国产非离子C6防水防油剂的应用

2021-09-27涂伟文李宝洲

印染助剂 2021年9期

赵凯，涂伟文，李宝洲

［福可新材料（上海）有限公司，上海 201600］

纺织印染行业是我国发展最早且具有国际竞争力的传统优势产业之一，但又具有高耗能、耗水特点。作为工业废水排放大户，行业年废水排放量约占全国工业废水排放量的17%～20%［1］。鉴于水资源日益枯竭，水价持续上涨，环保政策不断施压的背景，印染企业不得不想方设法实现水资源利用率最大化。

中水回用是近年来印染企业最常用的方法之一，使用回用水加工可以有效减少水耗和生产成本。然而，我国的中水回用技术起步较晚，印染行业废水回用率仅10%左右［2］。经过处理的印染回用水仍会残留染料、助剂、电解质等杂质，pH 呈碱性、硬度偏高也是回用水的主要特点［3］。这些不利因素不可避免地会在防水加工时影响防水剂的稳定性以及防水效果。此外，有些印染企业为了进一步减少使用水资源，选择缩减面料的后道清洗工序，未能充分清洗去除面料上的浮色、助剂、碱、盐等杂质，为防水加工带来更大的不便［4-5］。

C8 防水剂由于长链氟化物的先天性能优势，在使用回用水加工或处理清洗不充分的面料时可发挥较好的防水效果。随着国际对PFOA、PFOS 或其衍生物的限制使用［6］，C8 防水剂退出市场，C6 防水剂成为主流。但由于氟碳链较短，其防水效果、加工持续性、助剂并用性、面料通用性和适用性普遍不如C8 防水剂，在回用水加工或处理清洗不充分的面料时，防水效果明显下降［7］。此外，在阴离子杂质较多的加工环境下，防水剂稳定性也受到破坏，导致乳液粒径变大，在加工织物表面聚集而不能均匀吸附，从而产生防水斑，导致布面疵点。

出于稳定分散和增强与纤维吸附作用力的目的，大部分防水防油剂都是阳离子或弱阳离子性［8］，然而，由于离子性的冲突，回用水中或面料上残留的阴离子杂质会对阳离子C6 防水防油剂的性能产生极大的干扰。因此，非离子C6 防水防油剂是更优选择，其乳液稳定性、防水性能、加工持续性、抗阴离子干扰性的研究也一直是业内的开发方向和研究热点。

福可新材料（上海）有限公司运用先进的梯度复合技术，自主开发了性能优良的非离子C6 防水防油剂SG-6653N。本文对其抗阴离子干扰性、加工持续性、低浓度初期防水效果、耐洗性进行研究，并与知名进口品牌非离子C6 防水剂产品A、产品B 以及国产竞品C 进行对比。

1 实验

1.1 材料

织物：涤塔夫190T（灰色），涤塔夫290T（浅蓝），涤塔夫380T（黑色），尼丝纺380T（银色），春亚纺300T（蓝色），仿记忆75D（军绿色），涤棉65/35（灰色）。药品：非离子C6 防水防油剂SG-6653N［福可新材料（上海）有限公司］，非离子C6 防水剂A、B、C（市售），阴离子分散剂K（市售）。

1.2 仪器

Rapid 高温定形机，Rapid 卧式气动小轧车，喷淋式沾水性能测试仪，Whirlpool标准缩水率测试机。

1.3 整理工艺

一浸一轧（防水剂X，轧车压力2.5 kg/cm2，车速6码）→170 ℃焙烘40～60 s（化纤40 s，涤棉60 s）→室温回潮→测试。

1.4 测试

防水性能：参考AATCC 22—2017《拒水性：喷淋试验》测定。

防油性能：参考AATCC 118—2002《拒油性：碳氢化合物的阻抗测试》测定。

洗涤方法：参考AATCC 135—2014《织物经家庭洗涤后的尺寸变化》测定。

2 结果与讨论

2.1 抗阴离子干扰性

配制10 g/L 防水剂溶液，分别添加5～30 g/L 阴离子分散剂，静置24 h 后观察反应情况，并测试整理面料的防水效果。

由表1 可知，SG-6653N 和其他3 只C6 防水剂均未与阴离子助剂发生明显反应，这是由于非离子性使其具有良好的耐阴离子稳定性。但阴离子助剂多为亲水性物质，烘干后不能挥发，甚至浮于防水剂成膜表面，增大织物的表面张力且降低防水剂的成膜连续性，导致防水效果变差。

不同非离子C6 防水剂在不同面料上防水效果的抗阴离子干扰性见图1。

图1 不同非离子C6 防水剂在不同面料上防水效果的抗阴离子干扰性

由图1 可以看出，SG-6653N 在涤塔夫380T、尼龙380T、仿记忆75D 和涤棉面料上的防水效果均具有较好的抗阴离子干扰性，这是由于SG-6653N 采用梯度复合技术，在与阴离子助剂并用时能更好地迁移至纤维和其他助剂或杂质表面，保证较好的防水效果；进口品A 在涤塔夫380T、尼龙380T 和仿记忆75D上的抗阴离子干扰性较好，但在涤棉上较差；进口品B 在4 种面料上的抗阴离子干扰性均相对较差；国产品C 在涤棉上的抗阴离子干扰性较好，但在尼龙380T 上较差。

2.2 加工持续性

防水剂的加工持续性对印染厂有重要意义，将直接影响生产成本。以春亚纺300T（单位面积质量70 g/m2）为例，分别配制4 g/L 防水剂SG-6653N、进口品A、进口B及国产品C整理液60 mL，将样布（20 cm×20 cm）在液槽中充分浸泡后，向液槽内挤压样布的剩余液体，放入定形机焙烘，依次处理12 块样布，测试其防水效果。由于不同防水剂与纤维间的吸附作用不同，随着整理面料数量增加，整理液浓度下降程度不一，加工持续性不同。在连续整理过程中，防水效果下降趋势越平缓，防水剂加工持续性越好。

由图2 可知，SG-6653N 的防水加工持续性稍好于进口品A，明显优于国产品C 和进口品B。

图2 不同非离子C6 防水剂在春亚纺上的防水加工持续性

进口品B 在整理至第5 块面料时，防水效果明显下降，且后续整理的面料防水等级均为0 分；国产品C 在加工至第8 块面料时，防水效果较差，至第10 块面料时防水等级降为0 分；进口品A 前9 块面料的防水效果较好，在加工第12块面料时防水等级也降为0分；SG-6653N 在连续加工时防水效果下降趋势较平缓，加工至第12 块面料时仍具有较好的防水效果，这是因为SG-6653N 具有特殊的分子结构和良好的非离子性，防水成分可以较为均匀缓和地吸附于纤维上，具有很好的加工持续性。

2.3 低浓度防水防油效果和面料通用性

由表2 可以看出，进口品A 在各面料上均具有较好的低浓度防水效果，但防油效果较差；进口品B 虽然具有较好的防油效果，但在各面料上的防水效果较差，尤其是高支高密的化纤面料（涤塔夫380T 和尼龙380T）和春亚纺面料；国产品C 的防油效果也较差，且在尼龙面料（尼龙380T 和尼龙塔丝隆）上的防水效果较差；而SG-6653N 在不同纤维以及不同密度的面料上均有较好的低浓度防水效果，且具有较好的防油效果。

表2 不同非离子C6 防水剂在不同面料上的低浓度防水防油效果

SG-6653N 的低浓度防水效果与进口品A 相似，防油效果明显优于进口品A；防油效果与进口品B 相似，防水效果明显优于进口品B。由此可见，SG-6653N具有优秀的低浓度防水防油效果和面料通用性。

2.4 耐洗持久性

由图3 可知，在涤塔夫380T 上，SG-6653N 在未添加交联剂的情况下，耐洗效果优于进口品A、进口品B 和国产品C；添加交联剂后，耐洗效果稍差于进口品B，但是仍优于进口品A和国产品C。在尼龙380T上，SG-6653N 的耐洗性能与进口品B 相似，优于进口品A 和国产品C。在仿记忆75D 上，SG-6653N 在未添加交联剂的情况下与进口品A、进口品B 和国产品C一样，耐洗性均较差，但是在添加交联剂的情况下，防水耐洗效果要优于其他3 者。在涤棉面料上，SG-6653N 在未添加交联剂的情况下耐洗性能与进口品A 和进口品B 相近，稍差于国产品C，但是在使用交联剂的情况下，耐洗性能优于其他3 者。由此可见，SG-6653N 在不同面料上都具有较好的耐洗性能。