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曹俊静 审协江苏中心 江苏苏州 215163
【文章摘要】
对梭织涤纶防水织物涂覆混有环保型大分子阻燃剂的涂层胶，在防水剂用量为14 g/L，阻燃剂与聚氨酯用量质量比为2:25，涂层后150 ℃焙烘1 min，并控制涂覆量为50 g/m2，获得了防水性能达到5 级，燃烧性能达到美国帐篷阻燃标准CPAI-84 要求的不沾色阻燃织物，并且整理织物的静水压达到2800 Pa，涂层粘合强度大于1。
【关键词】
涂层；阻燃；防水；沾色；涤纶织物
中图分类号: TQ314.24 文件标识码:B
目前市场是无卤耐久涤纶阻燃剂主要有环状磷酸酯、膦酸酯齐聚物等[1]，这些阻燃剂主要通过浸轧烘工艺而吸附于涤纶纤维上或进入涤纶纤维内部，并赋予织物耐久阻燃性，但是用这一工艺处理织物存在着阻燃剂用量大、成本高、织物沾色、与防水剂相容性差等缺陷[2,3]。本文选用合适的阻燃剂，并采用涂层法，将阻燃剂涂覆于防水轻薄织物上，获得了防水阻燃不沾色织物。
1 实验
1.1 材料及仪器
织物：75D/190T 梭织深蓝色涤纶织物。
试剂：涤纶织物专用环保阻燃剂磷酸酯聚合物PES-H( 杭州伊联)，防水剂FK- 522( 北京中纺化工股份有限公司)，油性聚氨酯(PU-50F)( 南通恒隆化工)，甲苯( 市售)。
仪器：M—TENDER 型立式轧车、UPEI 型连续式织物热定型机( 台湾瑞比纺织实验仪器设备有限公司)，MU574 型机动涂层机( 北京纺机所装备技术有限公司)，YG(B)026H － 250 型织物强力测试机、YG033A 织物撕裂仪、YG(B)815D － 1 型垂直法织物阻燃性能测试仪( 温州大荣纺织仪器有限公司)，Y902N 型汗渍色牢度烘箱、Y813 型织物防水性能测试仪( 南通宏大纺织仪器有限公司)。
1.2 整理工艺
防水整理配方
FK-522 0~
pH 6~6.5
涂层胶配方
PU
甲苯 10 g
PES-H 0~
工艺： 织物→二浸二轧防水剂→焙烘(160 ℃ ) →涂层→焙烘(140 ℃，1 min)
注：涂层时控制上胶量为50 g/m2。
1.3 整理效果测试
阻燃性能：按照CPAI-84《 A Specification
for Flame-Retardant Materials Used in Capming Tentage》中对帐篷壁和顶部材料的测试方法测试整理织物在水浸泡前后的经向燃烧性能. 所测样品在水浸泡前后续燃时间最大不超过4 s，平均续燃时间不超过2 s，损毁炭长小于
防水等级：按照ISO 4920-1981《纺织品. 织物抗表面沾湿( 喷淋试验) 性的测定》测试，并根据防水等级对照图评出防水等级. 防水等级分为100，90，80， 70，60，50，其中100 所测试样完全不被水润湿，50 为所测试样完全被水润湿。
沾色：按照GB/T5731-1997《纺织品色牢度试验耐水色牢度》测试，并与标准灰色卡对比以评价沾色等级. 标准灰色卡分为1 级，2 级，…，5 级，1 级最差，5 级最好。
涂层粘合强度：按照ISO8096-2《防水布用的橡胶或塑料涂敷的织物. 规范. 第2 部分: 聚氨基甲酸乙酯和有机硅橡胶涂覆织物》测试涂层与基布间的粘合强度。
静水压：按照ISO 1420-1987《橡胶和塑料涂层织物抗渗水性测定静水压试验》测试涂层织物的静水压。
2 结果与讨论
2.1 防水剂用量
在涂层前先对织物做防水处理，防水剂用量对织物防水阻燃性能的影响见表1。
从表1 中可看出，随防水剂用量的增加，织物防水性能提升明显，然而织物燃烧性能下降较大. 考虑到在防水整理后将对织物做阻燃涂层整理，整理过程对织物未涂层面防水性能影响不大，但防水整理对后期阻燃涂层后的织物阻燃性能影响较大，故在符合要求的前提下，应尽可能降低防水剂用量，所以最佳的防水剂用量应为14 g/L。
2.2 阻燃剂用量
对织物做防水阻燃涂层整理，测得织物的性能见表2。
将聚氨酯涂覆于织物表面并在织物表面形成聚氨酯膜，所成的膜可以赋予织物优良的耐静水压性能。所成的膜越均匀，结构越好，织物耐静水压越大，反之， 织物耐静水压越小。因此，织物耐静水压性能是评价涂层织物涂层均匀性和结构完整性的一项重要指标。在聚氨酯涂层胶中加入阻燃剂，改变了最终织物表面聚氨酯膜的结构，并对织物耐静水压性能造成影响. 表1 反应了阻燃剂用量对整理织物耐静水压性能的关系。
从表2 中可以看出，随阻燃剂用量的增加，织物的耐静水压不断下降，这主要是因为在涂层胶中加入的亲水性阻燃剂参与了聚氨酯分子链段聚集成膜过程，但是阻燃剂与聚氨酯分子链段间的作用力不及聚氨酯分子链段本身的相互作用力，从而使所成的膜在受外力时变得相对容易破坏，也即最终织物的耐静水压降低。
实验发现，水浸泡后，织物阻燃性能降低不多，这是因为实验所用的阻燃剂是大分子阻燃剂，其较大的分子链在参与聚氨酯成膜过程中被牢固地固定在聚氨酯
表1 防水剂用量对织物防水阻燃性能的影响
注：只做防水整理，不做涂层。
表2 阻燃剂的用量对整理织物耐静水压性能的影响
注：防水剂用量为14 g/L，涂层后焙烘温度为140 ℃。187
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质量管理
膜中而不易在水浸泡过程中析出。
从表2 中可看出，随阻燃剂用量增加，织物的防水性能基本无变化，织物阻燃性增加明显，当阻燃剂用量增至4 g 时，织物水浸泡前后损毁炭长降低至20 cm 以下， 已满足CPAI-84 要求，考虑成本和涂层织物的耐静水压，最佳的阻燃剂用量为4g。
2.3 涂层后焙烘温度对织物性能的影响
工业生产中，织物涂层后的焙烘时间一般为40s，使织物在有限的时间内完成焙烘处理，需采用合适的焙烘温度。改变涂层后的焙烘温度，测得织物的阻燃和耐水压性能如表3 所示。
从表3 中可以看出，随焙烘温度的提高，阻燃织物在水浸泡前后的阻燃性能均提高明显，这主要是因为焙烘温度越高，涂层胶中的甲苯蒸发得越快，并使最终织物上残留的甲苯量减少，而织物上残留的甲苯有促燃作用。同时焙烘温度越高，阻燃剂被聚氨酯包裹得越紧，不易在水浸泡过程中析出，织物阻燃就越好，故高温焙烘对织物阻燃有利。
粘合强度是评价涂层与基布结合牢度的一项指标，表3 反映了涂层粘合强度随焙烘温度的提高而不断增大，这主要是因为， 高温焙烘有利于聚氨酯在织物纤维中的渗透并与纤维粘合，从而有利于粘合牢度的提高，但是粘合牢度过大，织物手感变硬。
从表3 中也可看出，织物静水压随焙烘温度的提高成先升高后降低，这主要是因为当温度不太高时，提高焙烘温度，有利于聚氨酯在织物上形成更为紧密和完整的膜，从而有利于织物获得较高的耐水压；但是过高的焙烘温度有可能导致聚氨酯降解，并使织物静水压降低。综合分析，最佳的焙烘温度为150 ℃。
2.4 最佳工艺下织物的性能
按照上述最佳工艺整理织物，测试整理之后织物的性能如表4 所示。
从表4 中可看出，在最佳工艺下，整理织物的燃烧性能、拒水防水性能、粘合强度等均较好，并且织物也兼具较好的阻燃耐久性。
3 结论
在PU-50F 中混合大分子阻燃剂PES-H 并配制成阻燃胶涂覆防水轻薄涤纶织物，在防水剂用量为14 g/L，阻燃剂相对于聚氨酯质量用量为2:25 时，涂覆量为50 g/m2，150 ℃焙烘1 min 条件下，可获得拒水防水阻燃性能均较好的环保涂层织物，并且整理织物可耐美国帐篷阻燃标准CPAI-84 水浸泡测试。
【参考文献】
[1] 王胜鹏，张晓红，朱春华，孔永. 涤纶用耐久阻燃剂的合成及应用[J]. 染整助剂，2008, 25(2): 38- 39, 42.
[2] FMVSS 302, Flammability of materials used in the occupant compartments of motor vehicles [S].
[3] NFPA 701, Standard Methods of Fire Tests for Flame Propagation of Textiles and Films [S].
