织物的阻燃涂层整理

徐 璀

1．前言

据美、英、日等国家对火灾起因的统计，近年来纺织品引起的火灾呈上升趋势，已占据火灾总数的一半，造成了生命和财产的巨大损失，世界各国纷纷出台了纺织品阻燃的有关标准，对室内装饰、工业用布、服装用纺织品等做了严格的规定。

绝大部分的纺织材料是可燃的，需要经过阻燃处理来降低燃烧速度或使其离开火源后能够迅速停止燃烧。纺织品的阻燃整理有两种方式：1、添加型，将阻燃材料与纺丝原液混和，或将阻燃剂加到聚合物中再纺丝，从而使纺出的丝具有阻燃效果。2、后整理型，在染整加工过程中，将阻燃材料通过浸渍、浸轧或涂层等方法整理到织物上。本文主要介绍织物的阻燃涂层整理。

阻燃涂层胶是功能性涂层胶的一种，是把阻燃材料通过一定的方式添加到涂层胶中去，整理后不仅具良好的涂层风格，同时赋予织物优异的阻燃效果。涂层阻燃整理与传统的浸渍或浸轧阻燃整理相比，具有耐洗性好，强力不下降，不需要污水处理等优点，因此，在室内家纺、工业用布等领域应用广泛。

2. 阻燃涂层胶中涂层基胶的类型和性能特点

印染行业应用的涂层胶主要有聚丙烯酸酯（PA）、聚氨酯（PU）和PUA。PA的价格较低，合成和聚合技术较易掌握，能满足一般涂层要求，但目前市场上的产品质量参差不齐。与PA相对，PU在性能上有独特之处，主要为耐磨、耐溶剂、耐低温（一30℃以下），防水透湿性好，具有优异弹性和皮膜感。PUA是将PU与PA进行接枝，它结合了PU与PA的优点，但技术难度较高。PA、PU和PUA都可以作为阻燃涂层胶的基胶。

从涂层胶使用的溶剂来分，可分为溶剂型涂层胶和水系型涂层胶。溶剂型涂层胶使用最普通的溶剂有二甲基甲酰胺（DMF）、丁酮（MEK）、甲苯（TOL）、异丙醇（IPA）、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丁醇、醋酸乙酯等，毒性较大，且易燃易爆。与溶剂型涂层胶相比，水系型涂层胶具有环保、不燃、加工过程安全等优点，但与织物的粘着力，成膜性能

3．水性阻燃涂层胶中阻燃材料的类型和性能特点

目前，水性阻燃胶都是添加型，即在涂层胶中添加适当阻燃材料。常见的阻燃材料有氮-磷系列和溴-锑系列。氮-磷系列有聚磷酸铵APP、改性三聚氮胺MCA等，这些元素对织物可以起到一定的阻燃效果，但耐洗性相对较差，且布面容易出现白印。溴-锑系列，常用的有十溴二苯醚和三氧化二锑。它们按一定比例复配具有非常优异的阻燃效果，是目前使用最为广泛，公认为阻燃效果最优异的阻燃材料。近年来，大家都非常关注溴-锑系列的毒性和对环境造成的影响。

欧盟对十溴二苯醚的风险评估。

经过10年的科学研究，欧盟于2004年5月结束了针对十溴二苯醚进行的风险评估。其中豁免决定的导言部分第三段写道“十溴二苯醚的风险评估------结果表明现阶段除了对消费者已经采取的风险削减措施，不需要再额外采取任何措施-------在没有进一步科学发现之前，十溴二苯醚的应用将被豁免”。

因此，十溴二苯醚是经过最多科学检验的阻燃材料。科学数据充分显示了它对人类健康和环境带来的风险是可控制的，从防火安全角度看它对社会贡献也很大。十溴二苯醚经过了如欧盟、日本和美国等全球很多国家和科学研究，都没有证明它对环境和人类健康存在风险。这也是欧盟对十溴二苯醚的评估结论，需要注意的是评估的对象，是含有不超过3％的杂质（主要是九溴二苯醚）的商用十溴二苯醚。

三氧二化锑主要是作为阻燃剂配合剂，与一定量的溴或氯的卤化物一起作用与塑料、涂料、密封胶、橡胶和纺织面料中。当它作为一种阻燃增效剂使用时，阻燃系数会大大提高。

三氧化二锑在欧盟国家可以不受任何限制进行应用和贸易。

从上述的研究结论中，大大增强了我们在阻燃涂层胶中继续使

4．各类阻燃涂层胶的性能特点

溴-锑系列这类阻燃材料所含卤素分子量较大，、非常容易与水性涂层胶形成相分离，要获得稳定的产品必须解决这一难题。我们通过采用卤锑超细粉体包复技术在阻燃剂微细粒子表面包复水性PU、水性PUA或水性PA，成功地解决了这个难题并开发水性PU阻燃胶TF-680、水性PUA阻燃胶TF-682和水性PA阻燃胶TF-681，用以满足客户的不同需要。

4.1 理化指标

表1

水性PU由于分子结构中的氨基甲酸酯含有N元素而具有一定的阻燃性能，在配方设计中的溴-锑材料相对可以少加，这样可以保持PU的牢度、膜感、水压等各项性能。

4.2 各类织物上的阻燃效果

表2

织物： 300D涤纶低弹丝（原布克重：150g/m2），采用二刀涂层，涂层后增重43 g/m2。

表3

织物：80/20涤/棉布（原布克重：128g/m2），采用二刀涂层，涂层后增重36g/m2。

表4

织物：全棉布（原布克重：130g/m2）上，采用二刀涂层，涂层后增重38g/m2。

阻燃胶在织物上增重达到25-35％后，都可以达到国标B1级标准和美国阻燃PAI-84标准，且水洗后仍可保持良好的阻燃性能。水性PU阻燃胶TF-680中含有较多的极性基团，如酯键、氨酯键、脲键等，可与纤维结构中的羟基、羧基、氨基、酰胺基等活性基团反应，形成牢固的化学键，与织物的附着力非常强，同时，由于水性PU的成膜性好，在水洗过程中水洗膜不易溶胀，阻燃材料不容易脱离这层包覆膜，因此，TF-680的耐水洗性能非常突出。当客户对阻燃涂层的耐水洗要求非常高时，可以选择TF-680。

4.3 黄变性

表5

我们采用了极端的条件来测试阻燃涂层后的黄变，水性PUA阻燃胶TF-682的黄变性较小，水性PA阻燃胶TF-681的黄变更小，可以在白色织物上涂层。水性PU阻燃胶TF-680的黄变性较大，不适合用于白色织物。这是由于为了让织物涂层后的弹性、皮膜感更优异，我们

4.4 其它性能

表6

5．工艺条件对各性能的影响

5.1 防水剂的影响

防水剂的类型和用量会对涂层后的牢度造成较大影响。我公司的防水剂TG-528A、TG-529A等由于含有聚氯乙烯成份，可与织物和涂层胶中的极性基团反应，提高涂层后的剥离强度，其中对水性PU阻燃胶TF-680和水性PUA阻燃胶TF-682的改善更为明显。防水度可控制在80-95分，防水度

5.2 轧光的影响

织物进行轧光后，织物表面变得光洁，纤维的空隙变小，可有效防止涂层渗胶，改善涂层皮膜感，但轧光对涂层的剥离强度却有明显下降作用。在低弹丝以及较为疏松的织物上可先进行轧光，在长丝类织物建议不进行轧光处理。

5.3 涂层量的影响

涂层量直接影响织物的阻燃效果和其它涂层性能，一般而言，阻燃涂层增重达到原布的20-35％后具有较好的阻燃效果，涤棉布、全棉布的上浆量相对涤纶要多一些，有绒毛的布较平纹布要多一些，具体用量需要先进行打样测试。涂层的均匀性也非常重要，相同增重采用二刀涂层比一刀涂层的阻燃稳定要好。

5.4 交联剂和牢度增强剂的影响

交联剂TF-630（ 低甲醛三聚氰胺树脂）、牢度增强剂TF-693（水性聚氨脂）与阻燃涂层胶配套使用，可以提高涂层的交联程度，提高涂层剥离、水洗牢度和织物的尺寸稳定性。

5.5 焙烘温度和时间的影响

水性PU阻燃胶TF-680的最佳焙烘温度为160-180℃，温度太低，交联不充分，影响涂层牢度，温度太高（超过190℃），PU会被破坏，出现手感发粘和牢度下降的情况。水性PUA阻燃胶TF-682、水性PA阻燃胶TF-681的最佳焙烘温度为170-190℃。焙烘的时间与织物的厚度直接相关，以充分烘干为好。

6．工厂应用实例

6.1 实例一

加工品种：80/20涤/棉布（原布克重：122g/m2）。

用途：家纺用布

要求：织物背涂后，阻燃效果通过BS-5852 PART 1：1979。

工艺流程：染色布→防水→第一刀阻燃涂层→第二刀阻燃涂层

第一刀阻燃涂层

水性PU阻燃胶TF-680＋交联剂TF-694：1％＋牢度增强剂TF-693：1％＋色浆若干

焙烘温度：175℃

上浆量：50g/m2

第二刀阻燃涂层

水性PU阻燃胶TF-680＋交联剂TF-6

焙烘温度：175℃

上浆量：32g/m2

6.2 实例二

加工品种：300D涤纶低弹丝（原布克重：105g/m2）

用途：工业帐篷

要求：阻燃涂层后，阻燃效果达到美国PAI-84标准，静水压大于500 mmH2O，手感中软。

工艺流程：染色布→防水→轧光→第一刀阻燃涂层→第二刀阻燃涂层

第一刀阻燃涂层

水性PUA阻燃胶TF-682 ＋色浆若干

焙烘温度：185℃

上浆量：47g/m2

第二刀阻燃涂层

水性PUA阻燃胶TF-682＋色浆若干

焙烘温度：185℃

上浆量 ：32 g/m2