CN1300894A - 耐久型阻燃抗油拒水混纺织物及制造工艺 - Google Patents

Abstract

一种耐久型阻燃抗油拒水混纺织物,混纺比为涤纶或尼龙/棉或粘胶纤维为45—75/65—25,重量大于160g/m²,经含氟抗油拒水剂与磷系阻燃剂处理。制造工艺是将上述混纺料由阻燃剂、抗油拒水剂二浴法整理:即先作阻燃整理,然后再作抗油拒水整理,即以浸轧阻燃液—烘干—焙烘—中和—皂洗—防油整理。使织物在阻燃性、抗油拒水性、耐洗性、强力、织物手感等主要技术指标都符合要求,可以在石油、化工、电子、发电和国防等领域广泛使用。

Description

耐久型阻燃抗油拒水混纺织物及制造工艺

本发明涉及一种耐久型阻燃抗油拒水混纺织物及制造工艺。

随着纺织品使用范围的扩展和用量的增加，由纺织品易燃性造成的火灾损失和人员伤亡，已引起世界各国的重视。火灾的50％是由纺织品和服装引起的。石油、化工、冶金、交通、林业、消防等部门的职工在生产操作和灭火战斗中，常遇到明火及油水的袭击，引起事故，造成伤害。

这就需要既阻燃又抗油拒水的织物。八十年代，国内外大量采用聚氯乙烯(PVC)双面涂层织物，阻燃氯丁橡胶制品等材料作阻燃抗油拒水性能，但因其不透汽(湿)、手感硬挺，皮肤感觉差，而不适宜作劳动防护服装。

90年以后，上海、陕西、河南等地先研究开发成功阻燃防水纯棉帆布，主要用于消防服装。这种织物的主要问题是强力较低，尤其是中薄织物(撕破强力小于20N)，达不到使用要求；织物不具备防油性能，石油、交通等部门无法使用。

阻燃及抗油拒水混纺织物是技术开发的热点：如一是以阻燃涤纶纤维与阻燃棉纤维混纺，这种方法在理论上是可行的，难点在于棉纤维的阻燃处理很难适应大规模工业化生产，间歇法处理效率又很低；二是阻燃涤纶纤维与普通棉纤维混纺，根据资料报导，即使阻燃纤维的比例很大，也难以得到符合要求的阻燃织物，阻燃涤纶/棉为65/35时，织物的氧指数(LOI)仅为19.0(阻燃要求LOI＞27)，即使是50/50的芳纶1313/棉混纺织物，氧指数才21.5，距要求都相关甚远。

阻燃抗油拒水混纺织物的制造工艺仍然在进行着：阻燃与抗油拒水通常情况下是矛盾的，因为常用的抗油拒水剂，如有机硅、硬脂酸衍生物等都是可燃性材料，它们与阻燃剂共用时，不仅相当于织物上阻燃剂用量的减少，而且防水剂多缚着于纤维表面，致使织物的阻燃性下降和织物表面的续燃性加大。

如甲基含氢硅油和硬脂酸衍生物抗油拒水剂与FR-102阻燃剂共用时，织物的损毁长度由70.8mm增至120mm，续燃时间10-15秒，已超过5秒的国家标准规定。

阻燃抗油拒水混纺织物的制造工艺仍然在进行着：一是将阻燃剂、抗油拒水剂等材料科学复配，然后用一浴浸轧-焙烘法对织物进行整理。但是焙烘后织物已具有防水性能，使其后续工序(如中和、水洗等)十分困难，导致织物手感硬挺，强力下降，服用性差；二是将涤棉织物进行阻燃加工，后用抗油拒水涂料双面涂层，这种织物的透汽(湿)极差，仅少量用于工业和装饰织物。

而使用耐久型阻燃抗油拒水混纺织物(或服装)可以防止重大火灾事故发生，减少工伤事故造成的损失，有着十分重要的意义。耐久型阻燃抗油拒水混纺织物(或服装)也适用于陆军、海军、空军、卫星发射及导弹部队的油料、燃料贮存和运输，以避免或减少人为失误、环境因素和致火武器引起的火灾损失。耐久型阻燃抗油拒水涤棉织物制造工艺的开发也具有极大意义。

混纺织物，主要指涤纶、尼龙、棉和粘胶纤维的混纺。此类混纺织物有着特别的经济意义和使用价值。但涤纶纤维含量在50％以上的涤棉与涤粘混纺织物的耐久阻燃抗油拒水技术难度很大。涤棉织物燃烧时的“支架现象”、“阻燃剂迁移效应”和“裂解产物相互诱导作用”等原因，使其阻燃加工比纯棉织物和纯涤纶织物都困难得多，国内外至今尚未有较理想的产品和相关报导，也没有开发出专门用于涤棉混纺织物的阻燃剂。

本发明的目的是提供一种阻燃抗油拒水混纺织物及制造工艺，尤其是耐久型阻燃抗油拒水涤纶、尼龙、棉和粘胶纤维混纺织物及制造工艺。本发明的目的还在于提供一种在阻燃性、抗油拒水性、耐洗性、强力、织物手感等主要技术指标都符合要求的处理织物的最佳配方和工艺加工路线。本发明的目的还在于提供一种可以防止重大火灾事故的阻燃抗油拒水混纺织物(或服装)，并可以在石油、化工、电子、发电和国防等领域广泛使用。

本发明的目的是这样实现的：一种耐久型阻燃抗油拒水混纺织物及制造工艺，其特征是混纺比为涤纶或尼龙/棉或粘胶纤维为45-75/65-25，重量大于160g/m²，经含氟抗油拒水剂与磷系阻燃剂共用时，并阻燃、抗油拒水二浴法整理：即先将织物作阻燃整理，然后再作抗油拒水整理。

一种耐久型阻燃抗油拒水混纺织物的制造工艺，其特征是将上述混纺料以下述方式处理：浸轧阻燃液、烘干-焙烘-中和-皂洗-防油整理。

制造工艺的进一步处理是：经防油整理后再经机械揉搓处理。

阻燃、抗油拒水二浴法整理：即先将织物作阻燃整理，然后再作抗油拒水整理。这种方法虽然多了一道工序，但产品手感柔软、透汽舒适，质量可靠，便于大规模工业生产，因此本研究采用这种技术路线。普通涤棉等混纺织物的第一步阻燃整理，其特点是：工艺简单，多种成份，不同结构的织物可依次整理，适用性强，只需适当调整配方和工艺，即可生产不同需求的产品。

根据阻燃剂的磷、卤元素协效原理，在选用含有大量氟元素的抗油拒水剂与磷系阻燃剂共用时，不仅不会降低织物上阻燃元素的含量，而且缚着于纤维表面的抗油拒水剂也同时具有阻燃性，不致引起织物表面续燃性的增加。防油剂A是十二碳的全氟化合物，与磷系阻燃剂FR-102有很好的协效性，两者共用整理的涤棉等混纺织物不仅阻燃、抗油拒水性能良好，而且织物的强力、手感等其它物理指标也符合要求，因此工业生产即采用磷系阻燃剂与含氟抗油拒水剂共同对混纺和涤棉织物整理的兼容技术。

本发明具有下述特点：本发明采用对混纺织物较为有效的国产阻燃剂，以轧-焙工艺对混纺尤其是涤棉进行处理，给出了不同阻燃剂浓度时，织物增重和织物氧指数的变化范围，从而使织物在阻燃性、抗油拒水性、耐洗性、强力、织物手感等主要技术指标都符合要求，本发明的目的还在于提供一种可以防止重大火灾事故的阻燃抗油拒水涤棉织物(或服装)，并可以在石油、化工、电子、发电和国防等领域广泛使用。

涤棉半线卡和尼龙粘胶纤维布进行了耐久阻燃和抗油拒水整理试验，试制的耐久型阻燃抗油拒水涤棉织物经国家劳动保护用品质量监督检验中心、国家棉纺织产品质量监督检验中心和江苏省卫生防疫站检测，阻燃、抗油拒水、强力、手感、透湿、毒性等主要技术性能指标，不仅符合项目技术指标要求，同时也符合GB8965-1998《阻燃防护服》和GB12799-91《抗油拒水防护服安全卫生性能要求》的规定。

分别在林业扑火、消防、石油等部门组织试穿试用，都得到了很好的评价。

以下通过实施例对本发明作进一步说明：

本发明织物是一种耐久型阻燃抗油拒水混纺织物，混纺比为涤纶或尼龙/棉或粘胶纤维为45-75/55-25，重量为180-330g/m²，均以常规方法纺织，典型的混纺比为涤纶或尼龙与棉或粘胶纤维的比为45/55及65/35，重量为200-250g/m²，更典型的混合比为涤纶/棉尼与尼龙/粘胶纤维为50/50，以下均以此比例的织物为例进行处理：当然，涤纶或尼龙与棉或粘胶纤维共可以组成四种织物。

涤纶/棉与尼龙/粘胶纤维混纺织物为50/50半线卡和纱卡。涤棉混纺织物的实施例为，涤棉混纺比为50/50,42s/2×21s,120×65(根/寸)的半线卡为主要基布品种。

经含氟抗油拒水剂与磷系阻燃剂共用，并经阻燃、抗油拒水二浴法整理：即先将织物作阻燃整理，然后再作抗油拒水整理。

制造工艺将上述混纺料以下述方式处理：白坯染色-浸轧阻燃液、烘干-焙烘-中和-皂洗-防油(含氟抗油拒水剂)整理。

浸轧阻燃液、烘干、中和、皂洗、防油(含氟抗油拒水剂)整理均为常规工艺条件。

制造工艺的进一步处理是：经防油整理后再经机械揉搓处理。

阻燃配方

上海或郑州所产的阻燃剂FR-102、FR-101、FR-201亦可以选汽巴加基公司的PYROVATEX CP NEN其组分为：32-60

308交链剂 A

608树脂   B

脲素      C

柔软剂AS  D

渗透剂JFC 0.52

催化剂    0.61常用的如磷酸或氯化铵

软水      余量

合计      100.0(％)

抗油拒水剂配方

上海或郑州所产的抗油拒水剂A，亦可以选汽巴加基公司的PHOBOTEX CACONE 4-20

308交链剂    F

PH值调节剂    G

催化剂0.53常用的如醋酸锌

软水    余量

合计    100.0(％)

上述A、B、C、D、F、G的比例分别为2-15、2-10、4-11、3-5、4-10、1-5。

本发明采用对涤棉混纺织物较为有效的国产阻燃剂，以轧．焙工艺对50/50涤棉半线卡和纱卡进行处理，根据正交试验结果，本发明给出了不同阻燃剂浓度时，织物增重和织物氧指数的变化范围，

表1给出了织物增重对织物手感和耐洗性的影响。

表1为织物增重对织物手感和耐洗性的关系

洗涤条件和次数按GB8965-1998的规定进行

从表1可以看出：随着阻燃剂使用浓度的增加，整理织物的增重和氧指数也增加，但织物的手感变硬，耐洗性的增幅逐渐减少，实际生产中使用最少量的阻燃剂。一方面可防止过量的阻燃剂在织物表面沉淀，引起手感变硬，影响服用性能：另一方面可降低生产成本。阻燃剂使用浓度在39.8-43.0％时更好，织物增重为25.0-27.0％，初始氧指数28.8-29.5，织物洗涤以后的氧指数27.8-28.0。

交链剂用量直接影响到整理织物的阻燃性、耐洗性和手感的柔软程度。一是应用复合型交链剂，以提高其活性、粘附性和渗透性；二是在不影响织物手感和强力的情况下适当加大用量，试验取得了满意的效果。

阻燃抗油拒水涤棉织物在5次洗涤以前，损毁长度随沈次数的增加成线性增长，而在洗涤10次以后，损毁长度的变化非常平缓。这说明阻燃抗油拒水涤棉织物的耐洗性非常优良。

固着交链是阻燃整理中最关键的工艺，它在很大程度上决定了成品织物的手感、耐洗性、强力的损失和色光的变化。固着交链为流行的方法有氨熏固着和高温焙烘固着。

高温焙烘固着是一个十分复杂的物理化学过程：既有阻燃剂与棉纤维的共价交链，又有棉纤维、阻燃剂和交链剂之间的价键结合：同时还有阻燃剂、交链剂向涤纶纤维和棉纤维的渗透、附着，靠分子间的次价键力形成十分牢固的物理吸附。高温焙烘固着的关键参数是焙烘温度和焙烘时间：温度过高，时间过长，会使织物强力损失加大，织物手感变硬；还会使含氮交链剂过度分解，产生的含氮化合物与游离甲醛反应，焙烘温度过低，时间过短，则固着交链程度不够，物理吸附不充分且影响织物的阻燃性和耐洗涤牢度。

表2  不同焙烘温度与耐久阻燃抗油拒水织物(涤/棉)的性能特征

从表2可以看到：焙烘温度157-168℃，但163-165℃时，织物的增重、洗脱率、手感、阻燃性都比较好。

对于耐久阻燃抗油拒水尼龙／粘织物焙烘温度降低5-10℃。

阻燃剂协效的柔软剂AS，以提高纤维和织物结构间相对位移的能力，并使织物表面柔顺滑爽；另一方面在织物成品之前，使用气动式超级机械揉搓处理，以打碎物理附着于织物表面的树脂大分子链节，总平均抗弯长度(硬挺度)为3.4厘米。

耐久型阻燃抗油拒水涤棉织物的阻燃性和耐洗性不仅符合项目指标要求，而且优于GB8965-1999和BSEN470-1-1995的规定；抗油拒水性能和耐洗牢度，也符合项目指标要求，而且优于GBl2799-91的规定。

耐久型阻燃抗油拒水织物的阻燃和抗油水兼容协效能力极佳。

耐久型阻燃抗油拒水织物的断裂强力、缩水率、硬挺度、毒性均优于项目指标和国家标准的规定。

表3  耐久阻燃抗油拒水织物的阻燃和抗油拒水性能

表4    耐久型阻燃抗油拒水涤棉织物的物理性能抗油拒水涤棉织物应该达到的项目技术指标阻燃性(洗前和洗后)：续燃时间，S    ≤5

阻燃时间，S    ≤5

                  损毁长度，mm≤150

                  无熔融、滴落现象抗油性能，分：洗前    ≥130，洗后    ≥80拒水性能，级：洗前    =5，洗后    ≥1断裂强力，N：      ≥450撕破强力，N：      ≥30透湿量，g/m²·24h：≥400硬挺度，平均抗弯长度，cm：≤4.5缩水率，％：≤2.0毒性：无皮肤过敏反应抗油拒水涤棉织物达到了原定的项目技术指标。阻燃性：续燃时间(S)    0(洗前和洗后)

    阻燃时间(S)    1.2(洗前)，1.1(洗后)

    损毁长度(mm)   58.0(洗前)，57.5(洗后)

    熔融温度       无抗油性能(分)           130(洗前)，90(洗后)拒水性能(级)           5(洗前)，4(洗后)断裂强力(N)            1420(经向)，712(纬向)撕破强力(N)            74.2(经向)，31.2(纬向)缩水率(％)             -0.7(经向)，0.2(纬向)透湿量(g/m²·24h)      10870硬挺度(cm)             3.4毒性                   无

Claims (5)

1．一种耐久型阻燃抗油拒水混纺织物，其特征是混纺比为涤纶或尼龙/棉或粘胶纤维为45-75/65-25，重量大于160g/m²，经含氟抗油拒水剂与磷系阻燃剂处理。

2．一种耐久型阻燃抗油拒水混纺织物的制造工艺，其特征是将上述混纺料由阻燃剂、抗油拒水剂二浴法整理：即先将织物作阻燃整理，然后再作抗油拒水整理，即以下述方式处理：浸轧阻燃液、烘干-焙烘-中和-皂洗-防油整理。

3．由权利要求2所述的耐久型阻燃抗油拒水混纺织物的制造工艺，其特征是制造工艺的进一步处理是：经防油整理后再经机械揉搓处理。

4．由权利要求2所述的耐久型阻燃抗油拒水混纺织物的制造工艺，其特征是阻燃剂FR-102、FR-101、FR-201或YROVATEX CP NEN，组分为32-60％，抗油拒水剂为型号A，或PHOBOTEX CA CONE组分为4-20％，并在交链剂作用下配制成处理液。

5．由权利要求2所述的耐久型阻燃抗油拒水混纺织物的制造工艺，其特征是涤棉织物的焙烘温度157-168℃,163-165℃更优，尼龙/粘织物的焙烘温度低于涤棉织物的焙烘温度5-10℃。