺。

1.2.4 阻燃剂单因素实验

(1)阻燃剂用量：固定其他条件不变，阻燃剂的用量分别为80、90、100、110、120g/L、作对比，选出阻燃性最好的实验结果。

(2)焙烘温度：固定其他条件不变，焙烘时间分别为120、130、140、150、160℃作对比，选出阻燃性最好的实验结果。

(3)焙烘时间：固定其他条件不变，焙烘时间分别为40、50、60、70、80s作对比，选出阻燃性最好的实验结果。

1.3 测试方法

1.3.1 阻燃性能

按 GB/T 5455—1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》测定损毁长度 、续燃时间、阴燃时间。按 GB/17591-2006《阻燃织物》评定织物阻燃性能。

1.3.2 断裂强力

将试样在同一大气条件下平衡24 h以上再进行实验，取宽为5cm(公差半根丝)，长为25 cm的布样每组3个试样在YG026B电子织物强力机上测定其断裂强力，取平均值。

2 结果与分析

在大量文献[8-9]的分析和总结本实验前期工作的基础上，本实验采用正交法设计实验[10]，设计了3个因素3水平的正交实验，选用了半制品棉布，以半制品棉布阻燃性为参考指标，探讨了以上三个因素对棉布阻燃性的影响，从而找出最佳方案。在初步实验基础上，确定各因素水平范围。表1为阻燃方式的比较，表2正交实验及棉织物阻燃性结果，表3阻燃剂正交实验数据处理结果。

表1 阻燃方式比较

实验表明：第二种方法的阻燃性较好，所以采用浸轧实验方法进行阻燃整理。

表2 正交实验及阻燃性

表3 阻燃剂正交实验数据处理结果

由表3可以看出，在阻燃剂用于棉织物的阻燃过程中，影响棉织物阻燃三个影响因素的主次顺序为：阻燃剂用量>焙烘时间>焙烘温度。阻燃剂用量为主要影响因素。此外根据极差分析结果可知各因素的较优水平[11]组合为：阻燃剂用量为100g/L、焙烘时间为60s、焙烘温度为140℃。

2.1 阻燃剂用量对棉织物阻燃性的影响

表4 阻燃剂用量对棉织物阻燃性的结果分析

由表4可知，在固定棉织物的焙烘温度：140℃、焙烘时间：60s，通过改变阻燃剂的用量进行实验，阻燃后棉织物经阻燃性能测试时，发现其撤火即灭无阴燃，因此选择阻燃剂用量100 g/L，显示出其阻燃性能优异。

2.2 焙烘温度对棉织物阻燃性的影响

由表5可得，在固定阻燃剂用量：100 g/L、焙烘时间：60 s，通过改变棉织物的焙烘温度，阻燃后棉织物经阻燃性能测试时，发现其撤火即灭无阴燃，因此选择焙烘温度为140℃，显示出其阻燃性能优异。

表5 焙烘温度对棉织物阻燃性的结果分析

2.3 焙烘时间对棉织物阻燃性的影响

表6 焙烘时间对棉织物阻燃性的结果分析

由表6显示，当阻燃剂用量：100g/L，焙烘温度：140℃时，通过改变棉织物的焙烘时间，阻燃棉织物经阻燃性能测试时，发现其撤火即灭无阴燃，其阴燃性能优异，因此选择焙烘时间为60s。

再分别对未经阻燃和经阻燃(工艺为：新型阻燃剂用量为100 g/L、焙烘时间为60s、焙烘温度 140℃)棉织物按照1.3.2的测试方法进行强力测试，测试结果为：未经阻燃棉织物强力为：802N，经阻燃棉织物强力为：790N，这说明了采用阻燃整理后，棉织物的强力没有明显变化，不对棉织物强力产生影响，这种新型阻燃剂可用于棉织物的阻燃整理。

3 结论

由上述实验得出使用新型阻燃剂对棉织物进行阻燃整理，其影响因素有阻燃剂的用量、焙烘的时间、焙烘的温度。选择好的阻燃工艺，不但能增大阻燃效率而且可以节约成本[12-14]。从而可得到阻燃性会跟阻燃剂的用量成正比，反之过少的阻燃剂会使阻燃效果在有限的时间内与织物的接触减少导致了阻燃性降低[15-17]。综合考虑阻燃整理后棉织物燃烧性能，确定新型阻燃剂用量为100 g/L、焙烘时间为60s、焙烘温度 140℃时阻燃效果最好，且棉织物强力没有明显变化。

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(本文文献格式：唐福兴.新型阻燃剂用于棉织物的阻燃研究[J].山东化工,2017,46(7):31-32,36.)

2017-02-23

三明市科技计划项目(2015-G-7)；福建省高校杰出青年科研人才培育计划项目(闽教科(2016)23号)

唐福兴(1964—)，男,福建福州人,工程师,讲师,主要从事染整基础化学教学与科研。

TQ314.24

A

1008-021X(2017)07-0031-02