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涤纶阻燃剂的分类、应用及涤纶阻燃剂的浸轧工艺整理实践

文章出处:广州联庄科技有限公司 人气:-发表时间:2023-11-27

涤纶阻燃剂


涤纶阻燃剂是涤纶织物材料阻燃改性的一种功能性整理剂,能够通过物理或化学作用达到阻燃目的。物理作用包括稀释可燃气体的浓度,抑制可燃气体的传递以及燃烧过程中的吸热作用。化学作用即捕获自由基降低其浓度和促进炭层的形成,抑制燃烧的进行。以下为常见的涤纶阻燃剂分类:

 

一、卤系涤纶阻燃剂

卤系涤纶阻燃剂因其价格低廉、阻燃效果好、稳定性好的特点而成为常用的涤纶阻燃剂,包括十溴二苯醚、四溴双酚A、六溴环十二烷等。卤系涤纶阻燃剂主要是气相阻燃机理,在高温时分解产生卤化氢(HX)能够有效的捕捉燃烧过程中产生的OH·和H·自由基,减少或消除链式反应,抑制基材的燃烧和火灾的蔓延。同时生成的卤化氢气体能够稀释气体的浓度并带走一定的热量。除此之外,在燃烧的过程中,卤化氢的生成催化了织物的脱水炭化,形成稳定的炭层,伴随着一定的凝聚相阻燃作用。

 

但卤系涤纶阻燃剂在使用的过程中,会释放二噁英等有毒有害物质,造成环境的污染并在生物体内积累,危害身体健康。在发生火灾时,会产生致癌物质而逐渐受到禁用。因此无卤涤纶阻燃剂的发展受到了越来越多的关注。

 

二、磷系涤纶阻燃剂

磷系涤纶阻燃剂的应用,使材料的阻燃性能增强,逐渐成为卤素涤纶阻燃剂的代替品。磷系涤纶阻燃剂具有低毒、高效、低烟的优点而在阻燃领域受到广泛的应用。常用的磷系涤纶阻燃剂包括有机磷系(Texnology®ZRJ涤纶阻燃剂)和无机磷系涤纶阻燃剂两类。


涤纶阻燃剂

 

其阻燃机理兼具着凝聚相和气相阻燃机理,一方面磷系涤纶阻燃剂能够降低燃烧过程中的H·和OH·自由基的浓度,抑制链式反应的进行,另一方面,涤纶阻燃剂受热生成的磷酸、聚磷酸等促进织物的脱水炭化,形成低导热性的炭层结构,阻碍燃烧过程中的热传导和内外部气体的相互交换。

 

三、氮系涤纶阻燃剂

氮系涤纶阻燃剂的低毒、抑烟的优点受到了大量的应用。常用的氮系涤纶阻燃剂有三聚氰胺、聚乙烯亚胺等,其阻燃作用为在受热分解的过程为吸热过程,能够减少燃烧体系的热量,达到阻燃的目的;同时,生成的不可燃气体如水、氨气、氮气等能够稀释氧气与可燃气体的浓度,提高基材的阻燃效果。

 

但是氮系涤纶阻燃剂在单独使用时阻燃效果不佳,因此常和磷系涤纶阻燃剂构成膨胀阻燃体系,达到协同阻燃效果。

 

四、硅系阻燃剂

硅系阻燃剂是一种元素环保、低释热的新型无卤阻燃剂,具有良好的成炭抑烟的功能。除提高基材的阻燃性能之外,硅系涤纶阻燃剂还具有改善基材的加工和耐热性能的优点。

 

常见的硅系阻燃剂有聚硅氧烷、蒙脱土等。阻燃作用机理主要为凝聚相作用机理,燃烧过程中在材料表面形成无机阻隔保护层,隔绝体系间可燃气体和氧气的传递,抑制热的释放,从而达到阻燃的目的。

 

五、无机涤纶阻燃剂

无机涤纶阻燃剂的价格低廉、热稳定高、效果持久,具有抑烟能力,在阻燃领域占据着一席之地,主要作为添加型阻燃剂使用。常见的有石墨、LDH、金属氢氧化物等。其中金属氢氧化物发挥阻燃作用的方式为在受热过程中发生分解反应并产生水蒸气,这个过程能够产生吸热作用降低燃烧过程中体系的热量。同时产生金属氧化物覆盖在织物的表面,形成物理屏障,阻碍燃烧的进行,具有凝聚相和吸热阻燃机理。

 

但在使用无机金属阻燃剂获得优异阻燃性能时,生物相容性差、阻燃添加量大,并且基材的力学性能将会受到影响,这些缺点限制了其应用范围。

 

六、织物的阻燃整理方法及应用

纺织品的阻燃整理根据涤纶阻燃剂添加方式的不同分为原丝改性表面改性

 

l  原丝改性的耐久性好、性能损失小,但是成本高、工艺复杂的缺点限制了其发展。

 

l  表面改性因具有普用性强、工艺便捷等优点,故成为棉织物、涤纶织物常用的改性方法,常用的表面改性方法主要有涂层法、浸轧法、浸渍法、溶胶凝胶法、层层自组装法、化学改性法

 

涤纶阻燃剂在浸轧工艺中的应用实践为例,浸轧工艺是将纺织品浸泡于涤纶阻燃剂的整理液中,然后通过轧车轧压得到一定带液率的织物,经由预烘和高温焙烘,赋予涤纶织物阻燃性能的工艺。广州联庄科技采用浸轧法和旗下Texnology®ZRJ涤纶阻燃剂对涤纶汽车内饰面料进行阻燃整理,试验结果显示,涤纶阻燃剂有效促进了燃烧面料脱水成炭,增加了炭层的石墨化程度,制备的阻燃涤纶织物燃烧速度小于100mm/min,符合GB/T8410-2006《汽车内饰材料的燃烧特性》标准中对汽车内饰的阻燃技术要求,其整理工艺配方如下:


涤纶阻燃剂

 

工艺:浸轧工艺

Texnology®ZRJ:15~20g/L

pH值:5

工艺:

一浸一轧(压力:3kg,带液率:66%)→烘干烘焙(160℃×2.5mins)


涤纶阻燃剂


广州联庄科技有限公司专注纺织功能性整理剂的研发和生产,致力于赋予纺织品更加丰富多元的功能价值、后整理技术创新,我司具备专业的纺织功能性整理剂开发技术团队和科学的质量管理体系,竭诚为广大纺织印染服装企业提供多种高效的纺织品功能性解决方案。

 

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