紡織品易燃燒，在使用過(guò)程中往往由于燃燒而造成嚴(yán)重的生命、財(cái)產(chǎn)損失．隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)紡織品應(yīng)用要求越來(lái)越高．水性聚氨酯是一種具有優(yōu)良性能的高分子材料，作為織物涂層劑已得到廣泛應(yīng)用，將水性聚氨酯涂層劑進(jìn)行阻燃化處理成為一個(gè)重要的研究方向．

      水性聚氨酯（ＰＵ）以水為分散介質(zhì)，不僅具有類似溶劑型聚氨酯高強(qiáng)度、耐摩擦等性能，還具有不燃、氣味小，無(wú)毒、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，且生產(chǎn)安全性高．

      本文以聚碳酸亞丙酯多元醇為原料，以聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇為阻燃劑，以二甲基硅油和氫氧化鎂為協(xié)效劑，合成阻燃聚氨酯涂層膠．該膨脹型阻燃涂層膠是一種新型無(wú)鹵環(huán)保型阻燃涂層膠，其在燃燒過(guò)程中低煙、低毒、無(wú)融滴．

１．1 測(cè)試方法

      （１） 物阻燃性能和耐洗牢度 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ＧＢＩＴ５４５５—１９９７《紡織品織物阻燃性能測(cè)定垂直法》對(duì)整理后織物阻燃性能進(jìn)行測(cè)試．采用皂堿法對(duì)整理后織物耐洗牢度進(jìn)行測(cè)試．

      （２） 物增重率 經(jīng)阻燃膠整理后的試樣，待其重量平衡時(shí)測(cè)其質(zhì)量．

       增重率（％）＝［（ｍ１－ｍ０）／ｍ０］×１００％，

       式中，ｍ０ 為整理試驗(yàn)前試樣質(zhì)量；ｍ１ 為整理后試樣質(zhì)量．

      （３） 物白度 使用織物 ＷＳ－ 全自動(dòng)白度測(cè)試儀．將織物疊成４層（織物表面紋路方向盡可能一致，織物平整），待儀器校準(zhǔn)后，將疊好的織物夾到測(cè)試孔處白度測(cè)試儀上，儀器將自動(dòng)顯示數(shù)據(jù)，每塊布測(cè)試４次，記錄數(shù)據(jù)．

      （４） 物斷裂 力 使用電子織物強(qiáng)力測(cè)試儀，將織物剪成３００ｍｍ×５０ｍｍ 的規(guī)格，夾到強(qiáng)力儀上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試３次，記錄數(shù)據(jù)［７］．

      （５）手感的 定 由５人分別觸摸評(píng)定，評(píng)定結(jié)果共分為 （與未經(jīng)助劑處理的原樣相比）柔軟、較軟、不變、較硬和硬等５個(gè)級(jí)別．

２ 結(jié)果與討論

２．１ 阻燃劑各原料質(zhì)量比的優(yōu)選

      按照１．２的合成工藝及１．３阻燃涂層膠的整理工藝，阻燃劑的用量為水性聚氨酯含固量的４０％，改變阻燃劑（聚磷酸銨 三聚氰胺 季戊四醇）各原料的質(zhì)量比，對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃整理，并測(cè)試阻燃效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表１．

      后脫水交聯(lián)形成炭，同時(shí)三聚氰胺（發(fā)泡劑）受熱分解時(shí)釋放大量的氣體稀釋空氣中氧氣的濃度以及促使炭化層膨脹，起到阻隔熱能向基材的傳遞的作用，從而達(dá)到阻燃的效果．由表１可以看出，聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇三者配比發(fā)生變化時(shí)對(duì)織物阻燃效果有很大影響．故只有在合理使用三者配比的前提下，才能使阻燃效果達(dá)到最佳．最終確定聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇的最佳質(zhì)量比為３０∶１５∶１５．

２．２ 阻燃劑用量的優(yōu)選

      在阻燃整理工藝中，阻燃劑的用量（相對(duì)于水性聚氨酯含固量的用量）直接影響阻燃產(chǎn)品性能的好壞．根據(jù)實(shí)驗(yàn)取聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇質(zhì)量比為３０∶１５∶１５，按照 １．２的合成工藝及 １．３阻燃涂層膠的整理工藝，改變阻燃劑在阻燃聚氨酯涂層膠中的用量，對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃整理，并測(cè)試阻燃效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表２．

      由表２可以看出，在織物增重率基本相近的情況下，阻燃涂層膠中不含阻燃劑時(shí)，滌綸的阻燃性很差，隨著阻燃劑用量的增加，阻燃效果明顯提高，但織物的斷裂強(qiáng)力明顯下降，這是由于阻燃劑破壞了聚氨酯膠體固化交聯(lián)的完整性所致．綜合考慮，確定阻燃劑的最佳用量為水性聚氨酯含固量的４０％．

２．３ 增重率對(duì)阻燃效果的影響

      根據(jù)實(shí)驗(yàn)取聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇質(zhì)量比為３０∶１５∶１５，阻燃劑用量為水性聚氨酯含固量的４０％，按照１．２的合成工藝及１．３阻燃涂層膠的整理工藝，改變經(jīng)阻燃整理后織物增重率，對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃整理，并測(cè)試阻燃效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表３．

      由表３可以看出，隨著整理后滌綸增重率的增加，整理后滌綸在燃燒過(guò)程中損毀炭長(zhǎng)減小，陰燃時(shí)間變短．當(dāng)增重率大于１２０％時(shí)，整理后織物阻燃效果無(wú)明顯提高，且此時(shí)織物手感有所下降，綜合考慮各項(xiàng)因素，確定織物最佳增重率為１２０％．

２．４ 二甲基硅油的優(yōu)選

      二甲基硅油本身具有一定阻燃性，同時(shí)，在聚磷酸銨及其組成的膨脹型阻燃體系中加入有機(jī)硅阻燃劑，還能使聚磷酸銨的熱穩(wěn)定性提高１７～３１，從而提高其阻燃性能．本實(shí)驗(yàn)采用二甲硅油作為聚氨酯阻燃涂層膠的協(xié)效劑，以其用量為變量，其他工藝條件同實(shí)驗(yàn)２．３，對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃整理，并測(cè)試阻燃效果，結(jié)果見(jiàn)表４．

      由表４可以看出，隨著二甲基硅油用量的增加，滌綸整理織物在燃燒過(guò)程中的損毀炭長(zhǎng)減小，續(xù)燃時(shí)間變短，因?yàn)槎谆栌退械墓柩蹑湽?jié)具有一定的阻燃作用，阻燃機(jī)理屬于凝聚相阻燃機(jī)理，即通過(guò)生成裂解炭層和提高炭層的抗氧化性實(shí)現(xiàn)其阻燃功效．故當(dāng)二甲基硅油含量增高時(shí)，整理后的滌綸織物阻燃性能提高，同時(shí)當(dāng)引入二甲基硅油時(shí)能夠顯著提高整理后織物的柔軟性能．當(dāng)其用量繼續(xù)增大時(shí)，阻燃效果無(wú)明顯變化，綜合考慮各項(xiàng)因素，確定二甲基硅油最佳用量為５％．

２．５ 氫氧化鎂的優(yōu)選

      氫氧化鎂屬于無(wú)機(jī)阻燃劑，在燃燒時(shí)不產(chǎn)生有毒氣體，環(huán)保抑煙．本實(shí)驗(yàn)采用氫氧化鎂作為聚氨酯阻燃涂層膠的協(xié)效劑，以其用量為變量，其他工藝條件同實(shí)驗(yàn)２．３，對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃整理，并測(cè)試阻燃效果，結(jié)果見(jiàn)表５．

      由表５可以看出，隨著氫氧化鎂用量的增加，整理后滌綸損毀炭長(zhǎng)變短，白度增加．因?yàn)闅溲趸V分解過(guò)程中釋放出的大量水蒸氣沖淡了聚合物表面附近的氧氣和可燃?xì)怏w的濃度，使織物表面燃燒較難進(jìn)行；氫氧化鎂有利于形成表面炭化層，阻止氧氣和熱量的進(jìn)入，其分解生成的氧化鎂是良好的耐火材料，能提高聚合物材料抵抗火焰的能力，起到隔絕空氣阻止燃燒的作用．同時(shí)，加入氫氧化鎂能顯著提高織物白度．綜合考慮各項(xiàng)因素，確定氫氧化鎂最佳用量為４％．

２．６ 自制阻燃膠與市售阻燃膠的比較

      按照１．２的合成工藝及１．３阻燃涂層膠的整理工藝，自制阻燃膠采用優(yōu)化出的最佳原料配方，分別使用自制阻燃膠和市售阻燃膠（浙江有限公司）對(duì)滌綸織物進(jìn)行整理，測(cè)試阻燃效果，結(jié)果見(jiàn)表６．
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由表６可以看出，自制阻燃膠與浙江阻燃膠相比較，自制阻燃膠具有發(fā)煙量小，無(wú)黑煙產(chǎn)生，低毒以及二次污染小的優(yōu)點(diǎn)．

３ 結(jié)論

      （1）以聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺為原料制備膨脹型阻燃膠，通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化出聚磷酸銨∶季戊四醇∶三聚氰胺的最佳質(zhì)量比為３０∶１５∶１５．

      （2）二甲基硅油和氫氧化鎂與該膨脹型阻燃涂層膠復(fù)配使用時(shí)在提高其阻燃效果的同時(shí)，整理后織物柔軟性及白度均有所提高．

      （3）水性聚氨酯阻燃涂層膠具備良好的阻燃性能，低煙、低毒、無(wú)融滴，是與環(huán)境兼容的無(wú)鹵阻燃膠.

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