水性织物阻燃涂层胶研究年中总结

水性织物阻燃涂层胶研究年中总结在纺织品领域，尤其是各种帐篷、窗帘、沙发布、座椅布、地毯、桌布等产业用或家用纺织品方面，使用阻燃涂层胶进行背涂的阻燃方式是比较经济实惠的一种阻燃方式，它加工工艺简单，便于操作，生产成本低廉，易于工业化。一水性阻燃涂层胶的基础原料简介制备水性阻燃涂层胶的主要原料是水性粘合剂和阻燃剂。水性粘合剂常用的是水性聚丙烯酸酯（水性PA）和水性聚氨酯（水性PU）。水性PA产品价格不高，黄变小，一般采用乳液聚合而得。由于多采用外加乳化剂，在添加非离子表面活性剂和氨水的情况下，与阻燃剂配伍稳定性都比较好。水性PA的成膜温度和软硬度、牢度、光泽度、交联度都可以通过各种基础单体和功能单体来灵活调配，然而，对水性PA成膜后热粘冷脆、交联产品甲醛超标、膜感或牢度不足等问题，产业界还是需要予以关注和持续努力。这是目前所从事的实验研究中做的最多的。水性PU由于高分子独特的软段和硬段结构，在涂层领域应用综合力学性能非常好，牢度、手感、膜感、耐水、耐洗性、耐剪切都比较好。以芳香族异氰酸酯(如TDI/MDI)为原料的水性PU，成膜后耐磨耐寒、弹性韧性及牢度强度都比较好，缺点是容易黄变。水性PU以阴离子产品为多，常通过引入的亲水扩链剂DMPA及中和剂三乙胺实现良好的自乳化功能，机械稳定性好，但耐电解质尤其是阳离子类的阻燃剂或助剂能力很差，即使添加大量非离子乳化剂，仍然容易破乳、起渣或结块。另外，还有其他水性高分子也可以用作阻燃胶的粘合剂，比如PVC乳液、水性环氧树脂乳液、硅丙乳液、醋丙乳液、苯丙乳液、氯丙乳液、PUA乳液（其中后五种可算做水性PA乳液的改性产品）。此外，还有以卤代丙烯酸酯为单体而制备的水性本质阻燃PA、以含磷多元醇或含卤多元醇或含磷异氰酸酯、卤代异氰酸酯为单体制备的水性本质阻燃PU、水性卤代环氧树脂等特种粘合剂。阻燃剂在织物涂层领域，常见的阻燃剂仍然是常见的十溴联苯醚、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、六溴环十二烷、氯代磷酸酯（如V6/TCPP/TDCP/TCEP）、无卤磷酸酯（BDP/RDP/DMPP/CP/CU）、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺焦磷酸盐（MPP）、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）、三聚氰胺、羟甲基三聚氰胺树脂、无机氢氧化物[氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)、层状双氢氧化物(LDH)]、无机填料和协效剂（如硼酸锌、滑石粉、二氧化硅、氧化锌、沸石等）、有机硅、反应型阻燃添加剂、阻燃交联剂、过渡金属络合物等等。在环保压力日趋严重、欧美要求日益严格、严重依赖出口的现在，纺织涂层领域仍然在使用受限制的十溴联苯醚（RohS禁用）、六溴环十二烷（REACH限用）、TCEP（REACH限用）、三氧化二锑（重金属容易超标）、CP(N－羟甲基－3－（二甲氧膦酰基）丙酰胺，甲醛易超标)，环保无卤且阻燃高效的APP/CU/RDP/BDP/DMPP等耐水耐洗性能却不理想。二·水性阻燃涂层胶的制备和应用工艺水性阻燃涂层胶的制备通常都是将一定量的水、水性粘合剂、表面活性剂、阻燃剂、功能助剂（纺织品用）、流平剂、手感调节剂、增塑剂、平滑剂、牢度增进剂、稳定剂、润湿剂、钛白粉、协效剂等组分按一定顺序加入调浆釜，在一定速率下搅拌分散均匀，然后再通过胶体磨循环胶磨，加消泡剂和增稠剂，即可制备水性阻燃涂层胶。水性阻燃涂层胶的应用一般采用刮刀涂层。在将布匹固定后，根据间隙大小（或刀口距离）、刀头种类、刀片厚度、进布速率、浆料含固量、浆料粘度等，控制合理工艺，实现完整均匀、高效专一的阻燃涂布。在江浙市场采用刮刀涂层的多，采用辊涂或喷涂工艺的少。涂层过程中一般在150-180℃焙烘，焙烘时间从60-180秒不等。对于不同种类织物、不同克重的织物需要经过试验确定上浆量和阻燃性能。织物是否防水处理、轧光处理，会对涂层上浆量及阻燃与耐静水压有很大影响，同时也会影响手感、牢度和布面效果，需要上下游厂家做细致的试验才能确定工艺。三·水性阻燃涂层胶目前研究进展情况。从目前的实验研究均是采用水性丙烯酸乳液作为织物涂层胶的粘合剂，（实验中采用的巴斯夫D2374），从实验来看这款乳液做的涂层胶具有较柔软的应用性能，能赋予整理织物较舒适的使用效果。（1）溴锑型阻燃胶溴锑型阻燃胶是最成熟、性价比最高、应用最广泛的产品。即使十溴联苯醚被限制使用，六溴环十二烷被REACH和日本等限制，但产业界迅速推出十溴二苯乙烷，仍然让溴锑型产品占据最大市场份额。溴锑型阻燃胶现在主要的问题是环保隐患，例如三氧化二锑中砷、铅等重金属容易超标。同时，阻燃产业界也推出了许多替代三氧化二锑的协效剂。溴锑型阻燃胶对轻薄和厚重织物在垂直燃烧测试中有效果，但对轻薄织物手感色泽和风格影响很大。对于按BS5852标准测试的软椅、沙发类织物，普通溴锑型阻燃胶效果不理想。目前实验中并仅对十溴二苯乙烷做过少量的实验研究，从实验中看十溴二苯乙烷与三氧化二锑共用做的涂层胶效果要优于同等添加量的磷氮系阻燃涂层胶。（2）卤磷类阻燃胶用卤代磷酸酯为主阻燃剂，加各种协效剂和阻燃剂，也可以制备水性阻燃涂层胶。一般这类阻燃胶所制得织物手感柔软、色差小、稍发粘、易迁移。目前只对TCPP进行过实验研究，在实验中使用APP与TCPP按照1:1的比例添加的D2374中，添加量为50%，从阻燃效果看对于轻薄型织物有一定效果，而对于厚重织物任然存在一定缺陷，而且由于TCPP为液体型阻燃剂，本身沸点不是很高，故在对织物进行烘干的过程中，导致TCPP的流失，从而降低阻燃效果，而如果采用较低温度进行烘干，织物表面发粘严重。后续实验中将采取高沸点的卤代磷酸酯作为实验研究对象。（3）磷氮型阻燃胶磷氮型阻燃剂比较热门，既有无机的APP/MPP/MP等，也有有机的磷氮类阻燃剂。这类阻燃涂层胶气相阻燃活性稍弱、阻燃测试结果偶然性大，阻燃耐久性有待提高。需要引入和开发性能良好的协效剂和交联剂。目前的实验主要研究APP的阻燃涂层胶，从实验看在一款阻燃涂层胶的固含量保持在60%是比较合适的，实验中按照7:3的比例混合D2374与APP，这样制得的涂层胶对于轻薄型织物，控制上胶量在布重的40%左右，既能获得较好的阻燃效果，而对于厚重型的织物，存在一定的缺陷，因APP无法渗透到织物里面，而燃烧时APP的气相阻燃效应较弱，故其对厚重型织物阻燃效果较差。对于MPP及MP的研究实验较少，但从实验来看MPP和MP本身粒径较细，分散起来有一定的难度，给实际应用带来一定的麻烦。对于这种粒径较小的MPP及MP，后续实验中将采取低粘度的粘合剂乳液来制作阻燃涂层胶，（4）无卤含磷有机阻燃胶无卤含磷的有机阻燃剂较多，如RDP、BDP、XDP、CU等商品，以及大量处在实验合成阶段的各种大环或双螺环磷化物、环状磷酸酯。这类无卤含磷有机阻燃胶在某些阻燃领域效果较好，凝聚相成炭作用强，但阻燃胶的制备难度稍大，涂层织物的耐水性仍然有待提高，目前尚未在此领域开展应用实验。