CP阻燃面料及其工艺优化

1、CP阻燃剂用于棉织物阻燃整理的工艺优化赵海梅张凤涛陆海明（长春工业大学吉林长春130012）对棉织物的阻燃性要求也越来越高。纯棉耐久阻燃织物不仅要有一定的阻燃效果还要求耐 洗涤、耐久，对织物强力损失也提出了要求。因此,研究棉织物的阻燃性能具有一定的现实意 义。1阻燃机理本试验的反应原理是催化脱水论，主要是改变纤维的热裂解过程,其阻燃机理是，阻燃剂在高 温下分解成磷酸，导致棉纤维素分子链在断裂前产生强烈脱水反应（C6H10O5）n-6nC + 5 nH 2 0，纤维分解炭化并产生水分，甚至发生某些交联作用，阻止左旋葡萄糖的生成，抑制 可燃气体产生，使挥发性液体大大减少，固体碳量大大增加，同时经阻

2、燃整理的织物裂解温度 降低,裂解时间缩短，产物中可燃性气体（CO、C2H4、C2H6）减小，不燃性气体（C02等） 增加。阻燃剂CP与六羟甲基三聚氰胺树脂等其他助剂配制成整理工作液，采用一般轧一烘一焙工 艺技术，使阻燃剂分子中的羟甲基与纤维素纤维中的羟基反应形成酯，以共价键牢固结合，因 此具有较高的耐洗性，又因其属单官能团，所以整理后的织物强力损失小。2试验部分2.1材料与仪器试验用织物为纯棉白布。试剂有棉织物阻燃剂CP,6MD树脂,六水合氯化镁，磷酸（85%）, 尿素,柔软剂VS ,渗透剂JFC。仪器有Y801A型恒温烘箱,HJ -4磁力搅拌器,JMU5051型实验小轧车,YP600型电 子

3、天平,YG026型织物强力测试仪,ZBD白度仪,YG815A型织物阻燃性能测试仪,YG 813型氧指数测定仪。22测试织物的阻燃性能 包括续燃时间、阴燃时间和纤维损毁长度，按GB 5455-85纺织织物 燃烧性垂直燃烧法测试。织物的极限氧指数 按GB 5454-85纺织织物燃烧性能氧指数法测试。织物的断裂强力包括织物的经向强力和纬向强力，按GB3926-83标准化工作导则 编写标准的一般规定中GB3291-82纺织名词术语(纺织、纺织产品通用部分)测试。23整理工艺流程织物f浸轧(含阻燃剂CP、6MD树脂、催化剂、柔软剂、渗透剂、尿素、磷酸的整理液, PH4554；室温二浸二轧，轧余率为(85

4、%)f烘燥(3min)f焙烘f水洗f烘干f冷 却。水洗后整理浴的pH值大约为8左右。24正交试验设计本实验确定棉织物阻燃剂CP、6MD树脂、焙烘温度和焙烘时间为正交试验的主要因素， 探讨其对棉织物阻燃性能的影响。为此，设计了 4因素3水平L9(34)的正交试验设计，因素 和水平3.1原布性能为更好地比较原布和处理后织物的各项性能,对原布的阻燃性能、极限氧指数、断裂 强力和白度进行了测试，32方差及多重比较分析为得出棉织物阻燃整理的最佳整理工艺，需对表征棉织物阻燃性能各参数进行分析,主要参数值321极限氧指数极限氧指数的方差分析结果3.2 从可看出，通过F检验，因素A为非常显著因素,B为显著因素

5、。而因素C、D达不到 显著水平，为次要因素。故将因素A、B作为重要因素进行多重比较，结果见表5。 对极限氧指数，数值越高越好。从表5可看出，多重比较的结果以A3和B2为最好。 故从极限氧指数看，最优组合为A : CP阻燃剂添加量为430g/L;B :6MD树脂添 加量为85g/L;C、D因素不论。322续燃时间续燃时间方差分析结果。从中可看出，通过F检验，因素A、B、C、D4因素都无显著差异，即这4个因素的 各水平对此指标无显著意义。其中A、B、D相对较重要，对这3个因素进行多重比 较,结果。对续燃时间，数值越小越好。从表7中可看出，多重比较的结果是A因素的A3最好、 B因素的B 2为最好,D

6、因素的D 1最好。故从续燃时间这一指标来讲，最优组合为A : CP阻燃剂添加量为430 g / L ; B :6MD树脂 添加量为85g/L;D:焙烘时间为2min,C不论。323阴燃时间阴燃时间方差分析结果。从中可看出，通过F检验，因素A、B、C、D这4个因素都无显著差异，但D因素相对来说 比较重要，其余为次要因素，对D因素进行多重比较,结果。对阴燃时间,数值越小越好。从表9中可看出,多重比较的结果是,D因素的D1最好。故从 续燃时间这一指标来讲，最优组合为D:焙烘时间为2min,其余因素不论。324损毁长度 损毁长度方差分析结果。从中可看出，通过F检验，因素A和B因素均为重要因素。而因素C

7、和D为次要因素。故将因 素A、B作为重要因素进行多重比较，结果见表11。对损毁长度,数值越小越好。从表11中可看出，多重比较的结果是A3和B2最好。故从极限氧指数讲，最优组合为A : CP阻燃剂添加量为430g/L;B :6MD树脂添加量为 85g/L;C、D因素不论。325断裂强度断裂强度方差分析结果。从中可看出，通过F检验，因素A、B、C、D这4个因素都无显著差异，但其中A因素和C 因素相对较重要，故将A因素和C因素进行多重比较。对断裂强度,数值越高越好。从表13中可看出，多重比较的结果是A1和C3最好。故从断 裂强度讲，最优组合为A : CP阻燃剂添加量为370g/L;C:焙烘温度为16

8、5C ； B、D因素 不论。对阻燃整理棉织物的性能好坏，极限氧指数、续燃时间、阴燃时间和损毁长度为较重要的衡 量指标。棉织物的白度经阻燃整理后变化不太可不作为重要指标考虑。综上分析可得出，棉 织物的最佳阻燃整理工艺为A3 B 2C3D1,即CP阻燃剂的用量为430 g / L ;6MD树脂的 用量为85g/L;焙烘温度为165C;焙烘时间为2min。其他，助剂用量为催化剂4g/L, 渗透剂1g/L,柔软剂9g/L,尿素6g/L,磷酸6g/L。由方差分析得出的结果A3B 2C3D1实验组合不在正交表的9组实验中，其原因是用正交 表安排的9个实验只是全部81种搭配中的典型代表，而由这9个代表把81

9、种搭配中较好 的因素水平挑出来也正是其优点。4 结论含N、P元素的试剂对棉织物有阻燃作用，且这类阻燃剂不含甲醛,对环境无影响。本试 验得到的最佳整理工艺为阻燃剂CP430g/L,6MD树脂85g/L,焙烘温度165C,焙烘 时间为2min。经整理后织物的阻燃时间和阴燃时间均为0min。用阻燃剂整理棉布时阻燃效果与织物手感和断裂强力之间存在一定的矛盾。在保证了阻 燃效果的前提下，织物的手感断裂强力均有一定损失。处理后棉织物的极限氧指数越大，续燃时间、阴燃时间和棉织物损毁长度越小。参考文献：王菊生.染整工艺原理M.北京:中国纺织工业出版社,2004.2425,27.吴建华.纯棉织物耐久性阻燃整理J

10、 .印染,2000,(7).李永乐，胡庆军.应用数理统计M.湖南:国防科技大学出版社,2003.王钦德，杨 坚.食品试验设计与统计分析M.北京:中国农业大学出版社,2005.CP 阻燃剂用于棉织物阻燃整理的工艺优化对阻燃整理棉织物的性能好坏，极限氧指数、续燃时间、阴燃时间和损毁长度为较重要的衡 量指标。棉织物的白度经阻燃整理后变化不太可不作为重要指标考虑。综上分析可得出，棉 织物的最佳阻燃整理工艺为A3 B 2C3D1,即CP阻燃剂的用量为430g/L;6MD树脂的 用量为85g/L;焙烘温度为165C；焙烘时间为2min0其他，助剂用量为催化剂4g/L, 渗透剂1g/L,柔软剂9g/L,尿素

11、6g/L,磷酸6g/L。由方差分析得出的结果A3B 2C3D1实验组合不在正交表的9组实验中，其原因是用正交 表安排的9个实验只是全部81种搭配中的典型代表，而由这9个代表把81种搭配中较好 的因素水平挑出来也正是其优点。4结论含N、P元素的试剂对棉织物有阻燃作用，且这类阻燃剂不含甲醛,对环境无影响。本试 验得到的最佳整理工艺为阻燃剂CP430g/L,6MD树脂85g/L,焙烘温度165C,焙烘 时间为2min。经整理后织物的阻燃时间和阴燃时间均为0min。用阻燃剂整理棉布时阻燃效果与织物手感和断裂强力之间存在一定的矛盾。在保证了阻 燃效果的前提下，织物的手感断裂强力均有一定损失。处理后棉织物的极