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厚重织物的阻燃涂层工艺探讨

魏征王志根上海中大科技企业发展有限公司

原载：六届后整理论文集；

【摘要】对厚重织物采用新型泡沫阻燃整理工艺流程、工艺条件、阻燃效果等进行了介绍，选择乙烯类聚合物等涂层粘合剂进行处理，该工艺对厚重织物阻燃具有优良的阻燃效果，不损伤织物的强力和手感。

【关键词】阻燃剂泡沫阻燃整理阻燃性能

1 前言

随着人们对阻燃体系作用机理的深入研究，新的阻燃理论和技术被逐渐认识，如化学改性阻燃、高效阻隔炭化层阻燃、交联接枝阻燃和协同阻燃体系等，极大地丰富了阻燃领域的内容和阻燃剂的多功能性。进入21世纪后，溴系和磷系阻燃剂仍然占主导地位，新型阻燃剂之间复配、协同作用机理的研究将日趋活跃，新的物理化学分析方法将不断应用于阻燃科学技术的研究领域。可以预见，随着阻燃科学及相关学科的发展，阻燃加工技术将日趋完善。加入了WTO后纺织品在多功能的研发上已经面临着新的挑战。中大公司正是基于市场的需求，研制开发了厚重织物(纯棉)的阻燃涂层新工艺。

本工艺采用新型泡沫阻燃工艺对厚重面料进行阻燃加工，在乙烯类聚合物等涂层粘合剂中加入溴类及氮磷类阻燃剂等，充分搅拌，经按一定发泡比发泡，把低粘液体发泡增稠，使其达到可涂布状态。涂层时，经涂层刀的挤压泡沫破碎成低粘液体，渗入织物内，厚重面料的整体阻燃效果通过BS5852等严格的阻燃标准。且手感柔软、透气性好、安全性高。可广泛应用于帐篷、军用纺织品、家用纺织品及汽车、飞机等内装饰物。其对我国纺织品阻燃技术的研究应用，对提高厚重织物阻燃性能、实现我国纺织品高档化和差别化有着积极意义。

2 阻燃涂层的机理

绝大部分纺织品都是有机高聚物，它们的燃烧主要由以下四个同时存在的步骤循环进行：第一，热量传递给织物。第二，纤维的热裂解。第三，裂解产物的扩散与对流。第四，空气中氧气和裂解产物的动力学反应。阻燃技术就是阻止上述一个或几个步骤的进行。对厚重织物大多采用的阻燃整理或先阻燃整理、后涂层的方法，存在着阻燃效果不佳，厚重织物的舒适性、安全性差，成本偏高的问题。本工艺采用新型泡沫阻燃涂层工艺解决了以上技术问题。

3 阻燃剂涂层发泡比的选择

阻燃泡沫涂层的关键是机械发泡必须稳定，需通过调节给液量、转速及气流量参数，结合涂层机车速，期望上胶量，获得一个稳定输出的适合发泡比的涂层泡沫。

若发泡比太小，增稠效果欠佳，上胶量会超过期望值。反之，若发泡比太大，上胶量会低于期望值，而且涂层牢度差。

一般来说，发泡率控制在1:1～3范围内，涂层上胶量(干重)控制在30-40%(owf)可达到较好的阻燃效果。例如：门幅为2m，400g/m2的织物，上胶量在120g/L (干重)可达到BS5852阻燃要求，发泡率控制在1:1～5，车速20m/min，则要求发泡时给液量控制在4800g/min(干重)，并相应根据发泡比调节其它参数。

4 阻燃泡沫涂层刀涂实施方法

本工艺采用普通的刮刀涂层方式，根据面料、车速、温度选择一个合适的刀距。为了使涂层

胶挤刮后渗入到织物中，将涂层刀下压到适当距离(向下距离在l～l5mm内选择，涂层刀距涂层平台前后距离在1～20m 选择)，温度控制在140-l60℃，车速根据上胶量、烘干情况调节，一般控制在10-35m/min。

5 阻燃效果的测试

本工艺采用和BS5852阻燃标准测试。

FMSS302方法:

设备YG(B)-815D水平燃烧性能测试仪

取350mm×l00mm织物，试验前样品放置于20℃、相对湿度55%时的环境中放置24h。

试验步骤:

①接通电源气源，打开小火进气阀，点燃小火，调节小火高度为6mm。

②置开关手动键，按下点火键，点燃本生灯，调节本生灯进气阀使小火焰高度为40±2mm，待火焰稳定后，放松按钮，则火焰自动熄灭。

③将试样放入试样夹中，使用面向下，盖上顶门，关上倾门，置开关于自动键。同时按下点火键和计时键按钮，点燃本生灯，对试样施焰15秒。

④测量火焰蔓延时间和距离，时间记录到0.1秒，距离精确至mm，火焰蔓延至第一标志线时开始计时和测量距离。

⑤试验完毕，开启通风设备，清除试验箱中的烟、气及碎片，然后再测下一个试样。

⑥火焰蔓延速率的计算。

B = L/t×60

B —火焰蔓延速率mm/min，L——火焰蔓延距离mm，

T —火焰蔓延距离L时相应的蔓延时间S。

⑦结论判定:

试样火焰蔓延速率小于1O2mm/min，则试样阻燃性能判定为合格;

试样火焰蔓延速率大于等于1O2mm/min，则试样阻燃性能判定为不合格。

BS5852方法:

水浸预处理

待测面料置于40℃水(1:20)中浸泡30min，然后晾干。

阻燃测试:

①将处理后的面料放在待测架的海绵填充料上。

②火焰置于水平和垂直的交接处，距边缘处至少5cm，施焰20s。

③火焰移开后，120s以后无续燃和渐进的阴燃，判断此点为通过，重新在另一点测试(距已测试点留下的痕迹和边缘处至少5cm)。如通过，则判定此面料通过BS5852；否则，视为不合格。

6 涂层上胶量与阻燃性能的关系

以一种厚重棉织物为基材，得到以下数据(表1)；

表1

上胶时必须达到一定要求，才能达到阻燃效果，根据大量的实验数据得出，上胶量的干重在30-50%(owf)可达到阻燃效果。

7 本工艺与传统工艺的比较

用乙烯类聚合物为涂层剂，加入超细阻燃剂，经机械发泡，涂刮挤压将低粘阻燃剂渗入织物中，使厚重织物面料整体阻燃性能达到BS5852国际标准。既简化工艺流程，又降低生产成本，可有效解决厚重织物面料整体阻燃的保护问题。

本工艺与传统工艺相比较见表2:

表2

8 结论

通过阻燃剂、阻燃剂涂层发泡比、阻燃泡沫涂层刀涂的实施方式、涂层上胶量的合理选择，确定了比较理想的工艺配方和工艺条件，制得了既有阻燃性能，又有较柔软手感及撕破强力下降较小的厚重阻燃织物。产品质量技术水平达到国际先进水平。

参考文献:

[l] 邓新华顾振亚马晓光，涤棉、纯涤纶多功能蓬盖布的研制，[J]印染，2002，28(5)；24-25 [2] Huhn JR, Fine and flame relardant material [P] .usp: 6, 660, 190 B2, 2003, 12, 07