棉织物耐久阻燃整理的研究进展

棉织物耐久防火后整理的研究进展 分类： 防火布料

目前，纯棉防火布的耐久防火后整理，主要有以四羟甲基氯化磷(THPC)为防火剂的英国Proban工艺和以瑞士汽巴嘉基的以N-羟甲基-3-(-甲氧基磷酰基)丙酰胺为防火剂(PyrovatexCP)的工艺。两者在后整理和服用过程中都存在甲醛问题。

随着世界各国对生产场所和面料品上游离甲醛含量限制法规的实施，人们对低甲醛、无甲醛的防火剂及交联剂的研究投入了大量精力，近年来已有些这方面的成果报道。

1棉防火布防火的研究进展

初在这方面的研究主要集中在通过取代或封闭2D树脂的N-羟甲基对2D进行改性，但这种方法一直没有被广泛接受，原因是取代或封闭是以降低2D的活性为代价。近年来对无甲醛或低甲醛防火体系的研究成果报道主要集中在两方面，即取代防火体系中的含甲醛的防火剂或交联剂。自从多元羧酸技术进展起来以后，利用多元酸或其它无甲醛化学品替代目前的含氮羟甲基化合物的防火体系研究取得了可喜的进展，并因此提出了低甲醛防火体系和无甲醛防火体系。

1.1低甲醛磷系防火体系

低甲醛防火体系方面巳报道的主要成果主要是Jeffery K Stowell等人[2]和青岛大学的朱平教授[3]分别采纳无甲醛的防火剂和无甲醛的交联剂来降低防火体系的甲醛含量的工作。

Jeffery K Stowell等人用含羟基的磷酸酯低聚物代替常规使用的甲醛类防火剂(CP类和THPC类)，但是由于这种防火剂不能和纤维素形成交联，所以和氮羟甲基类交联剂(三聚氰胺树脂或2D树脂)联合使用，这类交联剂既可以和纤维素的羟基发生交联反应，还可以和防火剂中的羟基发生反应使得防火剂能够固着在纤维上经受多次水洗。

体系中使用的防火剂为含羟基的有机磷酸酯低聚物，其结构式可表示为:

采纳这种防火体系可以直接使用纯棉防火布的DP后整理的设备，无需增加设备成本，并且降低了防火布处理过程中和服用过程中的甲醛含量，资料中还介绍和此同时会有树脂后整理的不良影响:防火布降强较高。其后整理工艺如下: 二浸二轧(轧余率80%)-烘干(60℃，3min)-焙烘(160℃，3min)-40℃水洗

采纳无甲醛防火剂和DMDHEU或三聚氰胺甲醛(MF)交联树脂联合使用，文献中研究三种防火体系:防火剂/DMDHEU，防火剂/MF，防火剂/MF DMDHEU)，并对防火剂和DMDHE体系的稳定性进行了研究，发觉防火剂/DMDHEU后整理液能够稳定共混24h，可确保生产使用。基于DMDHEU的防火体系甲醛含量较低，并且耐水洗性能好，而MF系统能够给予防火布较高的初始防火性能和较少的强力损失。可以根据两种交联剂的特点对防火体系进行调整以获得需要的效果。WeidongWu[4]等人采纳双因素实验设计方法研究了无甲醛防火剂/(MF DMDHEU)的防火性能，发觉体系中随着DMDHEU含量增加，防火防火布的耐洗性增加，强力下降较为严峻，而随着MF的含量增加，防火布的防火性增强，强力下降较轻。原因是[5]DMDHEU分子中有两个N-半缩醛结构，可以和纤维素和防火剂上的羟基发生反应，从而使纤维素和防火剂两者之间发生交联，后整理后防火布的耐久性能较好。而MF中含有-NH2和N-CH2OH可以发生相互交联，资料中介绍在防火剂/MF体系中，绝大部分的MF都是和防火剂的羟基反应或发生了白交联反应。DMDHEU和MF两者能作为氮源和防火剂中的磷元素起协同作用，但相比较而言，MF是更好的氮源，所以防火剂/MF体系的协同效果更明显，防火效果更好。瑞士Ciba-Geigy开发的Pyrovatex CP类防火剂是一种用于纤维素纤维防火布的反应型防火剂，在后整理过程中为促进交联增强防火耐久性需使用N-羟甲基类交联剂，防火后整理后具有高的耐久性，降强少等优点，但防火剂和交联剂两者在后整理和服用过程中都会产生甲醛问题，为了解决此防火体系的甲醛问题，青岛大学朱平教授采纳多元羧酸作为交联剂代替常规的N-羟甲基类交联剂。然后在催化剂存在下经过高温焙烘形成共价交联，以获得耐久防火性。这种体系采纳的后整理工艺为:浸轧(二浸二轧，轧余率100%)-烘干(100℃，3min)-焙烘(180℃，3min)-水洗(冷水冲洗)，采纳这种方法，资料[3]中介绍这种防火体系防火效果好，能满足面料品的防火要求，防火防火布游离甲醛含量由1200mg/kg降到200mg/kg，并且防火剂和交联剂的用量低，能够节约成本。这两种方法降低了其原有防火体系引起的甲醛含量，但仍旧不能幸免甲醛问题，种体系采纳了含甲醛类的交联剂，而第二种防火体系使用的防火剂仍为含甲醛类，所以并没有彻底解决防火的甲醛问题。

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