关于棉型面料阻燃整理工艺的研究讨论

根据资料表明，美国因床垫或床上用品受到燃烧而引起的火灾平均每年夺去330条生命和导致2070人受伤，以及3亿美元的经济损失。由此可见，棉型防火织物对发生火灾频率的降低起到肯定援助。

随着面料业的进展和人民生活水平的提高，消费者不仅仅满足工作装的美观大方，穿着舒适，还要求工作装环保，所以防火布料不仅要达到防火的目的，还要使它的甲醛含量达到国家规定的要求。

一、防火原理

织物浸轧过防火液后，防火剂和酰胺形成的预缩体渗入到纤维的非晶区和间隙中，随后在氨熏时NH。和预缩体中的羟甲基交联，在纤维内部形成防火聚合体后经氧化以稳定。含磷化合物使纤维在热解过程中产生脱水反应。含磷防火剂在纤维热解温度范围内首先分解成不易挥发的磷酸或多磷酸酐和纤维的羟基 (一OH)发生脱水反应，使纤维炭化。浸轧过防火剂的织物在氨熏过程中，由于在纤维素的内部形成了二氯化磷／氮的高度交联聚合物，产生 P—N协同效应。P—N键性能(极性)高于P—O 键，使磷化合物和一0H反应性能加强，所以产生了防火性能。

所谓“防火”并非防火，不是指织物经防火后整理后即具有不被烈火燃着的特性，而是使织物在火焰下降低其易燃性，使燃烧部分面积减少和降低其燃烧速度。待火焰离开后即停止燃烧，具有自熄的性能。

二、工艺试验结果和商量

1．试验样品和药剂

样品：肯定长度的棉织物。

药剂；防火剂-THPC(本厂编号FR1)，缓冲剂一TEA，渗透剂一NT，氨气，草酸，非离子柔软剂一AC，双氧水(50 %)，液碱，重亚硫化钠。

2．测试方法

本试验采纳垂直燃烧法。取经过防火工艺后整理的织物经纬向(横纵向)各5块，每块8．9 cm× 25．4 cm，在垂直燃烧试验机上固定试样，试样架底部和布样和燃烧器火口的高点相距1．7 cm，样品架须和箱顶部或底部垂直，并调节火焰高度 40 mm，移动火源至样品底部燃烧3 s后从试验箱中取出样品。

炭长测量：在试样燃烧高点处沿其长度方向对折，在布样炭化的一边且距离底部及其领边同为6．4 cm处挂上砝码，手抓布样另一边，渐渐提起让砝码悬空，用直尺量出布样燃焦长度并记录，精确到0．1 cm。

甲醛和pH 值的测试可按表1测试标准进行。本厂防火布的各种测试标准如表1：

面料品基本安全技术要求见表2。
 

三、防火工艺条件及工艺流程

1．防火工艺条件

（1）pH值对后整理效果的影响

防火剂取用350～450 g／L，其他助剂的用量不变，浸轧时的溶液pH 值对防火后整理效果的影响见表3。由表1可知，在弱酸情况下进行后整理，织物的防火性能较好。所以pH取用5．6。本厂浸轧时溶液pH值一般取5．6～6．0。

（2)预烘温度对后整理效果的影响

防火剂取用350～450 g／L，其他助剂的量不变，看预烘温度对防火效果的影响见表4。由表2可见，110℃时的防火效果较好，所以取用110℃ 。

（3）防火剂用量对防火性能的影响

其它助剂的用量不变，将织物浸轧在不同浓度的防火剂中进行试验，结果见表5。由表3可见，防火剂用量增加，防火性能好，但用量过多，会影响织物手感并增加成本，综合各种因素，取防火剂浓度为350~450 g／L为宜。

2.防火工艺流程

浸轧防火后整理液一预烘(80～110℃)一氨熏一氧化洗水一烘干(130℃～140℃)一柔软定型一成品

（1）定型机上浸轧

防火剂工作液配方：FR1为350～ 450 g／L，NT 为1～2 g／L，TEA为14～18 g／L，调节溶液的pH值为5．6～6．0。

压水率的测定：I=(N—M)／M ×100%，式中：I：压水率(% )；M：织物干重(g)；N：织物浸轧后重量(g)，浸轧时定型机上的压轧轮的压力为0．15MPa，视布的厚薄程度而调节。

布面经过浸轧后，剪一块湿布称得18．29 g，烘干后为10．6 g，得到压湿率为72．5% ，(根据织物本身的性能和轧压轮的承受能力，纯棉选择 70% ～75% )。而调节风速为8O0～1000 m／min，机速为18～20 m／min，烘焙湿度为80～I10℃。以上三个数值视布的厚薄而调节。调节这样的数值是为了能使烘焙出来的布有肯定的湿度，以利于氨熏时NH3和织物上的防火剂发生交联反应，起到防火效果。一般含水率操纵在14% ～18％之间，左中右含水率不能超过2 %，否则极易产生左中右颜色差异，因此生产过程中应随时监测含水率的大小，并随时调整，含水率过小会导致交联不充分，防火效果不理想，含水率过量，手感发硬，颜色变化也大。

（2）氨熏

每公斤防火剂所耗氨气的量理论上是肯定的，但实际生产过程中应稍过量一些，以便交联充分。通常氨气流量操纵在35～45 m。／min，流量过小，交联不充分，防火效果不理想，耐洗性差；流量过大，造成浪费且氨气外溢，致使工作环境恶劣，影响人身安全。实际应用中，还应当根据织物的厚薄和防火剂用量的大小来调整氨气的流量以达到佳防火效果。

要使氨熏充分，必须调节机速为8～15 m／min左右，而温度操纵在28~32℃左右。在氨熏这个过程中，还要加入草酸，它的作用是用于废气的中和稀释。

（3）洗水机上洗水(洗甲醛)

防火剂经氨熏固化后为使其更加稳定，必须把P+3怕氧化成P+5 ，通常采纳浸轧H2O2的方法来实现，H2O2的用量应根据织物的厚薄，防火剂的用量的大小来定，本厂调节H2O2的浓度为27% ～ 3O% 。而浸轧氧化液的速度不能太快，以保证有足够H2O2留在织物上，一般调节机速为15～ 20 m／min。经透风氧化后再中和皂洗掉，氧化时间不宜过长，否则会降低织物的强力。

本厂中和用Na2C02和NaOH，它们除了中和布面酸碱度外，还可以调节溶液的pH值；重亚硫酸钠主要是洗水布面的甲醛含量，因为织物经浸轧后，布面上所含甲醛高达2000 ppM，远远超出国家所规定的范围，对人体不利。而曾用过尿素洗甲醛，但效果不明显。洗水后要测试甲醛和pH 含量及防火功能，如理想即可进行柔软处理；如防火测试不合格，要重新做防火处理；如甲醛含量高于标准就要重新安排洗甲醛。洗甲醛的各药剂的用量，溶液pH值和温度见表6（根据布的数量适当调整药剂用量）。

（4）定型机上柔软定型

因为织物经过防火剂后整理后，手感一般不理想，所以要经过柔软以修复手感。但如果是是印花布，则不必柔软，因为印花布柔软定型会改变它的花型。防火布要用非离子柔软剂，因为离子型的有硅油，硅油起助燃作用，对防火布极不利。本厂曾用弱阳柔软膨松剂作柔软处理，处理后布面更滑，手感比用非离子柔软剂的要柔软，但影响防火效果，暂不采纳。AC的用量一般采纳40~60 g／L。温度操纵在130℃左右。

四、结论

1.防火剂用量对防火性能有影响，防火浓度好为35O～450 g／L。

2.防火剂的pH值对防火性能有影响，合适的pH值范围为5．6～6．0。

3.防火剂的焙烘温度对防火性能有肯定的影响，合适的温度为8O～120℃ 。

经过以上处理过的织物一般能达到防火效果，它低毒环保，对人体安全可靠。透气、透气、手感柔软，穿着舒适。

 

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