织物的阻燃涂层整理.docx
《织物的阻燃涂层整理.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《织物的阻燃涂层整理.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
织物的阻燃涂层整理
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
织物的阻燃涂层整理
1.前言
据美、英、日等国家对火灾起因的统计,近年来纺织品引起的火灾呈上
升趋势,已占据火灾总数的一半,造成了生命和财产的巨大损失,世界各
国纷纷出台了纺织品阻燃的有关标准,对室内装饰、工业用布、服装用纺
织品等做了严格的规定。
绝大部分的纺织材料是可燃的,需要经过阻燃处理来降低燃烧速度或使
其离开火源后能够迅速停止燃烧。
纺织品的阻燃整理有两种方式:
1、添
加型,将阻燃材料与纺丝原液混和,或将阻燃剂加到聚合物中再纺丝,从
而使纺出的丝具有阻燃效果。
2、后整理型,在染整加工过程中,将阻燃
材料通过浸渍、浸轧或涂层等方法整理到织物上。
本文主要介绍织物的阻
燃涂层整理。
阻燃涂层胶是功能性涂层胶的一种,是把阻燃材料通过一定的方式添加
到涂层胶中去,整理后不仅具良好的涂层风格,同时赋予织物优异的阻燃
效果。
涂层阻燃整理与传统的浸渍或浸轧阻燃整理相比,具有耐洗性好,
强力不下降,不需要污水处理等优点,因此,在室内家纺、工业用布等领
域应用广泛。
2.阻燃涂层胶中涂层基胶的类型和性能特点
印染行业应用的涂层胶主要有聚丙烯酸酯(PA)、聚氨酯(PU)和
PUA。
PA的价格较低,合成和聚合技术较易掌握,能满足一般涂层要求,
但目前市场上的产品质量参差不齐。
与PA相对,PU在性能上有独特之处,
主要为耐磨、耐溶剂、耐低温(一30℃以下),防水透湿性好,具有优异
弹性和皮膜感。
PUA是将PU与PA进行接枝,它结合了PU与PA的优点,
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
但技术难度较高。
PA、PU和PUA都可以作为阻燃涂层胶的基胶。
从涂层胶使用的溶剂来分,可分为溶剂型涂层胶和水系型涂层胶。
溶剂
型涂层胶使用最普通的溶剂有二甲基甲酰胺(DMF)、丁酮(MEK)、甲苯
(TOL)、异丙醇(IPA)、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丁醇、醋酸乙酯等,
毒性较大,且易燃易爆。
与溶剂型涂层胶相比,水系型涂层胶具有环保、
不燃、加工过程安全等优点,但与织物的粘着力,成膜性能
、耐水压等性能相对略差。
目前,水系型涂层胶正通过产品改进或加入
合适的交关剂来解决上述的缺点,加工工艺日趋成熟,将逐渐取代溶剂型
涂层胶。
阻燃涂层胶的基胶也正由溶剂型转为水系型。
3.水性阻燃涂层胶中阻燃材料的类型和性能特点
目前,水性阻燃胶都是添加型,即在涂层胶中添加适当阻燃材料。
常见
的阻燃材料有氮-磷系列和溴-锑系列。
氮-磷系列有聚磷酸铵APP、改性三
聚氮胺MCA等,这些元素对织物可以起到一定的阻燃效果,但耐洗性相对
较差,且布面容易出现白印。
溴-锑系列,常用的有十溴二苯醚和三氧化
二锑。
它们按一定比例复配具有非常优异的阻燃效果,是目前使用最为广
泛,公认为阻燃效果最优异的阻燃材料。
近年来,大家都非常关注溴-锑
系列的毒性和对环境造成的影响。
欧盟对十溴二苯醚的风险评估。
经过10年的科学研究,欧盟于2004年5月结束了针对十溴二苯醚进行
的风险评估。
其中豁免决定的导言部分第三段写道“十溴二苯醚的风险评
估------结果表明现阶段除了对消费者已经采取的风险削减措施,不需要
再额外采取任何措施-------在没有进一步科学发现之前,十溴二苯醚的
应用将被豁免”。
因此,十溴二苯醚是经过最多科学检验的阻燃材料。
科学数据充分显示
了它对人类健康和环境带来的风险是可控制的,从防火安全角度看它对社
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
会贡献也很大。
十溴二苯醚经过了如欧盟、日本和美国等全球很多国家和
科学研究,都没有证明它对环境和人类健康存在风险。
这也是欧盟对十溴
二苯醚的评估结论,需要注意的是评估的对象,是含有不超过3%的杂质
(主要是九溴二苯醚)的商用十溴二苯醚。
三氧二化锑主要是作为阻燃剂配合剂,与一定量的溴或氯的卤化物一起
作用与塑料、涂料、密封胶、橡胶和纺织面料中。
当它作为一种阻燃增效
剂使用时,阻燃系数会大大提高。
三氧化二锑在欧盟国家可以不受任何限制进行应用和贸易。
从上述的研究结论中,大大增强了我们在阻燃涂层胶中继续使
用溴-锑系列阻燃材料的信心。
4.各类阻燃涂层胶的性能特点
溴-锑系列这类阻燃材料所含卤素分子量较大,、非常容易与水性涂层胶
形成相分离,要获得稳定的产品必须解决这一难题。
我们通过采用卤锑超
细粉体包复技术在阻燃剂微细粒子表面包复水性PU、水性PUA或水性
PA,成功地解决了这个难题并开发水性PU阻燃胶TF-680、水性PUA阻燃
胶TF-682和水性PA阻燃胶TF-681,用以满足客户的不同需要。
4.1理化指标
表1
产品
性能指标
水性PU阻燃胶TF-680
水性PUA阻燃胶TF-682
水性PA阻燃胶TF-681
主要成份
溴-锑型水性PU
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
溴-锑型水性PUA
溴-锑型水性PA
离子性
阴
阴
阴
外观
淡色粘稠液
乳白色粘稠液
乳白色粘稠液
含固量
54-56
56-58
56-58
粘度(mpa.s,25℃)
300-800
400-1000
400-1000
水性PU由于分子结构中的氨基甲酸酯含有N元素而具有一定的阻燃性
能,在配方设计中的溴-锑材料相对可以少加,这样可以保持PU的牢度、
膜感、水压等各项性能。
4.2各类织物上的阻燃效果
表2
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
产品
性能指标
水性PU阻燃胶
TF-680
水性PUA阻燃胶TF-682
水性PA阻燃胶
TF-681
初期
水洗10次
初期
水洗10次
初期
水洗10次
毁损长度(mm)
89
93
94
112
90
120
续燃时间(s)
0
0
0
1
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
0
1
阴燃时间(s)
0
0
0
0
0
0
织物:
300D涤纶低弹丝(原布克重:
150g/m2),采用二刀涂层,涂层
后增重43g/m2。
表3
产品
性能指标
水性PU阻燃胶TF-680
水性PUA阻燃胶TF-682
水性PA阻燃胶TF-681
初期
水洗10次
初期
水洗10次
初期
水洗10次
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
毁损长度(mm)
103
112
117
128
115
136
续燃时间(s)
0
0
0
1
0
3
阴燃时间(s)
0
0
0
0
0
1
织物:
80/20涤/棉布(原布克重:
128g/m2),采用二刀涂层,涂层后增
重36g/m2。
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
表4
产品
性能指标
水性PU阻燃胶TF-680
水性PUA阻燃胶TF-682
水性PA阻燃胶TF-681
初期
水洗10次
初期
水洗10次
初期
水洗10次
毁损长度(mm)
114
128
117
134
116
143
续燃时间(s)
0
1
0
1
0
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
1
阴燃时间(s)
1
2
0
3
0
4
织物:
全棉布(原布克重:
130g/m2)上,采用二刀涂层,涂层后增重
38g/m2。
阻燃胶在织物上增重达到25-35%后,都可以达到国标B1级标准和美国
阻燃PAI-84标准,且水洗后仍可保持良好的阻燃性能。
水性PU阻燃胶
TF-680中含有较多的极性基团,如酯键、氨酯键、脲键等,可与纤维结构
中的羟基、羧基、氨基、酰胺基等活性基团反应,形成牢固的化学键,与
织物的附着力非常强,同时,由于水性PU的成膜性好,在水洗过程中水
洗膜不易溶胀,阻燃材料不容易脱离这层包覆膜,因此,TF-680的耐水洗
性能非常突出。
当客户对阻燃涂层的耐水洗要求非常高时,可以选择TF-
680。
4.3黄变性
表5
产品
性能指标
水性PU阻燃胶TF-680
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
水性PUA阻燃胶TF-682
水性PA阻燃胶TF-681
涂层后初期白度
92.2
94.1
94.6
105℃24小时,抗老化后白度
64.9
85.2
90.6
我们采用了极端的条件来测试阻燃涂层后的黄变,水性PUA阻燃胶TF-
682的黄变性较小,水性PA阻燃胶TF-681的黄变更小,可以在白色织物
上涂层。
水性PU阻燃胶TF-680的黄变性较大,不适合用于白色织物。
这
是由于为了让织物涂层后的弹性、皮膜感更优异,我们
选择了芳香族结构的水性PU为基胶。
如果客户需要在白色织物上使用
PU阻燃胶,我们可以选择脂肪族PU作为基胶。
4.4其它性能
表6
产品
性能指标
水性PU阻燃胶TF-680
水性PUA阻燃胶TF-682
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
水性PA阻燃胶TF-681
手感
手感特软,有弹性
手感中软
手感中软
静水压(mmH2O)
450
390
320
耐寒性(30℃×30天)
保持原有性能
基本保持原有性能
手感变硬
耐热性(42℃×℃30天)
保持原有性能
基本保持原有性能
基本保持原有性能
5.工艺条件对各性能的影响
5.1防水剂的影响
防水剂的类型和用量会对涂层后的牢度造成较大影响。
我公司的防水剂
TG-528A、TG-529A等由于含有聚氯乙烯成份,可与织物和涂层胶中的极性
基团反应,提高涂层后的剥离强度,其中对水性PU阻燃胶TF-680和水性
PUA阻燃胶TF-682的改善更为明显。
防水度可控制在80-95分,防水度
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
太低,涂层容易渗胶,过度防水会降低剥离强度。
部分工厂采用单面防
水,如果能防水均匀,也是可行的。
5.2轧光的影响
织物进行轧光后,织物表面变得光洁,纤维的空隙变小,可有效防止涂
层渗胶,改善涂层皮膜感,但轧光对涂层的剥离强度却有明显下降作用。
在低弹丝以及较为疏松的织物上可先进行轧光,在长丝类织物建议不进行
轧光处理。
5.3涂层量的影响
涂层量直接影响织物的阻燃效果和其它涂层性能,一般而言,阻燃涂层
增重达到原布的20-35%后具有较好的阻燃效果,涤棉布、全棉布的上浆
量相对涤纶要多一些,有绒毛的布较平纹布要多一些,具体用量需要先进
行打样测试。
涂层的均匀性也非常重要,相同增重采用二刀涂层比一刀涂
层的阻燃稳定要好。
5.4交联剂和牢度增强剂的影响
交联剂TF-630(低甲醛三聚氰胺树脂)、牢度增强剂TF-6