新型阻燃剂在涤棉70/30针织布上的应用性能

王 飞，吴佳杰，贾言星，荣发超

（传化智联股份有限公司，浙江杭州 311215）

纺织品具有易燃烧的特性，在使用过程中容易引发火灾，对纺织品进行阻燃整理非常必要［1］。随着消防法规和纺织品阻燃标准的建立和完善，需要进行耐久性阻燃整理的纺织品也逐渐增加。涤棉类针织布是用途较广泛的纺织品之一，在防护服上使用时往往需要做阻燃整理［2］。

涤棉针织布性能优良，但由于存在“烛芯效应”且面料组织松散，涤棉针织布阻燃耐久整理很难满足市场需求和阻燃标准要求。国内外一般采用含卤阻燃剂对涤棉织物进行阻燃整理，但是阻燃的耐久性较差且不环保［3-4］。本实验通过涤纶用阻燃整理剂1#与棉用阻燃整理剂2#的复配协同作用，可解决涤棉70/30针织布阻燃性能不佳的问题，并使涤棉70/30针织布的阻燃耐久性达到要求。

1 实验

1.1 材料及仪器

材料：涤棉70/30鸟眼针织布（100D涤纶长丝×60sCVC 70/30，180 g/m2）。

试剂：涤用阻燃剂1#，棉用阻燃剂2#，交联剂3#，H2O2（浙江嘉善化学有限公司），烧碱（绍兴市银琪化工有限公司），纯碱（浙江龙山化工有限公司），甲醛捕捉剂（杭州格恩纺织化工有限公司）。

仪器：YG（B）815D-1型织物阻燃性能测试仪、Y（B）089D型全自动缩水率试验机（温州大荣纺织仪器有限公司），LT2002E电子天平（常熟市天量仪器有限责任公司），YG026H型多功能电子织物强力机（宁波纺织仪器厂），P-BO横式压染树脂机、MINITENTER连续式定形烘干机（厦门瑞比精密机械有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 阻燃剂整理正交实验

阻燃剂配方a：1#75 g/L，2#460 g/L，3#380 g/L，水85 g/L。阻燃剂配方b：1#60 g/L，2#400 g/L，3#380 g/L，水160 g/L。阻燃剂配方c：1#50 g/L，2#350 g/L，3#320 g/L，水280 g/L。阻燃剂配方e：1#30 g/L，2#275 g/L，3#280 g/L，水415 g/L。焙烘时间：90、120、150、180 s。焙烘温度：145、155、165、175℃。

1.2.2 阻燃单因素实验

（1）固定其他条件不变，阻燃剂配方a：1#75 g/L，2#460 g/L，3#380 g/L，水85 g/L；阻燃剂配方b：1#60 g/L，2#400 g/L，3#380 g/L，水160 g/L；阻燃剂配方c：1#50 g/L，2#350 g/L，3#320 g/L，水280 g/L；阻燃剂配方d：1#40 g/L，2#300 g/L，3#300 g/L，水360 g/L；阻燃剂配方e：1#30 g/L，2#275 g/L，3#280 g/L，水415 g/L。对比以上5个配方，选出阻燃效果好的实验配方。

（2）固定其他条件不变，焙烘温度分别为155、160、165、170、175℃，选出阻燃效果最好的焙烘温度。

（3）固定其他条件不变，焙烘时间分别为130、140、150、160、170 s，选出最适合的焙烘时间。

1.3 测试

1.3.1 阻燃性能

按GB/T 5455—2014《纺织品 燃烧性能 垂直方向、损毁长度、阴燃和续燃时间的测定》，用垂直织物阻燃性能测试仪来测定续燃时间、阴燃时间、损毁长度。

1.3.2 顶破强力

按GB/T 19976—2005《纺织品顶破强力的测定钢球法》进行测试。

1.3.3 耐洗性

按照GB/T 8630—2013《纺织品洗涤和干燥后尺寸变化的测定》进行洗涤测试，洗涤温度50℃。

2 结果与讨论

2.1 正交实验

本实验采用正交法设计实验方案，探讨了上述因素对涤棉70/30针织布阻燃性能的影响，找出最佳方案。表1为阻燃剂正交实验数据。由表1可知，各因素的较优水平组合为阻燃剂配方c，即1#50 g/L、2#350 g/L、3#320 g/L、水280 g/L，焙烘时间150 s，焙烘温度165℃。

表1 正交实验及阻燃效果

2.2 单因素实验

2.2.1 阻燃配方

由表2可以看出，阻燃后的涤棉70/30针织布随着阻燃剂用量的降低，顶破强力逐渐增大，损毁长度逐渐变长，阻燃剂用量增加到a、b配方的量时，顶破强力降低但不明显，损毁长度下降不再明显。

表2 阻燃配方对整理效果的影响

损毁长度因阻燃剂在涤棉70/30针织布上达到饱和而不再显著减少。综合考虑整理后针织布的顶破强力、损毁长度和成本，确定阻燃剂配方为c，即1#50 g/L、2#350 g/L、3#320 g/L、水280 g/L。

2.2.2 焙烘温度

由表3可看出，随着焙烘温度的升高，涤棉70/30针织布的损毁长度逐渐减少，顶破强力也随之降低。这是由于焙烘温度直接影响阻燃剂与织物的反应，一般情况下阻燃焙烘温度越高，阻燃剂和织物的反应就越充分，阻燃效果越好；但温度过高会使顶破强力下降，并且损毁长度也不再显著变短，同时还会影响针织布的手感和白度。当焙烘温度为165℃时，针织布降强不大，损毁长度基本不再变小；而焙烘温度超过165℃时，针织布的顶破强力开始下降，并且损毁长度也不再显著变短，手感变硬，布面变黄。综合考虑，焙烘温度选择165℃。

表3 焙烘温度对整理效果的影响

2.2.3 焙烘时间

由表4可以看出，在配方和焙烘温度固定的条件下，涤棉70/30针织布的损毁长度随着焙烘时间的延长而减小，顶破强力也随之下降。

表4 焙烘时间对整理效果的影响

这是由于在温度不变的情况下，随着焙烘时间的延长，阻燃剂与针织布反应越充分，使针织布的阻燃效果变好，但由于焙烘时间过长，纤维分子在高温下被破坏，使得织物的顶破强力下降。当焙烘时间为150 s时，针织布顶破强力下降不多，并且损毁长度基本不再变小；而焙烘时间超过150 s，针织布顶破强力开始明显下降，手感变硬，布面变黄。综合考虑，焙烘时间选择150 s。

2.3 洗涤次数对涤棉70/30针织布阻燃性能的影响

由表5可看出，随着洗涤次数的增加，涤棉70/30针织布的损毁长度虽然略有变长，但变化不明显；阻燃整理过的涤棉70/30针织布经5次、10次、15次、20次水洗后，阻燃性能仍可达到GB/T 8965—2009《防护服装阻燃防护》中的C级。

表5 洗涤次数对阻燃效果的影响

3 结论

（1）涤棉70/30针织布的阻燃整理优化工艺为：阻燃剂1#50 g/L，阻燃剂2#350 g/L，交联剂3#320 g/L，水280 g/L，焙烘温度165℃，焙烘时间150 s。

（2）经优化工艺处理过的涤棉70/30针织布阴燃、续燃时间均为0 s，经向损毁长度为108 mm，纬向损毁长度为109 mm。

（3）经优化工艺处理过的涤棉70/30针织布经过20次洗涤后，阴燃、续燃时间均为0 s，经向损毁长度为114 mm，纬向损毁长度为118 mm，仍可以达到GB/T 8965—2009《防护服装 阻燃防护》中的C级，具有良好的耐洗性。