滌綸織物的阻燃、防水復合整理

孫紅玉，劉玉娥，賈榮霞，劉曉敏

（1.山東省短流程印染新技術重點實驗室，山東濱州 256617；2.濱州華紡工程技術研究院有限公司，山東濱州 256617；3.華紡股份有限公司技術中心，山東濱州 256617）

隨著社會的進步和經濟的迅速發展，人們開始要求舒適和健康的生活方式，對紡織品的要求已不只是外觀好看，還希望其生態環保并且具有特殊功能［1］。因此，研制出多功能復合織物對提高人們的生活質量、促進我國紡織貿易的發展都具有重大的意義［2］。對織物進行多功能復合整理，要考慮功能整理劑、助劑和工藝參數等因素的相互影響，復配不只是各功能間的簡單疊加，而是各功能整理劑、助劑間的相互抑制或協同作用的過程［3-4］。各種功能整理劑本身和整理工藝之間是否具有較好的相容性極其重要。此外，各種功能整理劑之間如何發揮較好的協同作用也是紡織品復合整理的一個難題［5-7］。

本實驗將在4 種阻燃劑（MT202、NB840、FR188、FR199）中選擇合適的阻燃劑，采用阻燃、染色同浴法將阻燃劑整理到滌綸織物上，再將防水劑Nuva N2114liq 通過浸軋工藝整理到滌綸阻燃織物上，以達到較好的阻燃和防水效果，并且不影響織物K/S值、撕破強力等。

1 實驗

1.1 材料和儀器

材料：滌綸織物（單位面積質量170 g/m2，蘇州水杉紡織有限公司），英彩休藍E-BL100（約克夏化工控股有限公司），擴散劑NNO（工業級，安陽市龍泉化工有限公司），防水劑Nuva N2114liq（工業級，科萊恩化工有限公司），阻燃劑MT202、NB840、FR188、FR199（工業級，浙江日華化學有限公司），冰醋酸（化學純，浙江中星化工試劑有限公司），氫氧化鈉、保險粉（工業級，浙江漢諾化工科技有限公司），表面活性劑（工業級，常熟耐素生物材料科技有限公司），皂粉（工業級，中青海鷗洗滌用品有限公司）。

儀器：WO-3L 型智能數顯恒溫油水浴鍋（鞏義市予華儀器有限責任公司），FE20 型實驗室pH 計［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］，HWX-24 型紅外染色機、P-AU 型軋車（浙江省桐鄉市振和化工儀器有限公司），M-TENTER 型連續式小樣定形機（蘇州名豪機械設備有限公司），LY-07A 型織物阻燃性能測試儀（萊州市電子儀器有限公司），XQG75-B1286型滾筒全自動洗衣機（青島海爾滾筒洗衣機有限公司），DHG-9075A 型鼓風干燥箱（上海天呈實驗儀器制造有限公司），YGB026H-250 型織物強力測試儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司），LLY-B 型織物表面沾水性測試儀、Color i7 型X-rite 電腦測配色儀（上海圖新電子科技有限公司）。

1.2 阻燃、染色同浴工藝

前處理工藝：表面活性劑0.3 g/L，浴比1∶20，100 ℃，1 h。

阻燃、染色同浴工藝：染料2%（omf），擴散劑1 g/L，阻燃劑15%（omf），浴比1∶10，pH 4.5。

阻燃、染色同浴工藝曲線如下所示：

還原清洗工藝：保險粉2 g/L，NaOH 2 g/L，80oC，15 min，浴比1∶10。

防水整理工藝：浸軋→120 ℃預烘2 min→180 ℃焙烘30 s。

1.3 測試

阻燃性能：用織物阻燃性能測試儀將30 cm×8 cm 的樣條置于燃燒器下點燃，測定12 s 后試樣的續燃、陰燃時間以及損毀長度［6］。B1 級，損毀長度≤15 cm，續燃時間≤5 s，陰燃時間≤5 s；B2 級，損毀長度≤20 cm，續燃時間≤10 s，陰燃時間≤10 s。

防水性能：參考AATCC 22—2017 實驗方法［8］進行測試。

復合整理的耐洗性：按AATCC 124—2009 實驗方法［9］，用全自動洗衣機在40 ℃下對復合整理織物進行洗滌，對比洗滌0、5、10、20次后的阻燃、防水效果。

K/S值：用電腦測配色儀在10°視角、D65光源條件下，染色樣折疊12層，在17 mm孔下測定布樣的K/S值。

撕破強力：采用織物強力測試儀通過單舌法［10-11］進行測定。試樣尺寸200 mm×50 mm，實驗條件為：溫度20 ℃，相對濕度65%，夾持長度80 mm，拉伸速度100 mm/min。

2 結果與討論

2.1 阻燃劑對染色滌綸織物K/S值的影響

染液中分別不加阻燃劑、加入4 種不同用量阻燃劑，用高溫高壓染色法對織物進行同浴染色，電腦測配色儀測K/S值，結果如表1所示。

表1 4種阻燃劑對織物K/S值的影響

由表1 可以看出，在染色深度為0.1%時，加阻燃劑染色的滌綸織物與不加阻燃劑染色的滌綸織物K/S值變化范圍在±0.30，幾乎無影響；在染色深度為1.0%時，加阻燃劑染色的滌綸織物與不加阻燃劑染色的滌綸織物K/S值變化范圍在±0.70，幾乎無影響；在染色深度為3.0%和6.0%時，加阻燃劑染色的滌綸織物與不加阻燃劑染色的滌綸織物K/S值變化范圍在±2.00，在合理范圍內。

隨著染色深度的增加，K/S值變化較大的原因可能有3 方面：（1）阻燃劑的影響，因為4 種阻燃劑都是乳白色液體，在染深色時，阻燃劑本身的乳白色對織物K/S值的影響比較明顯；（2）由于染料用量的增加，而浴比沒有改變，滌綸織物的染料上染量增加，K/S值變大；（3）由于整理工藝是阻燃、染色一浴法，所以染料和阻燃劑同時進入滌綸纖維內部，會產生競爭作用，在染料用量較低時，染座是足夠的，競爭不明顯［7］，染料用量較高時，阻燃劑用量沒有變，競爭作用就會比較明顯，對K/S值的影響也就相對變大。

2.2 阻燃整理與防水整理的相互影響

比較防水整理前后織物的阻燃及防水性能，結果如表2 所示。由表2 可以看出：（1）不加阻燃劑的織物和MT202 整理的織物損毀長度都大于27 cm，即全部燒斷；FR199 整理的織物損毀長度都在24 cm 以上，續燃時間都在15 s 左右；加NB840 和FR188 整理的織物效果相對較好，其他兩種阻燃劑達不到理想效果的原因可能是這兩種阻燃劑的粒徑較大，不易進入纖維內部，只能附著在纖維表面，在滌綸染色的過程中，經過還原清洗后，織物表面附著的少量阻燃劑也被洗掉，因此織物阻燃性能差。（2）經過防水整理后，只有30% NB840 和30% FR188 整理的織物沒有燒斷，其他3 種織物全部燒斷，防水整理后織物損毀情況比整理前嚴重，并且續燃時間都有增加，說明防水劑或者防水整理工藝會降低滌綸的阻燃性能，原因是防水劑為有機高分子，在燃燒過程中可起到助燃作用，滌綸的續燃時間延長，損毀長度增大。（3）對比防水整理前后的防水性能可以看出，經過防水整理后，織物的防水性能都能達到95 分，說明防水劑Nuva N2114liq 的防水效果很好。對比不加阻燃劑和加入阻燃劑的織物可以發現，4 種阻燃劑對防水整理效果沒有影響。因為阻燃整理是將阻燃劑整理到纖維內部，而防水劑則是通過軋-烘-焙整理在纖維表面，兩者不會發生沖突。

表2 防水整理前后織物的阻燃、防水性能

2.3 復合整理對織物K/S值的影響

用防水劑Nuva N2114liq 對織物進行防水整理，測試阻燃、防水整理后的織物K/S值，結果如表3 所示。由表3 可以看出，防水整理后織物的K/S值都增加，增幅在2.50～6.50，顏色深度增加。K/S值增加的原因是防水劑Nuva N2114liq 為有機氟樹脂，其折射率（1.38）小于滌綸的折射率（1.62），具有低折射率的防水劑在滌綸表面形成均勻薄膜，降低了表面的反射光，增加了有色光的相對比例，從而使滌綸的顏色加深，即K/S值變大。

表3 防水整理前后滌綸織物的K/S值

2.4 復合整理對織物撕破強力的影響

采用防水劑Nuva N2114liq 對織物進行防水整理，測試阻燃、防水整理后織物的撕破強力，測3 次取平均值，結果如表4 所示。由表4 可以看出，織物的撕破強力損失在可接受范圍內。這是因為防水劑Nuva N2114liq 的引入，在織物表面形成薄膜，可以抵消一部分撕破力，在一定程度上提高了織物的撕破強力。

表4 防水整理前后織物的撕破強力

2.5 復合整理的耐洗性

選定阻燃劑FR188 和防水劑Nuva N2114liq 對滌綸織物進行復合整理，并對復合整理后的織物進行水洗，對比洗滌0、5、10、20 次后織物的阻燃及防水性能，結果如表5所示。

表5 水洗后織物的阻燃及防水性能

由表5 可以看出，經過5 次水洗之后，織物已經基本沒有阻燃效果，防水效果也有所下降，洗10 次之后，防水效果下降較多，但是防水性能仍然合格。實驗中阻燃劑是通過高溫高壓染色法和染料一起進入纖維內部，水洗對阻燃性能影響較大，可能是因為阻燃劑進入纖維內部后沒有與纖維結合，大部分是附著在纖維表面，經過5 次水洗后，表面的阻燃劑被洗掉，織物已經沒有阻燃效果。由于防水劑是整理在織物表面的，所以水洗過程中織物表面的防水劑會被洗掉一部分，防水性能就會有所下降。

3 結論

NB840 和FR188 對滌綸織物的阻燃效果較好，阻燃劑FR188 和防水劑Nuva N2114liq 的復合整理基本可以達到期望的阻燃和防水效果，并且對織物K/S值和撕破強力等的影響較小。但是耐洗性還不夠，水洗5次后，基本沒有阻燃效果；水洗10次后，基本沒有防水效果。整理劑用量會影響整理效果，隨著阻燃劑用量的增加，整理效果顯著提升。