棉織物耐久阻燃整理的研究進(jìn)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(guó)Proban工藝和以瑞士汽巴嘉基的以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。

   隨著各國(guó)對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)所和紡織品上游離甲醛含量限制法規(guī)的實(shí)施，人們對(duì)低甲醛、無甲醛的阻燃劑及交聯(lián)劑的研究投入了大量精力，近年來已有些這方面的成果報(bào)道。

1棉阻燃布阻燃的研究進(jìn)展

   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(duì)2D進(jìn)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(jià)。近年來對(duì)無甲醛或低甲醛阻燃體系的研究成果報(bào)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(lián)劑。自從多元羧酸技術(shù)發(fā)展起來以后，利用多元酸或其它無甲醛化學(xué)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(jìn)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(bào)道的主要成果主要是Jeffery K Stowell等人[2]和青島大學(xué)的朱平教授[3]分別采用無甲醛的阻燃劑和無甲醛的交聯(lián)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(guī)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(lián)，所以和氮羥甲基類交聯(lián)劑(三聚氰胺樹脂或2D樹脂)聯(lián)合使用，這類交聯(lián)劑既可以和纖維素的羥基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，還可以與阻燃劑中的羥基發(fā)生反應(yīng)使得阻燃劑能夠固著在纖維上經(jīng)受多次水洗。

體系中使用的阻燃劑為含羥基的有機(jī)磷酸酯低聚物，其結(jié)構(gòu)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(shè)備，無需增加設(shè)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(shí)會(huì)有樹脂整理的不良影響:阻燃布降強(qiáng)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(lián)樹脂聯(lián)合使用，文獻(xiàn)中研究三種阻燃體系:阻燃劑/DMDHEU，阻燃劑/MF，阻燃劑/MF DMDHEU)，并對(duì)阻燃劑與DMDHE體系的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)阻燃劑/DMDHEU整理液能夠穩(wěn)定共混24h，可確保生產(chǎn)使用。基于DMDHEU的阻燃體系甲醛含量較低，并且耐水洗性能好，而MF系統(tǒng)能夠賦予阻燃布較高的初始阻燃性能和較少的強(qiáng)力損失。可以根據(jù)兩種交聯(lián)劑的特點(diǎn)對(duì)阻燃體系進(jìn)行調(diào)整以獲得需要的效果。WeidongWu[4]等人采用雙因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法研究了無甲醛阻燃劑/(MF DMDHEU)的阻燃性能，發(fā)現(xiàn)體系中隨著DMDHEU含量增加，阻燃阻燃布的耐洗性增加，強(qiáng)力下降較為嚴(yán)重，而隨著MF的含量增加，阻燃布的阻燃性增強(qiáng)，強(qiáng)力下降較輕。原因是[5]DMDHEU分子中有兩個(gè)N-半縮醛結(jié)構(gòu)，可以與纖維素和阻燃劑上的羥基發(fā)生反應(yīng)，從而使纖維素和阻燃劑兩者之間發(fā)生交聯(lián)，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(fā)生相互交聯(lián)，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(yīng)或發(fā)生了白交聯(lián)反應(yīng)。DMDHEU和MF兩者能作為氮源與阻燃劑中的磷元素起協(xié)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(xié)同效果更明顯，阻燃效果更好。瑞士Ciba-Geigy開發(fā)的Pyrovatex CP類阻燃劑是一種用于纖維素纖維阻燃布的反應(yīng)型阻燃劑，在整理過程中為促進(jìn)交聯(lián)增強(qiáng)阻燃耐久性需使用N-羥甲基類交聯(lián)劑，阻燃整理后具有高的耐久性，降強(qiáng)少等優(yōu)點(diǎn)，但阻燃劑與交聯(lián)劑兩者在整理和服用過程中都會(huì)產(chǎn)生甲醛問題，為了解決此阻燃體系的甲醛問題，青島大學(xué)朱平教授采用多元羧酸作為交聯(lián)劑代替常規(guī)的N-羥甲基類交聯(lián)劑。然后在催化劑存在下經(jīng)過高溫焙烘形成共價(jià)交聯(lián)，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(lián)劑的用量低，能夠節(jié)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，種體系采用了含甲醛類的交聯(lián)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。

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