可与防水剂同浴的高活性防蚊剂产品开发

北京中纺化工股份有限公司 北京 100176

1 引言

最近市场上越来越多的面料加工订单，都希望开发的面料能同时具有防水、防蚊、抗菌、抗紫外甚至阻燃、柔软等复合功能，但有些功能助剂之间会存在相互制衡、削减的效果。如何通过设计产品配方使各产品性能达到一个最佳的平衡点，对促进高附加值功能型产品的开发具有积极意义。

随着市场防蚊订单的增多，特别是出口国外的军装、野战帐篷、床单等都要求较好的防蚊效果和“三防”性能。目前市场常见防蚊剂产品配方中由于活性成分含量低、含有大量的乳化剂，对面料的防水性能有较大的负面影响，达不到客户“既防水又防蚊”的订单要求。因此，公司重点开发了一个可以与防水剂同浴的高活性成分的防蚊剂产品FK-809G，通过配方设计降低了防蚊剂产品中的乳化剂含量，同时又能保证防蚊剂良好的水乳化和储存性能。

2 实验

2.1 试验材料

试剂：工业用氯菊酯原药、各种乳化剂、溶剂及助溶剂、交联剂AC（公司自产）、防水剂FK-522KB及架桥剂L7（公司自产）。

面料：克重为220g/m2的T/C机织布。

2.2 试验仪器

高速分散机、乳化均质机、小样轧车、Y（B）089E全自动缩水率试验机、离心机等。

2.3 整理工艺

工作液用量：防蚊剂用量（50g/L60g/L）； 交 联 剂AC用 量（30g/L40g/L）；防水剂用量（100g/L110g/L）；架桥剂L7（10g/L20g/L）。

工艺流程：一浸一轧（轧液率70%85%，轧车压力为0.2mpa，车速为2m/min）→烘干（温度100℃120℃，90s120s）→焙烘（170℃180℃，120s150s）。

2.4 乳化性能评价

乳化效果：将乳化好的防蚊剂滴入去离子水中，观察防蚊剂在水中扩散状态，然后将分散均匀的乳液移入25ml试管中静置，观察是否出现分层现象。

乳液放置稳定性：将乳化的防蚊剂配制成100g/L工作液，移入50ml试管中静置7天，观察是否有分层、絮状物、沉淀等现象。

乳液离心稳定性：将乳化的防蚊剂配制成100g/L工作液，然后在离心机以3000r/min的速度转动10min，观察是否有油水分离、沉淀等现象。

乳液热稳定性：将乳化效果考核过关的乳液放入密闭容器里，然后放置在50℃的烘箱中30天，考察乳液的热稳定性。

乳液冻融稳定性：将乳化效果考核过关的乳液放入密闭容器中，然后放置在-18℃的冰箱中冻1天，然后取出解冻，观察乳化状态。

2.5 性能测试

布面氯菊酯含量测试：依照标准GB/T 18412.4-2006《纺织品 农药残留量的测定 第4部分：拟除虫菊酯农药》。

驱避率测试及效果评价：参照GB/T 13917.9-2009《农药登记卫生杀虫剂室内药效试验及评价 第9部分：驱避剂》和GB/T 30126-2013《纺织品 防蚊性能的检测和评价》，供试昆虫：白纹伊蚊(Aedes albopictus)，羽化后35天未吸血的雌性成虫。驱避率测试采用人体暴露测试：在41cm×41cm×16cm的箱体中放入30 只雌性白纹伊蚊，测试人员手臂上分别包裹待测织物、未处理的对比样伸入箱体，计算2 min 内着陆于织物上的白纹伊蚊数量（取平均值）B1、T1，驱避率 R=（B1-T1）/B1×100%。

拒水性能测试：按照GB/T 4745-1997《纺织织物 表面抗湿性测定 沾水试验》进行测试。

耐洗性：按照GB/T 8629-2017《纺织品 试验用家庭洗涤和干燥程序》进行测试。

表1 不同溶剂溶解效果对比

表2 不同乳化剂效果对比

图1 氯菊酯分子结构式

3 结果与讨论

3.1 溶剂的选择

氯菊酯原药（Permethrin），为棕黄色黏稠液体或半固体。从氯菊酯分子结构看（见图1），具有双苯环结构，苯、甲苯、二甲苯类溶剂对其具有较好的溶解作用，但苯类溶剂毒性太大，有致癌风险，不作考虑。因此重点选择了醇类、酯类、酮类毒性低、安全性高的溶剂进行对比试验。

从表1中可以看出：醇跟酯类溶解较好，但酯类味道较大，综合考虑选择醇1作为主溶剂。

单独用溶剂对氯菊酯原药溶解后分散到水中乳液是不稳定的，容易漂油、分层，为获得良好的水乳化效果还需要添加乳化剂才能把氯菊酯原药稳定地分散到水中，形成均匀的乳液。

3.2 乳化剂的选择

乳化剂种类不同对氯菊酯的乳化效果是不一样的，根据氯菊酯分子结构特点，以及亲水亲油平衡(HLB)值（氯菊酯HLB=14.2）理论，重点选择了市场上常见的几类乳化剂：A脂肪醇与环氧乙烷缩聚物、L异构醇与环氧乙烷缩聚物、E蓖麻油与环氧乙烷缩聚物。

将上述三大类乳化剂对氯菊酯的乳化能力进行了对比试验，由于乳化剂用量越大，对防水剂的防水效果影响也越大，会明显降低防水剂的防水等级，因此尽量减少乳化剂用量，但乳化剂用量太少，又会影响乳液的稳定性。目前市场上国内同类产品活性成分都在20%以下，国外公司一些产品活性成分含量可以做到40%以上，因此本试验重点设计了活性成分在40%以上的防蚊剂产品配方。

表3 防蚊剂性能评价

表4 跟防水剂同浴性能测试

从表2中可以看出，单一乳化剂很难达到好的乳化效果，根据各乳化剂的HLB值及乳化性能特点，选择两种乳化剂E及L进行复配，经大量实验确定了两者的最佳比例。此后，通过筛选适宜的溶剂、乳化剂及助溶剂，开发出一只活性成分在40%以上的高活性防蚊剂产品FK-809G。

3 .3产品性能测试

3.3.1 稳定性测试

重点考察了防蚊剂FK-809G产品的乳液放置稳定性、离心稳定性、热稳定及冻融稳定性，分别配制成100g/L的工作液进行考察。从表3可以看出，开发的高活性防蚊剂FK-809G产品稳定性是满足要求的。

3.3.2 跟防水剂同浴试验

同浴工艺如下，测试结果见表4。

从测试结果看，防蚊剂加入对防水剂的防水性能有一定下降，为达到客户要求的水洗50次后防水性能4级要求，防水剂用量要增加一些，防水剂用量要达到100 g/L。防水剂对防蚊剂的防蚊效果也有一定下降，特别是氯菊酯含量下降较多，可能是防水剂在织物纤维表面形成一层保护膜，影响了测试时用的萃取介质对氯菊酯的萃取，因此造成氯菊酯含量偏低，但对驱避率的影响要小一些。

从实验结果看，开发的高活性含量的防蚊剂是可以跟防水剂同浴的，虽然性能相互有一些影响，但最终结果还是能满足市场客户需求的。可见开发的高活性含量防蚊剂FK-809G产品是可以跟其他后整理功能助剂如防水剂、柔软剂、抗菌剂、抗紫外 助剂等同浴使用的，该产品的开发成功对开发高附加值功能型产品还是很有意义的。

4 结论

1）通过选择适宜的溶剂、乳化剂、助溶剂，开发了一个活性成分在40%以上的高活性防蚊剂产品FK-809G。

2）高活性防蚊剂产品FK-809G可以跟防水剂同浴使用，性能虽然相互有制衡，但通过调节用量还是能达到客户要求，从而实现多功能产品一步法生产目标。

3）目前国内还没有看到其他公司开发高活性防蚊剂产品，该产品的开发可以替代进口产品使用，大大降低企业生产成本，提高企业产品出口竞争力，对客户开发更多高附加值功能型产品具有积极意义。