棉織物耐久阻燃整理的研究進展
棉織物耐久阻燃整理的研究進展
目前，純棉阻燃布的耐久阻燃整理，主要有以四羥甲基氯化磷(THPC)為阻燃劑的英國Proban工藝和以瑞士汽巴嘉基公司的以N-羥甲基-3-(-甲氧基磷酰基)丙酰胺為阻燃劑(PyrovatexCP)的工藝。兩者在整理和服用過程中都存在甲醛問題。
隨著世界各國對生產場所和紡織品上游離甲醛含量限制法規的實施，人們對低甲醛、無甲醛的阻燃劑及交聯劑的研究投入了大量精力，近年來已有些這方面的成果報道。
1棉阻燃布阻燃的研究進展
最初在這方面的研究主要集中在通過取代或封閉2D樹脂的N-羥甲基對2D進行改性，但這種方法一直沒有被廣泛接受，原因是取代或封閉是以降低2D的活性為代價。近年來對無甲醛或低甲醛阻燃體系的研究成果報道主要集中在兩方面，即取代阻燃體系中的含甲醛的阻燃劑或交聯劑。自從多元羧酸技術發展起來以后，利用多元酸或其它無甲醛化學品替代目前的含氮羥甲基化合物的阻燃體系研究取得了可喜的進展，并因此提出了低甲醛阻燃體系和無甲醛阻燃體系。
1·1低甲醛磷系阻燃體系
低甲醛阻燃體系方面巳報道的主要成果主要是Jeffery K Stowell等人[2]和青島大學的朱平教授[3]分別采用無甲醛的阻燃劑和無甲醛的交聯劑來降低阻燃體系的甲醛含量的工作。
Jeffery K Stowell等人用含羥基的磷酸酯低聚物代替常規使用的甲醛類阻燃劑(CP類與THPC類)，但是由于這種阻燃劑不能與纖維素形成交聯，所以和氮羥甲基類交聯劑(三聚氰胺樹脂或2D樹脂)聯合使用，這類交聯劑既可以和纖維素的羥基發生交聯反應，還可以與阻燃劑中的羥基發生反應使得阻燃劑能夠固著在纖維上經受多次水洗。
體系中使用的阻燃劑為含羥基的有機磷酸酯低聚物，其結構式可表示為:
采用這種阻燃體系可以直接使用純棉阻燃布的DP整理的設備，無需增加設備成本，并且降低了阻燃布處理過程中和服用過程中的甲醛含量，資料中還介紹與此同時會有樹脂整理的不良影響:阻燃布降強較高。其整理工藝如下:
二浸二軋(軋余率80%)→烘干(60℃，3min)→焙烘(160℃，3min)→40℃水洗
采用無甲醛阻燃劑和DMDHEU或三聚氰胺甲醛(MF)交聯樹脂聯合使用，文獻中研究三種阻燃體系:阻燃劑/DMDHEU，阻燃劑/MF，阻燃劑/MF+DMDHEU)，并對阻燃劑與DMDHE體系的穩定性進行了研究，發現阻燃劑/DMDHEU整理液能夠穩定共混24h，可確保生產使用�；贒MDHEU的阻燃體系甲醛含量較低，并且耐水洗性能好，而MF系統能夠賦予阻燃布較高的初始阻燃性能和較少的強力損失�？梢愿鶕䞍煞N交聯劑的特點對阻燃體系進行調整以獲得需要的效果。WeidongWu[4]等人采用雙因素實驗設計方法研究了無甲醛阻燃劑/(MF+DMDHEU)的阻燃性能，發現體系中隨著DMDHEU含量增加，阻燃阻燃布的耐洗性增加，強力下降較為嚴重，而隨著MF的含量增加，阻燃布的阻燃性增強，強力下降較輕。原因是[5]DMDHEU分子中有兩個N-半縮醛結構，可以與纖維素和阻燃劑上的羥基發生反應，從而使纖維素和阻燃劑兩者之間發生交聯，整理后阻燃布的耐久性能較好。而MF中含有-NH2和N-CH2OH可以發生相互交聯，資料中介紹在阻燃劑/MF體系中，絕大部分的MF都是與阻燃劑的羥基反應或發生了白交聯反應。DMDHEU和MF兩者能作為氮源與阻燃劑中的磷元素起協同作用，但相比較而言，MF是更好的氮源，所以阻燃劑/MF體系的協同效果更明顯，阻燃效果更好。瑞士Ciba-Geigy公司開發的Pyrovatex CP類阻燃劑是一種用于纖維素纖維阻燃布的反應型阻燃劑，在整理過程中為促進交聯增強阻燃耐久性需使用N-羥甲基類交聯劑，阻燃整理后具有高的耐久性，降強少等優點，但阻燃劑與交聯劑兩者在整理和服用過程中都會產生甲醛問題，為了解決此阻燃體系的甲醛問題，青島大學朱平教授采用多元羧酸作為交聯劑代替常規的N-羥甲基類交聯劑。然后在催化劑存在下經過高溫焙烘形成共價交聯，以獲得耐久阻燃性。這種體系采用的整理工藝為:浸軋(二浸二軋，軋余率100%)→烘干(100℃，3min)→焙烘(180℃，3min)→水洗(冷水沖洗)，采用這種方法，資料[3]中介紹這種阻燃體系阻燃效果好，能滿足紡織品的阻燃要求，阻燃阻燃布游離甲醛含量由1200mg/kg降到200mg/kg，并且阻燃劑和交聯劑的用量低，能夠節約成本。這兩種方法降低了其原有阻燃體系引起的甲醛含量，但仍然不能避免甲醛問題，第一種體系采用了含甲醛類的交聯劑，而第二種阻燃體系使用的阻燃劑仍為含甲醛類，所以并沒有徹底解決阻燃的甲醛問題。
【中國阻燃面料網www.China-Fire-Retardant.com】
