表2中,炭层中含量最多的是磷、氧和碳,磷在炭层表面的质量分数甚至达到了35.82%,超过了纯磷酸铵的理论含磷量31.96%,与阻过程中产生的交联高分子产物多聚磷酸理论含磷量35.63%相近。这说明磷富集于炭层表面,对其凝聚相阻燃发挥了巨大作用。同时,硅、铝在炭层中含量也较高,大大高于二者在阻燃剂配方中的原始含量。这可能是因为在阻燃过程中,三聚氰胺等组分分解后进入气相,而磷、硅和铝等都进入凝高,这对稳定炭层及发挥炭层隔热、隔氧作用有利。尤其是硅形成的硅氧化合物或磷酸硅衍生物,表面能低,易迁移到炭层表面,对提高炭层黏弹性和热稳定性很有帮助。硅含量大大超过铝,可能是由于硅易富集于表面,也可能是由于有机硅改性聚氨酯中的硅也参与了凝聚相阻燃[6]。
2.4 不同阻燃涂层胶的其它应用性能
在阻燃涂层胶中,加有交联剂封闭性聚氨酯,其在焙烘过程中会释放出—NCO,与活性氢发生交联反应,提高涂层胶交联度、涂层牢度和耐水性(表3)。
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由表3可知,含膨胀型阻燃剂的涂层织物,其耐水洗性能比溴锑系差,水洗后的垂直燃烧等级均低于B2级,有续燃;且耐弯曲扭挠性能下降,湿牢度下降为2~4级。
在色差方面,膨胀型阻燃体系明显优于溴锑系产品,避免了在阻燃涂层中或涂层后还要色浆调色的工序。另外,膨胀型阻燃体系涂层织物的手感较好,燃烧过程中低烟少毒。
加入4A沸石对阻燃织物的耐静水压和牢度无明显影响,但对其耐水浸泡和耐水洗性能影响较大。水洗后织物的失重达10%以上,原LOI值最高的4#样品经水洗后阻燃等级为零。含二氧化锰的膨胀型阻燃织物体系水洗后的牢度和阻燃性能下降更快。含氧化锌的阻燃涂层体系,由于阻燃涂层胶流平性与耐水性差,粗糙发黏,耐静水压比较低,因而在水洗或水浸泡后,阻燃性能和色牢度下降很多。
对于增效剂增效膨胀型阻燃织物,除了阻燃性能有待进一步提高外,耐洗性也需改进。如通过改变沸石硅铝比例、沸石孔径、颗粒大小及种类,采用表面包覆改性、添加偶联剂、覆盖更致密耐水涂层面胶和外加交联剂等方式,可改善阻燃涂层织物耐水洗性能[6-7]。
3 结论
(1)以聚磷酸铵(APP)为酸源、季戊四醇(PER)为炭源、三聚氰胺(MEL)为气源、水性聚丙烯酸酯为黏合剂的膨胀型阻燃体系应用于涤纶织物,阻燃效果良好,色差小,手感柔软光滑。
(2)使用恰当用量的4A沸石作增效剂,可提高阻燃织物LOI值,且在质量分数为2.8%时的增效作用最明显,LOI值达24.8%。
(3)在膨胀型阻燃体系中添加二氧化锰或氧化锌,应用于涤纶牛津帐篷布的阻燃涂层,不利于形成完整、致密膨胀的阻燃炭层,对体系阻燃无增效作用。∞
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