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厚重织物的阻燃涂层工艺探讨魏征王志根上海中大科技企业发展有限公司原载：六届后整理论文集；268-270（lq054）【摘要】对厚重织物采用新型泡沫阻燃整理工艺流程、工艺条件、阻燃效果等进行了介绍，选择乙烯类聚合物等涂层粘合剂进行处理，该工艺对厚重织物阻燃具有优良的阻燃效果，不损伤织物的强力和手感。【关键词】阻燃剂泡沫阻燃整理阻燃性能1前言随着人们对阻燃体系作用机理的深入研究，新的阻燃理论和技术被逐渐认识，如化学改性阻燃、高效阻隔炭化层阻燃、交联接枝阻燃和协同阻燃体系等，极大地丰富了阻燃领域的内容和阻燃剂的多功能性。进入21世纪后，溴系和磷系阻燃剂仍然占主导地位，新型阻燃剂之间复配、协同作用机理的研究将日趋活跃，新的物理化学分析方法将不断应用于阻燃科学技术的研究领域。可以预见，随着阻燃科学及相关学科的发展，阻燃加工技术将日趋完善。加入了WTO后纺织品在多功能的研发上已经面临着新的挑战。中大公司正是基于市场的需求，研制开发了厚重织物(纯棉)的阻燃涂层新工艺。本工艺采用新型泡沫阻燃工艺对厚重面料进行阻燃加工，在乙烯类聚合物等涂层粘合剂中加入溴类及氮磷类阻燃剂等，充分搅拌，经按一定发泡比发泡，把低粘液体发泡增稠，使其达到可涂布状态。涂层时，经涂层刀的挤压泡沫破碎成低粘液体，渗入织物内，厚重面料的整体阻燃效果通过BS5852等严格的阻燃标准。且手感柔软、透气性好、安全性高。可广泛应用于帐篷、军用纺织品、家用纺织品及汽车、飞机等内装饰物。其对我国纺织品阻燃技术的研究应用，对提高厚重织物阻燃性能、实现我国纺织品高档化和差别化有着积极意义。2阻燃涂层的机理绝大部分纺织品都是有机高聚物，它们的燃烧主要由以下四个同时存在的步骤循环进行：第一，热量传递给织物。第二，纤维的热裂解。第三，裂解产物的扩散与对流。第四，空气中氧气和裂解产物的动力学反应。阻燃技术就是阻止上述一个或几个步骤的进行。对厚重织物大多采用的阻燃整理或先阻燃整理、后涂层的方法，存在着阻燃效果不佳，厚重织物的舒适性、安全性差，成本偏高的问题。本工艺采用新型泡沫阻燃涂层工艺解决了以上技术问题。3阻燃剂涂层发泡比的选择阻燃泡沫涂层的关键是机械发泡必须稳定，需通过调节给液量、转速及气流量参数，结合涂层机车速，期望上胶量，获得一个稳定输出的适合发泡比的涂层泡沫。若发泡比太小，增稠效果欠佳，上胶量会超过期望值。反之，若发泡比太大，上胶量会低于期望值，而且涂层牢度差。一般来说，发泡率控制在1:1～3范围内，涂层上胶量(干重)控制在30-40%(owf)可达到较好的阻燃效果。例如：门幅为2m，400g/m2的织物，上胶量在120g/L(干重)可达到BS5852阻燃要求，发泡率控制在1:1～5，车速20m/min，则要求发泡时给液量控制在4800g/min(干重)，并相应根据发泡比调节其它参数。4阻燃泡沫涂层刀涂实施方法本工艺采用普通的刮刀涂层方式，根据面料、车速、温度选择一个合适的刀距。为了使涂层胶挤刮后渗入到织物中，将涂层刀下压到适当距离(向下距离在l～l5mm内选择，涂层刀距涂层平台前后距离在1～20m选择)，温度控制在140-l60℃，车速根据上胶量、烘干情况调节，一般控制在10-35m/min。5阻燃效果的测试本工艺采用和BS5852阻燃标准测试。FMSS302方法:设备YG(B)-815D水平燃烧性能测试仪取350mm×l00mm织物，试验前样品放置于20℃、相对湿度55%时的环境中放置24h。试验步骤:①接通电源气源，打开小火进气阀，点燃小火，调节小火高度为6mm。②置开关手动键，按下点火键，点燃本生灯，调节本生灯进气阀使小火焰高度为40±2mm，待火焰稳定后，放松按钮，则火焰自动熄灭。③将试样放入试样夹中，使用面向下，盖上顶门，关上倾门，置开关于自动键。同时按下点火键和计时键按钮，点燃本生灯，对试样施焰15秒。④测量火焰蔓延时间和距离，时间记录到0.1秒，距离精确至mm，火焰蔓延至第一标志线时开始计时和测量距离。⑤试验完毕，开启通风设备，清除试验箱中的烟、气及碎片，然后再测下一个试样。⑥火焰蔓延速率的计算。B=L/t×60B—火焰蔓延速率mm/min，L——火焰蔓延距离mm，T—火焰蔓延距离L时相应的蔓延时间S。⑦结论判定:试样火焰蔓延速率小于1O2mm/min，则试样阻燃性能判定为合格;试样火焰蔓延速率大于等于1O2mm/min，则试样阻燃性能判定为不合格。BS5852方法:水浸预处理待测面料置于40℃水(1:20)中浸泡30min，然后晾干。阻燃测试:①将处理后的面料放在待测架的海绵填充料上。②火焰置于水平和垂直的交接处，距边缘处至少5cm，施焰20s。③火焰移开后，120s以后无续燃和渐进的阴燃，判断此点为通过，重新在另一点测试(距已测试点留下的痕迹和边缘处至少5cm)。如通过，则判定此面料通过BS5852；否则，视为不合格。6涂层上胶量与阻燃性能的关系以一种厚重棉织物为基材，得到以下数据(表1)；表1布重上胶量阻燃效果(BS5852)400g/m240不通过60不通过80不通过100通过上胶时必须达到一定要求，才能达到阻燃效果，根据大量的实验数据得出，上胶量的干重在30-50%(owf)可达到阻燃效果。7本工艺与传统工艺的比较用乙烯类聚合物为涂层剂，加入超细阻燃剂，经机械发泡，涂刮挤压将低粘阻燃剂渗入织物中，使厚重织物面料整体阻燃性能达到BS5852国际标准。既简化工艺流程，又降低生产成本，可有效解决厚重织物面料整体阻燃的保护问题。本工艺与传统工艺相比较见表2:表2测试标准阻燃整理阻燃整理+涂层本工艺BS5852（国际标准）全棉:通过；甲醛残余量＞100ppm；需多道工序全棉:通过；甲醛残余量＞100ppm；全棉:通过；甲醛残余量＜75ppm；涤纶:不通过涤纶:通过；需两次处理涤纶:通过；祗需一次处理涤棉:不通过涤棉:不通过涤棉:通过8结论通过阻燃剂、阻燃剂涂层发泡比、阻燃泡沫涂层刀涂的实施方式、涂层上胶量的合理选择，确定了比较理想的工艺配方和工艺条件，制得了既有阻燃性能，又有较柔软手感及撕破强力下降较小的厚重阻燃织物。产品质量技术水平达到国际先进水平。参考文献:[l]邓新华顾振亚马晓光，涤棉、纯涤纶多功能蓬盖布的研制，[J]印染，2002，28(5)；24-25[2]HuhnJR,Fineandflamerelardantmaterial[P].usp:6,660,190B2,2003,12,07