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纯棉织物低甲醛阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-11-12 15:43:12
采用多元酸作为交联剂对棉织物进行低甲醛耐久阻燃整理,研究纯棉织物低甲醛阻燃剂阻燃整理工艺条件,探讨影响阻燃效果的各种因素。

与N-羟甲基酰胺类交联剂工艺进行比较,本纯棉织物低甲醛阻燃剂燃整理工艺不仅显著降低织物中游离甲醛含量,还提高了阻燃效果,且纯棉织物低甲醛阻燃剂、交联剂的用量大大减少,阻燃成本降低。

目前常用的棉织物耐久阻燃剂主要是有机磷阻燃剂。瑞土Ciba-Geigy公司开发的Provatex CP类阻燃剂是一种用于纤维素纤维织物的反应型阻燃剂,其分子中含有N-羟甲基,在焙烘过程中可以通过交联剂与纤维大分子中的羟基交联,形成共价键,自身也可以与纤维素大分子的羟基交联,故具有高耐久性,且手感好,降强较少,白度较好,因此得到了广泛的应用。

但Provatex CP含有游离甲醛,织物整理后在储存和使用过程中会释放出游离甲醛。我们用多元羧酸作交联剂,用Provatex CP类阻燃剂对棉织物进行阻燃整理,以获得低甲醛释放的阻燃织物。用多元羧酸代替含甲醛的常规交联剂,一方面降低了整个阻燃体系的甲醛含量和阻燃织物上的游离甲醛释放;另一方面减少了阻燃剂和交联剂的用量,改善了Provatex CP类阻燃剂的应用性能。

实验材料:21/2l 60×5O纯棉平布 (青岛装饰布总厂),CFR-201阻燃剂 (上海农药厂)、HMM(工业品)、多元酸 (自制)、催化剂 (CP)等。仪器及设备:小轧车、烘箱、撕破强力测试仪、垂直法织物燃烧性能测定仪、分光光度计等。整理工艺流程:浸轧(二浸二轧,轧余率100%)→烘干(100℃,3min)→焙烘(180℃,2min)→水洗(冷水冲洗)

阻燃剂用量越大,阻燃效果越好,撕破强力下降越多。当阻燃剂用量为190g/L时,阻燃效果和强力降低就能达到满意的效果。本着既能满足阻燃要求,又降低成本的原则,选择阻燃剂用量为190g/L。

工艺处方:阻燃剂190g/L,交联剂45 g/L,催化剂25 g/L,pH值3。工艺流程:浸轧(二浸二轧,轧余率100%)→烘干(l00℃,3min)→焙烘(170-190℃,2min)→水洗(冷水冲洗) 

焙烘温度170℃时,阻燃效果差;在l90℃时,撕破强力下降大;在180℃时,损毁长度和撕破强力比较理想。故最佳焙烘温度为180℃。


磷酸三苯酯阻燃剂tpp具有良好的透明性、柔软性以及抗菌性,具有耐水、耐油、电绝缘性好和相容性好的优点。主要用于纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃增塑剂,也可用于三乙酸甘油酯薄酯和软片、硬质聚氨酯泡沫、酚醛树脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。


最佳整理工艺为:阻燃剂190 g/L,交联剂45 g/L,催化剂25 g/L,焙烘温度180℃,焙烘时间2min。

重复最佳工艺条件,并测试了织物表面的游离甲醛含量,所得到的织物损毁长度6.2cm,撕破强力733gf,游离甲醛含量213.1mg/Kg(戊二酮法,HMM交联剂的试样为1200ppm)。阻燃织物按常规洗涤方法洗涤30次后,损毁长度7.lcm。

织物经CFR-20l和HMM阻燃整理后,释放甲醛的原因主要有以下几种:  (1)未反应的阻燃整理剂中含有游离甲醛(2)未反应的交联剂HMM中含有游离甲醛(3)交联剂的自身缩聚物的水解(4)交联剂N-羟甲基与纤维素纤维形成的醚键的水解(5)阻燃剂与纤维素单分子接枝形成的醚键的水解(6)交联剂与阻燃剂形成的醚键的水解等。

其中(1)和 (2)最容易释放,这主要与阻燃剂和交联剂中游离甲醛含量有关,其次是 (3)-(6),其水解趋势主要取决于邻近N原子的电子云密度大小。

甲醛释放量取决于C-O键和C-N键的相对稳定性。酸性条件下C-O键的断裂速率较高,而中性及碱性条件下较低;相反,C-N键在酸性和中性条件下断裂速度较低,而在碱性条件下较高。所以,织物经阻燃剂CFR-20l和HMM阻燃整理后,在碱性条件下水洗是释放甲醛的主要原因,同时由于阻燃剂和交联剂都含有游离甲醛,使阻燃整理产品甲醛释放量较高。

用多元酸代替HMM作为交联剂,可使阻燃织物的游离甲醛含量大大降低。多元酸本身不含甲醛,多元酸与纤维形成的酯键,即使水解也不释放游离甲醛。阻燃织物释放甲醛的可能性只有未反应的阻燃剂、阻燃剂与纤维素单分子接枝形成的酯键的水解,以及交联剂与阻燃剂形成的酯键的水解等。

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