涤纶织物的阻燃、防水复合整理

孙红玉，刘玉娥，贾荣霞，刘晓敏

（1.山东省短流程印染新技术重点实验室，山东滨州 256617；2.滨州华纺工程技术研究院有限公司，山东滨州 256617；3.华纺股份有限公司技术中心，山东滨州 256617）

随着社会的进步和经济的迅速发展，人们开始要求舒适和健康的生活方式，对纺织品的要求已不只是外观好看，还希望其生态环保并且具有特殊功能［1］。因此，研制出多功能复合织物对提高人们的生活质量、促进我国纺织贸易的发展都具有重大的意义［2］。对织物进行多功能复合整理，要考虑功能整理剂、助剂和工艺参数等因素的相互影响，复配不只是各功能间的简单叠加，而是各功能整理剂、助剂间的相互抑制或协同作用的过程［3-4］。各种功能整理剂本身和整理工艺之间是否具有较好的相容性极其重要。此外，各种功能整理剂之间如何发挥较好的协同作用也是纺织品复合整理的一个难题［5-7］。

本实验将在4 种阻燃剂（MT202、NB840、FR188、FR199）中选择合适的阻燃剂，采用阻燃、染色同浴法将阻燃剂整理到涤纶织物上，再将防水剂Nuva N2114liq 通过浸轧工艺整理到涤纶阻燃织物上，以达到较好的阻燃和防水效果，并且不影响织物K/S值、撕破强力等。

1 实验

1.1 材料和仪器

材料：涤纶织物（单位面积质量170 g/m2，苏州水杉纺织有限公司），英彩休蓝E-BL100（约克夏化工控股有限公司），扩散剂NNO（工业级，安阳市龙泉化工有限公司），防水剂Nuva N2114liq（工业级，科莱恩化工有限公司），阻燃剂MT202、NB840、FR188、FR199（工业级，浙江日华化学有限公司），冰醋酸（化学纯，浙江中星化工试剂有限公司），氢氧化钠、保险粉（工业级，浙江汉诺化工科技有限公司），表面活性剂（工业级，常熟耐素生物材料科技有限公司），皂粉（工业级，中青海鸥洗涤用品有限公司）。

仪器：WO-3L 型智能数显恒温油水浴锅（巩义市予华仪器有限责任公司），FE20 型实验室pH 计［梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司］，HWX-24 型红外染色机、P-AU 型轧车（浙江省桐乡市振和化工仪器有限公司），M-TENTER 型连续式小样定形机（苏州名豪机械设备有限公司），LY-07A 型织物阻燃性能测试仪（莱州市电子仪器有限公司），XQG75-B1286型滚筒全自动洗衣机（青岛海尔滚筒洗衣机有限公司），DHG-9075A 型鼓风干燥箱（上海天呈实验仪器制造有限公司），YGB026H-250 型织物强力测试仪（温州市大荣纺织仪器有限公司），LLY-B 型织物表面沾水性测试仪、Color i7 型X-rite 电脑测配色仪（上海图新电子科技有限公司）。

1.2 阻燃、染色同浴工艺

前处理工艺：表面活性剂0.3 g/L，浴比1∶20，100 ℃，1 h。

阻燃、染色同浴工艺：染料2%（omf），扩散剂1 g/L，阻燃剂15%（omf），浴比1∶10，pH 4.5。

阻燃、染色同浴工艺曲线如下所示：

还原清洗工艺：保险粉2 g/L，NaOH 2 g/L，80oC，15 min，浴比1∶10。

防水整理工艺：浸轧→120 ℃预烘2 min→180 ℃焙烘30 s。

1.3 测试

阻燃性能：用织物阻燃性能测试仪将30 cm×8 cm 的样条置于燃烧器下点燃，测定12 s 后试样的续燃、阴燃时间以及损毁长度［6］。B1 级，损毁长度≤15 cm，续燃时间≤5 s，阴燃时间≤5 s；B2 级，损毁长度≤20 cm，续燃时间≤10 s，阴燃时间≤10 s。

防水性能：参考AATCC 22—2017 实验方法［8］进行测试。

复合整理的耐洗性：按AATCC 124—2009 实验方法［9］，用全自动洗衣机在40 ℃下对复合整理织物进行洗涤，对比洗涤0、5、10、20次后的阻燃、防水效果。

K/S值：用电脑测配色仪在10°视角、D65光源条件下，染色样折叠12层，在17 mm孔下测定布样的K/S值。

撕破强力：采用织物强力测试仪通过单舌法［10-11］进行测定。试样尺寸200 mm×50 mm，实验条件为：温度20 ℃，相对湿度65%，夹持长度80 mm，拉伸速度100 mm/min。

2 结果与讨论

2.1 阻燃剂对染色涤纶织物K/S值的影响

染液中分别不加阻燃剂、加入4 种不同用量阻燃剂，用高温高压染色法对织物进行同浴染色，电脑测配色仪测K/S值，结果如表1所示。

表1 4种阻燃剂对织物K/S值的影响

由表1 可以看出，在染色深度为0.1%时，加阻燃剂染色的涤纶织物与不加阻燃剂染色的涤纶织物K/S值变化范围在±0.30，几乎无影响；在染色深度为1.0%时，加阻燃剂染色的涤纶织物与不加阻燃剂染色的涤纶织物K/S值变化范围在±0.70，几乎无影响；在染色深度为3.0%和6.0%时，加阻燃剂染色的涤纶织物与不加阻燃剂染色的涤纶织物K/S值变化范围在±2.00，在合理范围内。

随着染色深度的增加，K/S值变化较大的原因可能有3 方面：（1）阻燃剂的影响，因为4 种阻燃剂都是乳白色液体，在染深色时，阻燃剂本身的乳白色对织物K/S值的影响比较明显；（2）由于染料用量的增加，而浴比没有改变，涤纶织物的染料上染量增加，K/S值变大；（3）由于整理工艺是阻燃、染色一浴法，所以染料和阻燃剂同时进入涤纶纤维内部，会产生竞争作用，在染料用量较低时，染座是足够的，竞争不明显［7］，染料用量较高时，阻燃剂用量没有变，竞争作用就会比较明显，对K/S值的影响也就相对变大。

2.2 阻燃整理与防水整理的相互影响

比较防水整理前后织物的阻燃及防水性能，结果如表2 所示。由表2 可以看出：（1）不加阻燃剂的织物和MT202 整理的织物损毁长度都大于27 cm，即全部烧断；FR199 整理的织物损毁长度都在24 cm 以上，续燃时间都在15 s 左右；加NB840 和FR188 整理的织物效果相对较好，其他两种阻燃剂达不到理想效果的原因可能是这两种阻燃剂的粒径较大，不易进入纤维内部，只能附着在纤维表面，在涤纶染色的过程中，经过还原清洗后，织物表面附着的少量阻燃剂也被洗掉，因此织物阻燃性能差。（2）经过防水整理后，只有30% NB840 和30% FR188 整理的织物没有烧断，其他3 种织物全部烧断，防水整理后织物损毁情况比整理前严重，并且续燃时间都有增加，说明防水剂或者防水整理工艺会降低涤纶的阻燃性能，原因是防水剂为有机高分子，在燃烧过程中可起到助燃作用，涤纶的续燃时间延长，损毁长度增大。（3）对比防水整理前后的防水性能可以看出，经过防水整理后，织物的防水性能都能达到95 分，说明防水剂Nuva N2114liq 的防水效果很好。对比不加阻燃剂和加入阻燃剂的织物可以发现，4 种阻燃剂对防水整理效果没有影响。因为阻燃整理是将阻燃剂整理到纤维内部，而防水剂则是通过轧-烘-焙整理在纤维表面，两者不会发生冲突。

表2 防水整理前后织物的阻燃、防水性能

2.3 复合整理对织物K/S值的影响

用防水剂Nuva N2114liq 对织物进行防水整理，测试阻燃、防水整理后的织物K/S值，结果如表3 所示。由表3 可以看出，防水整理后织物的K/S值都增加，增幅在2.50～6.50，颜色深度增加。K/S值增加的原因是防水剂Nuva N2114liq 为有机氟树脂，其折射率（1.38）小于涤纶的折射率（1.62），具有低折射率的防水剂在涤纶表面形成均匀薄膜，降低了表面的反射光，增加了有色光的相对比例，从而使涤纶的颜色加深，即K/S值变大。

表3 防水整理前后涤纶织物的K/S值

2.4 复合整理对织物撕破强力的影响

采用防水剂Nuva N2114liq 对织物进行防水整理，测试阻燃、防水整理后织物的撕破强力，测3 次取平均值，结果如表4 所示。由表4 可以看出，织物的撕破强力损失在可接受范围内。这是因为防水剂Nuva N2114liq 的引入，在织物表面形成薄膜，可以抵消一部分撕破力，在一定程度上提高了织物的撕破强力。

表4 防水整理前后织物的撕破强力

2.5 复合整理的耐洗性

选定阻燃剂FR188 和防水剂Nuva N2114liq 对涤纶织物进行复合整理，并对复合整理后的织物进行水洗，对比洗涤0、5、10、20 次后织物的阻燃及防水性能，结果如表5所示。

表5 水洗后织物的阻燃及防水性能

由表5 可以看出，经过5 次水洗之后，织物已经基本没有阻燃效果，防水效果也有所下降，洗10 次之后，防水效果下降较多，但是防水性能仍然合格。实验中阻燃剂是通过高温高压染色法和染料一起进入纤维内部，水洗对阻燃性能影响较大，可能是因为阻燃剂进入纤维内部后没有与纤维结合，大部分是附着在纤维表面，经过5 次水洗后，表面的阻燃剂被洗掉，织物已经没有阻燃效果。由于防水剂是整理在织物表面的，所以水洗过程中织物表面的防水剂会被洗掉一部分，防水性能就会有所下降。

3 结论

NB840 和FR188 对涤纶织物的阻燃效果较好，阻燃剂FR188 和防水剂Nuva N2114liq 的复合整理基本可以达到期望的阻燃和防水效果，并且对织物K/S值和撕破强力等的影响较小。但是耐洗性还不够，水洗5次后，基本没有阻燃效果；水洗10次后，基本没有防水效果。整理剂用量会影响整理效果，随着阻燃剂用量的增加，整理效果显著提升。