粘合剂对十溴二苯醚阻燃整理锦纶面料的服用性能影响分析

戴晶晶,李祥涛,戴艳阳,俞 俭

(盐城工学院 纺织服装学院，江苏 盐城 224051)

粘合剂对十溴二苯醚阻燃整理锦纶面料的服用性能影响分析

戴晶晶,李祥涛,戴艳阳,俞 俭*

(盐城工学院 纺织服装学院，江苏 盐城 224051)

以十溴二苯醚作为阻燃剂，采用溶剂型聚丙烯酸酯和聚氨酯、水性聚丙烯酸酯和聚氨酯四种不同的粘合剂，对锦纶牛津布进行了阻燃整理，研究经过阻燃整理后织物的阻燃效果及其他服用性能，最后采用模糊决策数学法进行综合分析。结果显示：当采用溶剂型的聚氨酯粘合剂进行十溴二苯醚织物功能整理时，综合的服用性能最佳；当采用溶剂型的聚丙烯酸酯粘合剂进行十溴二苯醚织物功能整理时，阻燃效果最佳。

阻燃；服用性能；粘合剂；十溴二苯醚

锦纶面料以其优异的耐磨性、高强度和较高的回弹性，在工业特别是纺织业得到了广泛的应用。但是锦纶由于燃烧时易产生熔滴滴落而引起火灾，阻燃性能较差，在很大程度上限制了其使用和发展，尤其体现在家居用品和户外用品上，所以阻燃整理在锦纶面料上的应用有了一定的发展[1]。目前，阻燃技术种类较多，使用范围较广，其中大多数是以卤系和磷系为主，其中卤系又以溴系的居多。虽然卤系阻燃剂的运用一直颇受争议，但是，由于溴系阻燃剂的性能较好，具有能够在凝聚相和气聚相中产生较好的阻燃效果，与高聚物不易产生排斥性而比较相容，且不易损坏和恶化原材料等众多优点，因此溴系阻燃剂仍占据十分重要的地位[2-3]。

阻燃织物一般采用将阻燃剂经过后整理处理到织物上的方法得到。根据阻燃剂和织物的品种不同采用不同的方法，主要有浸轧焙烘法、浸渍焙烘法、有机溶剂法、喷雾法和涂布法[4-5]。十溴二苯醚功能整理锦纶面料一般采用涂布法，即将阻燃剂混入粘合剂或交联剂中，不同性能的粘合剂对粘合强度及其织物的性能都会产生较大的影响，因此有必要对不同粘合剂的影响进行相应的研究。

1 实验部分

1.1 材料和仪器

织物：23.1 tex平纹组织的锦纶牛津布(84×56，135 g/m2，厚度0.03 cm)。

药品：十溴二苯醚、溶剂型聚氨酯(PU)、溶剂型聚丙烯酸酯(PA)、水性聚氨酯(PU)和乳液型聚丙烯酸酯(PA)(工业级，上海申翔化学试剂有限公司)，蒸馏水(分析纯，盐城百利达纯净水公司)。

仪器：MP2002电子天平(上海恒平科学仪器有限公司)，OPZW-3光电整纬机(常州市欧品工业自动化有限公司)，MINI-TENTER定型机(南通宝来纺织设备有限公司)。

1.2 实验工艺

混料工艺：按组分顺序依次加入料桶中，在搅拌器高速搅拌下利用物料因叶轮剪切力而高速涡流与料桶周围产生的涡流相互作用撞击而分散溶解物料，混合产生的热量因涡流而扩散到物料的全体，避免局部升温，搅拌时间为5～10 min。

涂层工艺：单染色织物→预烘(120 ℃，3 min)→烘筒烫平→刮涂(涂料15 g/m2，刀高3 mm，刀距2.5 mm)→烘燥(80 ℃)→拉幅定型(160 ℃，30 s)。

表1 十溴二苯醚混合不同的粘合剂 单位：%

1.3 性能测试

用YL-3325型泼水度试验机测试透水量，依据GB/T 4745-1997标准采用淋雨法对织物进行沾水试验。

通过YG033A织物撕裂强度测试仪测试撕裂强度，依据GB 3917.1标准中的冲击摆锤法，读出织物撕裂后的刻度数值。

Y522圆盘式织物耐磨机测试重量损失率，依据GB/T 21196回转式平磨试验标准以试样的减重率作为耐磨性的测试指标。

用前门加料型洗衣机测试缩水率，根据GB/T 8629-2001标准做标记洗涤，待洗涤脱水结束后，采用平铺晾干，计算收缩率。

用YG811织物悬垂性测试仪测试悬垂系数，依据FZ/T 01045标准进行4次实验取平均值。

用YG541B织物折皱弹性测试仪测试折痕回复率，依据GB/T 3819-1997标准利用折皱的垂直回复法测试急弹性回复角和缓弹性回复角。

用YG606D平板式织物保温仪测试保温性，依据GB/T 11048-1989标准平板式恒定温差散热法测量3次取平均值，得到保温率、传热系数和克罗值。

HC-2氧指数测定仪测试极限氧指数，依据GB/T 5454-1997标准测试中的氧指数法读取氧指数，测量10次取平均值。

2 结果与讨论

2.1 防水性分析

防水试样评定标准依据邦迪斯门雨淋法的标样照进行对比评定[6]。由图1可知，防水性由好到差依次为试样2>试样3>试样1>试样4>试样5，即试样2的防水性最好，试样5的防水性最差。由此可见，采用溶剂型的PU为粘合剂防水性能较好；采用PA为粘合剂时，织物的防水性能比没有经过阻燃整理的织物还要差，这是由于PA粘合剂网络结构较为疏松，从而使水滴附着在织物上的接触角变小，其防水性也随之变差。

2.2 撕裂强度分析

由图2可知，所有试样的径向撕裂全部大于纬向撕裂，经过阻燃处理后的织物撕裂强度均有所降低。这是由于织物经过后整理后，纱线的伸长率降低，脆性增加，然而纱线的伸长率与其撕裂有着密切的关系，当伸长率降低时，撕裂也随之降低。织物脆性的增加则是由于织物在后整理涂层时，经过了高温加热加压处理，使其脆性增加，同时降低了织物的撕裂强度。

2.3 耐磨性分析

由图3可知，重量损失率由大到小依次为试样3>试样4>试样1>试样5>试样2，即试样2的重量损失率最小，耐磨性能最好，试样3的重量损失率最大，耐磨性能最差。即采用溶剂型PU粘合剂时，耐磨性最好，与水性PU粘合剂混合时，耐磨性最差。原因可能是由于水性聚氨酯对织物的强度和伸长率造成影响导致其下降，在耐磨实验中，作用力较强，运动较剧烈，织物的强力下降导致其耐磨性下降。

2.4 缩水性分析

由图4可知，试样1的缩水率最大，试样3和试样4的缩水率最小，即无处理的单染色织物缩水率最大，十溴二苯醚添加在溶剂型PU和PA中时，缩水率最小。由此可以表明，经过阻燃功能整理有助于缩水率的减小，尤其是采用溶剂型的粘合剂缩水率更小。

2.5 悬垂性分析

由图5可知，悬垂系数由大到小依次为试样5>试样2>试样4>试样3>试样1，依据悬垂性评定标准，悬垂系数数值越大，说明其悬垂性能越差，即试样1无添加阻燃剂的悬垂性最好，试样5的悬垂性最差。由此可以推出，当织物添加了十溴二苯醚阻燃剂时，悬垂性变差。

2.6 折皱回复性分析

由图6可知，测试结果显示折皱回复性均比较好，这是由于试样采用的是弹性较好的锦纶织物，弹性回复率大，形变回复率比较好，尤其体现在缓弹性折皱回复上。所以织物纤维占有一定的优势，织物添加阻燃剂后有一定程度的改善，这可能是由于添加的粘合剂附着在织物表面，减小了纱线之间的滑动阻力，较易做相对移动。

2.7 保暖性分析

由图7可知，试样1的保温率最高，其保暖性能最好，试样2的保温率最低，其保暖性能最差，即织物不进行功能整理时的保暖性能最好。可以看出，织物在处理前后的保温率相差较大，其阻燃整理对保暖性能的影响较大，且处理前的保暖性能优于处理后的保暖性能。这是由于阻燃整理后的织物自身的传热系数变大，散热量增加，其保温率降低，保暖性能变差。

2.8 阻燃性分析

由图8可知，试样1的极限氧指数在22%，比一般织物的限氧指数高，说明织物本身的耐热性能比较优越。经过阻燃整理，织物的限氧指数都得到了很大程度的提高，溶剂型的粘合剂限氧指数更高，阻燃性能更好。十溴二苯醚与溶剂型的PA混合时，其阻燃性能相对于本次实验的其他粘合剂来说最佳。

3 织物服用性能综合分析

3.1 模糊数学法

模糊数学是突破数学界限的新方法，它是运用数学方法来处理和研究模糊性现象，以模糊集合论为基础。模糊决策法是运用模糊数学法来处理一些复杂的决策问题。决策中常会出现界限模糊、不确定等问题，这类问题一般具有大系统、大范围的特征，系统之间往往比较复杂，涉及的因素很多，这些因素比较模糊，不能准确地用数学法来表达，从而必须借助模糊评定、模糊排序等方法来处理。模糊决策法中实行排序的方法较多，有意见集中法(Borda数法、最小距离法等)、二元对比法(相对函数法、权重分析法等)、综合评判法、密切值法等。现采用Borda数法进行分析。

Borda数法是让n个数的团体X分别将论域U={U1,U2,…Um}中的m个元素排成从好到差的线性或者偏序，也称意见。

论域U={U1,U2,U3,U4,U5}

(1)

团体X={防水性，撕裂强度，耐磨性，悬垂性，折皱回复性，收缩性，保暖性}

(2)

由上述研究得出L排序，然后，分别计算L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8，U中每个元素的Borda数。

(3)

式中，X∈U，m表示U数，Bi(X)表示在序Li中后于X的元素个数。

计算出的数值可以得到一个新的由好到差的排序，这便是决策结果。Borda数越大，该织物的综合服用性能越好。

3.2 数据分析

由图9可知，试样2为采用溶剂型PU粘合剂，综合性能最优。试样3的综合服用性能仅次于试样2，即当十溴二苯醚添加在水性的PU粘合剂中时，其服用性能较好。试样1与试样4的综合服用性能相同，且与试样3的性能接近，即十溴二苯醚与溶剂型的PA和水性的PU混合对织物进行后整理涂层时，对织物的服用性能影响较小，且阻燃性能良好。试样5的综合服用性能最差，即当十溴二苯醚添加在水性的PA粘合剂中对织物进行后整理时，对其服用性能影响较大。

4 结语

采用4种粘合剂对十溴二苯醚功能整理锦纶牛津布的服用性能进行测试，并使用模糊决策的数学方法进行综合评价分析，最后得出采用溶剂型PU作为粘合剂时综合性能最优，采用水性PA粘合剂进行后整理时对织物服用性能的影响较大，综合服用性能变差。

[1] 欧育湘.国外阻燃剂发展动态及对发展我国阻燃剂工业之浅见[J].精细与专用化学品，2003,12(2):17-18.

[2] 张 月.国内外阻燃剂市场分析[J].精细与专用化学品，2014,45(8):5-8.

[3] 张自力.特种功能性面料的性能及应用[J].化工时刊，1995,8(2):15-28.

[4] 李晓慧.主打新概念功能性环保面料[J].纺织服装周刊，2011,4(34):30-37.

[5] 李艳艳.新型阻燃消防工作服[J].消防科学与技术，2014,(8):66-70.

[6] 唐 虹,简 洁,晓 梦.可呼吸的面料——吸湿快干功能性面料的发展[J].中国服饰，2007,(5):15-20.

The Influences of Adhesives on the Wearability of Polyamide Flame Retardant Fabric Finished by Decabromodiphenyl Ether

DAI Jing-jing, LI Xiang-tao, DAI Yan-yang, YU Jian*

(College of Textiles and Clothing, Yancheng Institute of Technology, Yancheng 224051, China)

Polyamide fabric was finished with decabromodiphenyl ether glued by four different adhesives such as solvent polyacrylate, solvent polyurethane, waterborne polyacrylate and waterborne polyurethane. Flammability and other performances of the treated fabrics were investigated. The fuzzy mathematical way was used to perform a comprehensive analysis, and the results showed that the fabric finished with decabromodiphenyl ether glued by solvent polyurethane featured good performance, which glued by solvent polyurethane featured good flame retardant.

flame retardant; wearability; adhesive; decabromodiphenyl ether

2015-09-09；

2015-09-15

戴晶晶(1994-)，女，江苏盐城人，本科在读，主要研究方向：织物功能整理。

*通信作者：俞 俭(1971-)，女，江苏盐城人，副教授，主要研究方向：织物功能整理，E-mail:yujian9803@126.com。

TS195.5

B

1673-0356(2016)01-0034-04