0 前言
紡織品阻燃整理曾被稱(chēng)為防火整理。早在17世紀(jì)60年代就有關(guān)于阻燃整理的記載,但直至20世紀(jì)初,其發(fā)展還是相當(dāng)緩慢,這主要與配方中采用金屬鹽有關(guān),使得紡織品阻燃效果耐久性差且隨時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷下降。直至20世紀(jì)70年代才推出了全棉耐久性阻燃劑,其各方面性能顯著提高。主要有N-羥甲基膦酰基丙酰胺結(jié)構(gòu)的四羥甲基膦硫酸鹽(如THPS)以及尿素預(yù)縮物(商品名為普魯班)。AFLAMMITR○KWB(托爾公司產(chǎn)品,以下簡(jiǎn)稱(chēng)KWB)屬于前者類(lèi)型的阻燃劑。此類(lèi)阻燃劑耐洗性好,環(huán)保,加工無(wú)需專(zhuān)用設(shè)備,與染料和助劑的配伍性好,因而使用非常廣泛,是棉布主要的耐久阻燃整理劑商品。
1 應(yīng)用工藝及產(chǎn)品效果
織物的阻燃性能除了主要取決于所用的阻燃元素外,還與織物的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。同一種纖維織物的單位面積質(zhì)量大、密度高,則其阻燃性能好;反之,如果織物疏松、稀薄、空隙大且透氣性好,則容易燃燒。企業(yè)應(yīng)視不同要求來(lái)選用合適的工藝,以符合阻燃性能和耐洗性、織物強(qiáng)度、手感與成本間的平衡性。
KWB阻燃劑是膦酰基丙酰胺羥甲基化合物,能與纖維素上的羥基鍵合反應(yīng),這是其具有耐久性的原因。纖維素紡織品進(jìn)行KWB阻燃整理時(shí),其效果主要取決于織物的含磷量。一般,阻燃面料要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)并符合阻燃要求,織物的含磷量應(yīng)控制在1. 4% ~2. 0%。
1.1 兩種全棉耐久阻燃劑整理工藝比較
將普魯班與KWB整理工藝的對(duì)比情況列于表1。
從表1可知,KWB工藝比普魯班工藝具有更多的優(yōu)點(diǎn),如在設(shè)備、手感、耐氯漂、釋放甲醛含量,以及毒性等方面較優(yōu)越。當(dāng)今,人們更注重產(chǎn)品的無(wú)毒或低毒性。對(duì)操作人員而言,生產(chǎn)環(huán)境的改善更為重要。Oeko-Tex 100官方網(wǎng)站有推薦使用KWB的資料,因此,可認(rèn)為采用該產(chǎn)品加工阻燃紡織品符合環(huán)保要求。
1. 2 兩種N-羥甲基膦酰基丙酰胺商品的對(duì)比試驗(yàn)
山東某印染廠的試驗(yàn)結(jié)果如下:
試驗(yàn)織物 14. 8 tex×14. 8 tex 539根/10 cm×472根/10 cm 267 cm 140 g/m2淺藍(lán)色緞條面料
阻燃劑 CP new和KWB
阻燃測(cè)試儀器 SDL ATLASM233M“VFC”Verti-calFlame Chamber,“AGC”Automatic GasControl
氣體 甲烷
標(biāo)準(zhǔn) CFR 1615/1616(垂直底邊3 s,火焰高度38 mm)
工藝流程
浸軋(軋余率59% )→烘干(100~120℃)→焙烘(分二檔: 155℃×4. 5 min, 160℃×3. 5 min)→中和(50℃,純堿25 g/L)→熱水洗(80~90℃)→27. 5%雙氧水處理(4 mL/L, 50℃)→水洗→烘干
工藝處方/(g/L) 如表2所示。
由表3知,經(jīng)兩種阻燃劑整理織物的碳長(zhǎng)基本無(wú)差異,而CP new產(chǎn)品需要較多的助劑配用,KWB只需添加國(guó)內(nèi)常規(guī)交聯(lián)劑與柔軟劑即可。因此, CP new綜合加工成本比KWB高。
2 整理過(guò)程分析
2.1 半制品的加工
KWB是反應(yīng)性阻燃劑,與纖維素上的羥基發(fā)生鍵合反應(yīng),若加工面料已經(jīng)過(guò)堿處理或絲光,會(huì)影響整理效果。表4為某工廠試驗(yàn)結(jié)果。
注:織物為18. 4 tex×18. 4 tex全棉布;燒堿處理后比處理前的好為負(fù)數(shù)。
由表4可見(jiàn),經(jīng)堿處理的面料在相同處方和條件下進(jìn)行阻燃處理后,不僅經(jīng)緯向碳長(zhǎng)小,而且整理織物釋放甲醛含量也稍低。
2.2 加工設(shè)備的選擇
2. 2. 1 浸軋烘干
浸軋烘干是應(yīng)用工藝中的重要步驟之一,通常采用備有均勻軋車(chē)的拉幅機(jī)。如果浸軋后采用紅外線結(jié)合烘缸烘燥,在烘燥機(jī)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生大量含甲醛刺激性氣味,對(duì)此應(yīng)裝排氣罩。采用拉幅定形機(jī)生產(chǎn)時(shí),由于織物浸軋后直接進(jìn)入熱風(fēng)烘房,可把有害刺激性氣體直接排出,操作環(huán)境較好。
織物浸軋阻燃液后,應(yīng)緩慢烘干,防止助劑泳移,使手感發(fā)硬。烘干溫度建議設(shè)定在100~130℃,但不宜超過(guò)130℃。如果烘干速度過(guò)快,可能會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題:
(1)阻燃劑等產(chǎn)生泳移而遷移到織物表面。
(2)如果與TMM(三羥甲基三聚氰胺樹(shù)脂)共用,織物的手感會(huì)變得又硬又粗糙。
(3)表面阻燃劑增多,被洗除的趨勢(shì)增大,導(dǎo)致阻燃面料的耐洗性降低。
(4)預(yù)烘時(shí),應(yīng)保持織物8% ~12%的回潮率,以有利于焙烘時(shí)阻燃劑與纖維的充分交聯(lián)。
2. 2. 2 焙烘
焙烘設(shè)備可采用導(dǎo)輥式焙烘機(jī),也可采用定形機(jī)。但應(yīng)盡量用焙烘機(jī),因?yàn)楸汉鏅C(jī)烘箱有良好的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),溫度控制相對(duì)穩(wěn)定,可控制在±1℃。焙烘條件以150℃×5 min為好,可確保反應(yīng)緩和進(jìn)行,對(duì)纖維的損傷也少,不易泛黃。若考慮到生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益,也可采用160℃×3 min焙烘工藝。如果沒(méi)有焙烘機(jī),也可用定形機(jī)焙烘,如八段式烘房定形機(jī),但要安裝較好的通風(fēng)裝置。其溫差比焙烘機(jī)大,一般在±5℃。可采用160℃×3 min或170℃×1. 5 min焙烘工藝,也可采用前4段160℃×1 min,后4段170℃×1 min的焙烘工藝。焙烘機(jī)不僅要保證溫度恒定,還要注意適當(dāng)排除烘房?jī)?nèi)的濕氣和廢氣,以保持焙烘效果。排氣量應(yīng)控制適當(dāng),便于更好地掌控溫度。棉織物經(jīng)過(guò)不同工藝條件的KWB阻燃整理后的含磷量見(jiàn)表5。
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