汽车用层压面料的阻燃处理工艺研究

崔威威　郭嫣　宋敏芳

摘要：以ATP为阻燃剂，探讨其对层压汽车座套面料的阻燃处理工艺。采用正交实验得到最优工艺为：焙烘温度190 ℃、阻燃剂质量浓度250 g/L、轧余率80%、焙烘时间5 min。水洗摩擦都会使阻燃剂处理织物的阻燃效果降低，但经过30次的水洗和10次摩擦后面料的阻燃效果仍能达到装饰用织物B2级标准要求。

关键词：層压面料；汽车用面料；阻燃整理

中图分类号：TS195.5

文献标志码：A

文章编号：1009-265X（2017）05-0057-05

Abstract：This paper uses orthogonal experiment to get the ATP flame retardants for laminated car seat cover fabric flame retardant treatment of optimal technology， the optimal process as follow： the curing temperature 190 ℃， the concentration of flame retardant is 250 g/L， rolling rate is 80%， the curing time 5 min. Washing friction can make flame retardant processing fabric flame retardant effect is reduced， after 30 times water washing and 10 times friction fabric flame retardant effect can still meet the requirements of decorative fabric B2 level.

Key words：laminated fabrics； automotive fabric； flame retardant finishing

随着汽车工业的日益发展，世界汽车用面料的发展也突飞猛进[1]。汽车用纺织品属于技术纺织品，其技术含量主要体现在：高性能的原料、复杂的生产工艺、较多的后整理。层压织物就是把一层或者多层织物（或者非织造布）黏结或织物与高聚物薄膜以及其他软拨片材料黏结在一起，形成兼有多种功能的复合物，层压织物应用于汽车中，能够显著的改善传统汽车座套的质量和性能[2]。国内火灾人员伤亡不断，并且每年以递增的趋势增长[3]。人们对生活健康的品质要求越来越高，出行安全已经是必备课题，汽车用纺织品阻燃处理已经越来越被人们重视，因此本文研究的车用层压纺织品阻燃处理技术具有重要意义。

1实验部分

1.1原料选择

实验选择的三层层压车用面料分别是：表层亚麻机织物、中间层经编间隔织物、里层涤纶针织物。复合层压面料各层织物基础参数见表1。

对涤纶、亚麻复合层压面料进行阻燃整理，实验选用涤纶耐久阻燃整理剂（参数见表2）对复合织物进行阻燃处理，并测试分析其对阻燃性能的影响。

1.2阻燃处理

实验采用轧烘焙法，该方法是最常用的一种整理方法，主要包括前处理、浸轧、预烘、焙烘和后处理。浸轧液在这个过程中起着重要作用，其一般由阻燃剂配制而成，并添加多种提高阻燃效果的助剂。

1.2.1前处理

涤纶在阻燃整理前最好做碱减量处理，以改变涤纶纤维吸水性差，带液低的缺点，有效去除织物表面的杂质，防止其他助剂存在，提高阻燃整理效果[4]。前处理工艺条件见表3。

NaOH质量浓度/（g·L-1）阴离子渗透剂质量浓度/（g·L-1）处理温度/℃处理时间/min

20～300.2～0.595～10020～60

处理工艺流程：层压面料→碱精练→充分水洗→烘干

1.2.2阻燃处理

工作液配置：先加入少量软水，再加入所需的ATP，充分溶解。用5%～10% NaOH溶液调节溶液的pH值至6～6.5，加入80%水，再加入其他助剂后搅拌，并用水稀释至规定刻度。配制好的工作液应尽快使用。

正交实验设计：以A焙烘温度（℃）、B阻燃剂质量浓度（g/L）、C轧余率（%）、D焙烘时间（min）作为因素，每个因素取3个水平，采用L9（34）正交表进行正交实验。各因素及水平表如表4所示。

阻燃处理流程：二浸二轧→烘干（100 ℃×1-2 min）→焙烘→水洗→烘干。

1.3阻燃效果的耐久性测试

1.3.1阻燃效果的耐洗涤性测试方法

汽车座套的优势就是可以方便拆下洗涤，耐洗涤性能自然成为汽车座套面料阻燃性能的一个重要考察因素。具体测试方法如下：取将普通洗衣粉配制成质量浓度2 g/L，浴比1∶30的溶液，水温45 ℃，将织物放入其中洗涤3 min，洗涤完成后在60 ℃的温度下烘干，此为1次，耐洗试验需重复8次。

1.3.2阻燃效果的耐摩性测试方法

汽车座套作为覆盖在座椅上的织物，必然要承受与驾乘者的摩擦。在经受一定次数的摩擦后的阻燃效果也是其阻燃性能的重要考虑因素。织物平磨仪（YG401C），100圈为1次，重复10次。

2结果与分析

2.1阻燃处理工艺分析

试验采用LFY601织物燃烧性能测试仪按照国内标准GB/T 5455—2014《纺织品 燃烧性能试验 垂直法》对经过阻燃处理的织物进行测试[5]。经ATP阻燃剂整理后的织物阻燃性能如表6所示，2号织物正反面阻燃效果如图1、图2。

由图1、图2和表6可以看出，层压织物正面阻燃效果没有反面阻燃效果好，因为ATP是涤纶阻燃耐久处理剂，对亚麻的阻燃处理效果没有对涤纶的阻燃处理效果好。损毁长度等于反面碳长，这是因为涤纶燃烧会熔化形成黏液，冷却凝聚在亚麻织物上使强度变大，故损毁长度等于涤纶织物碳长。

由于层压面料正反面碳长不同，阴燃时间均较短差距较小可不予考虑，由损毁长度、续燃时间代表阻燃效果，由表6中的数据计算各因素在不同水平下的平均值k及极差R，结果如表7所示。

由图3可以看出，焙烘温度200 ℃时损毁长度最短，焙烘温度升高续燃时间减少，190 ℃时续燃时间最短。当焙烘温度从190 ℃升到200 ℃损毁长度下降了4.46 cm，而续燃时间只增加了5.74 s，且焙烘温度对损毁长度的影响大于对续燃时间的影响，综合考虑焙烘温度应选择190 ℃。

由图4可知，随着阻燃剂质量浓度上升损毁长度、续燃时间均减小，可以得到在阻燃剂质量浓度为250 g/L时阻燃效果最好。

图5显示，轧余率从70%到75%时阻燃效果变差，这是由于在增加轧余率的时候要减小压辊压力，压力减小会减少阻燃剂进入纤维内部的量，致使阻燃效果变差。在轧余率由75%到80%时阻燃效果变好，轧余率的增加会增加阻燃剂残留在织物的残留量，使得织物阻燃效果变好。综合分析选择轧余率为80%最好。

根据图6得到焙烘时间3 min时损毁长度最小，5 min时续燃时间最短，由于从3 min到5 min损毁长度变化不大，而续燃时间减少了近10 s，所以综合考虑焙烘时间选择5 min。

综合分析得出影响层压面料损毁长度的因素主次顺序是：C>A>B>D，轧余率对损毁长度影响最大，受烘焙温度的影响其次，阻燃剂用量和焙烘时间不属于重要因素。影响续燃时间的因素主次顺序是C>B>A>D，同样是轧余率对续燃时间影响最大，阻燃剂用量其次，焙烘温度与焙烘时间靠后。最终的到的ATP阻燃处理最优工艺为：焙烘温度190 ℃、阻燃剂质量浓度250 g/L、轧余率80%、焙烘时间5 min。

2.2阻燃效果的耐洗涤性分析

采用最优工艺对层压面料进行阻燃处理，再对其进行耐洗涤测试，如图7所示。

从图7可以看出，经过30次水洗层压面料阻燃效果仍能达到装饰用织物B2级（损毁长度≤20 cm），满足汽车用纺织品阻燃要求。但随着水洗次数的增加，层压面料阻燃性能减弱，因为在经受水洗时由于面料之间摩擦及水流对面料的冲击会造成织物表面附着的阻燃剂的脱落，因而会影响其阻燃性能。由图7同时可以看出，经过一定次数水洗后织物阻燃效果的损失越来越小，这是由于附着在面料中不牢固的阻燃剂逐渐被冲洗掉，剩下的基本上都是牢固交联在织物纤维中的阻燃剂，抗水洗能力较强。

2.3阻燃剂耐摩擦测试结果及分析

测试摩擦对经ATP阻燃剂整理后层压座套织物的阻燃情况如图8。

由图8可知，摩擦会使ATP阻燃剂整理后的层压座套面料阻燃性能减弱，因为摩擦作用会打断阻燃剂与纤维之间的连接，导致阻燃剂脱离面料阻燃性能变差。但经过10次摩擦后织物燃烧损毁长度为19.5 cm，符合装饰用织物B2级（损毁长度≤20 cm）要求，在座套使用寿命内可以满足阻燃要求。

3结论

a）影响层压面料损毁长度的因素主次顺序是：轧余率对损毁长度影响最大，受烘焙温度的影响其次，然后是阻燃剂用量，最后是焙烘时间。

b）影响续燃時间的因素中轧余率对续燃时间影响最大，阻燃剂用量其次，然后是焙烘温度与焙烘时间。

c）根据正交实验分析得出ATP阻燃处理最优工艺为：焙烘温度190 ℃、阻燃剂质量浓度250 g/L、轧余率80%、焙烘时间5 min。

d）水洗、摩擦均会减弱层压汽车座套的阻燃效果，但经过30次水洗或10次摩擦后仍可以满足装饰用织物B2级要求，在汽车座套寿命之内洗涤后阻燃性能仍可以满足要求。

参考文献：

[1] 赵雪，何瑾馨，展义臻.纺织品生态后整理技术[J].现代纺织技术，2009（1）：63-68.

[2] 李琳，邓启刚，陈朝晖.亚麻织物阻燃整理的研究现状与发展趋势[J].化工时刊，2011，25（12）：41-44.

[3] 崔威威，郭嫣，宋敏芳，等.涤/麻交织汽车座套面料的拒水拒油整理工艺研究[J].毛纺科技，2016，44（2）：52-55.

[4] 张敏，孙润军，王娜.阻燃窗帘织物的设计与研发[J].现代纺织技术，2012，20（1）：10-42.

[5] 全国纺织品标准化技术委员会.阻燃机织物GB17591—2006[S].北京：中国标准出版社，2006.

（责任编辑：张会巍）