超薄型100g/m2以下纯棉织物耐久阻燃整理实践
苏国平1 纪俊玲1,2
(1常州美胜生物材料有限公司 江苏 常州 ;2 常州大学 江苏 常州 )
摘要:160g/m2以下纯棉织物耐久阻燃一直是耐久阻燃的难题。本研究通过耐久阻燃剂制备工艺的控制、织物阻燃液中配套助剂的组合、阻燃工艺的优化,超薄型100g/m2以下纯棉织物完全能达到耐久阻燃标准,且甲醛含量低于75mg/kg,且能耐洗50次以上,优化阻燃工艺为:纯棉耐久阻燃剂TEX-1(或称为CP)420g/L、环保树脂MF50g/L、纤维保护剂BH 40g/L和磷酸(85%)20g/L,携液率75%,焙烘温度165℃,焙烘时间2.5min。批量生产的织物经测试,该薄型纯棉织物的不仅阻燃效果、耐洗性比较理想,而且手感柔软,客户非常满意。
关键词:超薄纯棉织物;阻燃整理;耐久
前言
目前应用最广泛的耐久性纯棉棉阻燃剂CP,其主要化学成分为N-羟甲基-3-二甲氧基磷酰基丙烯胺,化学结构式如下:[1]
CP属于反应型磷氮系阻燃剂,含有活性基团-NH-CH2OH,当温度高于150℃能与纤维素以共价键形式发生交联,交联后的大分子化合物使纤维织物有了耐久阻燃性能。其成键机理如下:
此方法工艺简单,所使用的阻燃剂毒性较低,阻燃成效好。但对于160g/m2以下纯棉织物耐久阻燃若想达到理想的阻燃效果一直是难题。本研究协同耐久性纯棉阻燃剂生产厂商江苏汉诺斯化学品有限公司(商品名,纯棉阻燃剂 Hans® TEX-1)共同攻关,通过优化阻燃剂生产工艺,提高纯棉阻燃剂纯度,同时配以优选合适的配套助剂及阻燃工艺,对100g/m2以下纯棉织物进行阻燃整理,结果是:织物完全达到阻燃要求,甲醛含量低于75mg/kg,耐洗50次,织物的其它各项指标都令人满意。
1 实验部分
1.1 药品与仪器
试验织物:平纹色织布147cm 80*80/112*80 克重97g/m2
药品:纯棉阻燃剂(二甲基-N-羟甲基丙酰胺基磷酸酯),树脂,纤维保护剂(江苏汉诺斯有限公司),磷酸(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)。
仪器及设备:YG815D-I织物垂直燃烧性能测试仪(大荣纺织仪器厂);YG026B型织物强力仪(双固纺织仪器厂)。722N可见分光光度汁(上海精密科学仪器有限公司)
测试依据:GB-5455-1985《纺织织物燃烧性能测定垂直燃烧法》测定碳长、当损毁长度≤150mm, 续燃时间≤5S,阴燃时间≤5S即可认为具有阻燃效果;
纺织品甲醛含量的测试采用第一部分游离和水解甲醛(水萃取法)GB/T 2912.1-2009
阻燃整理后耐洗涤性能测试采用GB/T 17586-1998,自动洗衣机A型缓和洗涤程序。
断裂强力的测试方法采用GB/T 3923.1-1997。
2 工艺部分
2.1 工艺流程及配方
2.1.1 工艺流程
浸轧阻燃剂工作液(一浸一轧,携液率75%)→烘干90℃→焙烘(160℃*3min-185℃*1.5min)→二格纯碱洗10g/L→四格热水洗70-80℃→冷水冼→烘干→测试
2.1.2 工艺配方
纯棉耐久阻燃剂 Hans® TEX-1 380-430g/L
环保树脂Hans® MF 40-60g/L
纤维保护剂Hans® BH 40-60g/L
磷酸(85%) 18-20g/L
pH 3-4
2.1.3 化料操作
先化料桶加100-120L水,边搅拌边依次加入阻燃剂、树脂、纤维保护剂,在生产临用前加入磷酸,搅拌均匀,然后化至工作液500L备用。
3 结果与讨论
3.1树脂用量对超薄型纯棉织物阻燃性能的影响
表1 树脂用量对阻燃织物的影响
由上表可看出随着树脂用量的增加,薄型纯棉织物阻燃效果越来越明显,但强力损伤越来越大,甲醛含量也有变化,所以环保树脂Hans® MF用量选为50g/L。
3.2 阻燃剂用量对薄型纯棉织物阻燃效果的影响
表2 阻燃剂用量对阻燃织物的影响
由上表可看出纯棉阻燃剂Hans® TEX-1用量在350g/L以下阻燃效果不明显,当阻燃剂Hans® TEX-1用量大于350g/L以上阻燃效果逐渐提高,但织物强力损伤越来越大,综合性能,所以阻燃剂Hans® TEX-1选择用量420g/L。
3.3磷酸用量对薄型纯棉织物阻燃性能的影响
表3 磷酸用量对阻燃织物的影响
由表可看出随着磷酸用量的增加,阻燃效果逐步提高,但强力逐步降低,所以磷酸用量选为20g/L。
3.4 焙烘温度和焙烘时间对薄型纯棉织物阻燃效果的影响
表4 焙烘温度和焙烘时间对阻燃织物的影响
由表可知,随着焙烘温度的提高,薄型纯棉织物阻燃效果逐步提高,而甲醛含量逐步降低,但织物强力逐步下降,综合考虑,我们定焙烘温度为165℃,焙烘时间为2.5min。
4 大样生产
4.1工艺流程
浸轧阻燃剂整理剂(一浸一轧,携液率75%)→二组633横导辊预烘箱→一柱十锡林→焙烘165℃*2.5min→二格碱洗(纯碱10g/L)→五格热水洗(70-80℃)→五格冷水洗→烘干
4.2工艺配方
纯棉阻燃剂 Hans® TEX-1 420 g/L
树脂Hans® MF 50 g/L
纤维保护剂Hans® BH 40 g/L
磷酸(85%) 20 g/L
pH 3-4
车速 35m/min
4.3成品测试
表5 大样生产测试结果
表6 大样50次水洗测试结果
表5是大样生产后阻燃织物的一些性能指标测试,从表中可见,经、纬向强降分别为15.4%和18.1%,碳长为10cm,游离甲醛含量为26.1mg/kg,布面手感柔软;该大生产阻燃织物经50次水洗后,经、纬向强降分别为15.4%和18.1%,碳长为10cm,游离甲醛含量为3.9mg/kg,布面手感柔软;所以纯棉耐久阻燃整理所选择的阻燃剂和工艺对布重97g/m2平纹色织布阻燃整理达到了理想的效果。
5 结论
5.1 薄型纯棉织物阻燃只要选择助剂和工艺合理,是完全可以达到阻燃标准要求的;
5.2 该阻燃整理工作液要按顺序化料,保证工作液的准确性,保持阻燃工作液pH=3-4;
5.3 对薄型织物要加强整理前的半制品检查,不能有破边、豁口,以防整理时断布、跑头子影响产品质量和生产进度;
5.4保持轧液均匀、携液率一致,保证焙烘温度和时间的正确性,车速不要时快时慢,保持机械排风运行正常和车间空气流通;
5.5 本工艺对所染色布有一定的变色情况,所以在大生产前要对所阻燃织物进行小样色光调正,以达到最终成品色光。
参考文献:
[1] 刘元美,高琴文,朱泉,等.纯棉织物耐久阻燃整理工艺[J].纺织科技进展,2008,5:4-6;
[2] 纪俊玲,仇振华,蒋菲.超低甲醛阻燃整理工艺探讨[J].印染,2006,1:
[3] 李瑞芬.纯棉织物阻燃整理耐久性的研究[J].印染助剂,2004,3(21):11-14
[4] 朱平,王仑,王炳,等.纯棉织物低甲醛耐久阻燃整理工艺研究[J].印染,2003,6:5-7
[5] 王怀芳,朱平,张建波,等.棉织物耐久阻燃整理的研究进展[J].染整技术,2005,6:4-6
[6] 吴建华,王郁青.纯棉织物耐久性阻燃整理[J].印染,2000,7:24-27