作者的話隨著人們防火意識(shí)的不斷增強(qiáng)以及社會(huì)對(duì)特殊用途紡織品的阻燃性能要求,業(yè)內(nèi)對(duì)非織造布進(jìn)行阻燃整理必要性的認(rèn)識(shí)日趨加強(qiáng)。我國(guó)《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)公共場(chǎng)所使用的沙發(fā)包裝、窗簾、地毯等提出了明確阻燃要求。因此,非織造布的阻燃問(wèn)題已成為一個(gè)不可忽視的社會(huì)問(wèn)題。
作者:梁甜(畢業(yè)于天津工業(yè)大學(xué)非織造材料與工程專業(yè);現(xiàn)任西安紡織集團(tuán)公司文員)
指導(dǎo)老師:任元林(天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)部副教授)
目前我國(guó)阻燃劑的總生產(chǎn)能力在10×104噸以上,其中主要產(chǎn)品為氯化石蠟,生產(chǎn)能力超過(guò)市場(chǎng)需求。阻燃劑作為一個(gè)新興的工業(yè),具有很好的發(fā)展前景。它發(fā)展的主要趨勢(shì)是:鹵系阻燃劑將會(huì)繼續(xù)使用,但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)會(huì)有所調(diào)整,隨著人們對(duì)環(huán)保的重視,開(kāi)發(fā)無(wú)鹵系阻燃劑將成為阻燃劑發(fā)展趨勢(shì);磷氮系的膨脹型阻燃劑及氮基阻燃劑將進(jìn)一步得到發(fā)展,更受人青睞;無(wú)毒、抑煙的無(wú)鹵無(wú)機(jī)阻燃劑,特別是用于較高溫度的氫氧化鎂,將進(jìn)一步得到開(kāi)發(fā)。
實(shí)驗(yàn)操作得出關(guān)鍵數(shù)據(jù)
材料與設(shè)備
本實(shí)驗(yàn)用材料為滌綸針刺非織造布(設(shè)計(jì)面密度為280g/m2,生產(chǎn)廠家為江蘇儀征威英化纖有限公司);實(shí)驗(yàn)試劑為FR無(wú)鹵阻燃劑(工業(yè)級(jí),生產(chǎn)廠家為山東富強(qiáng)化工有限公司);醋丙膠(工業(yè)級(jí),生產(chǎn)廠家為山東萊蕪濾材樹(shù)脂有限公司)。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備有FY101D型恒溫干燥箱(生產(chǎn)廠家為常州第二紡織儀器廠);LLY-07C型數(shù)字式紡織品45°阻燃性能測(cè)試儀(生產(chǎn)廠家為山東萊州市電子儀器有限公司)。
阻燃整理工藝
工藝流程:裁剪400×220毫米縱向、橫向樣品布各三塊→配制工作液(阻燃劑、醋丙膠和水按照不同的比例調(diào)整)→浸軋(壓力的大小可調(diào)節(jié))→烘干(焙烘的溫度、時(shí)間可調(diào)節(jié))。醋丙乳液又稱乙丙乳液,是常用的粘合劑。
采用不同配比的阻燃劑、醋丙膠和水,配比為(質(zhì)量比):1#阻燃劑∶醋丙膠∶水=2∶2∶1
2#阻燃劑∶醋丙膠∶水=1∶1∶1
3#阻燃劑∶醋丙膠∶水=2∶2∶3
4#阻燃劑∶醋丙膠∶水=10∶10∶21
5#阻燃劑∶醋丙膠∶水=2∶2∶5
45°位置燃燒測(cè)試
將試驗(yàn)儀器放在通風(fēng)廚內(nèi),接通電源和氣源。點(diǎn)著燃燒器,維持燃燒器的入口壓力為3.92KPa,調(diào)節(jié)火焰高度為24毫米。從干燥器內(nèi)取出一塊試樣,毯面朝上迅速放入試驗(yàn)箱內(nèi)的底板上,再用壓框壓住四周,使其固定在45°位置不致滑動(dòng)。將燃燒器水平放置,根據(jù)試樣厚度調(diào)節(jié)燃燒器噴嘴前端與試樣表面的距離至1毫米。關(guān)閉試驗(yàn)箱門(mén),啟動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),待火焰穩(wěn)定后將燃燒器水平放置,對(duì)試樣表面點(diǎn)火持續(xù)30秒。試樣從干燥器取出至點(diǎn)燃應(yīng)在2分鐘以內(nèi),如超過(guò)2分鐘應(yīng)另取試樣,按上述步驟重新試驗(yàn)。觀察試樣的燃燒情況,記錄試樣的續(xù)燃時(shí)間和陰燃時(shí)間,精確至1秒。開(kāi)啟通風(fēng)廚的排風(fēng)裝置,排除煙霧及有毒氣體。打開(kāi)試驗(yàn)箱門(mén)取出試樣,測(cè)量損毀長(zhǎng)度,精確至1毫米。清除試驗(yàn)箱內(nèi)的殘留物后,再進(jìn)行下一塊試樣的試驗(yàn)。
數(shù)據(jù)分析確定最佳工藝
壓輥壓力為3.4×105Pa,焙烘溫度選為100℃~120℃,焙烘時(shí)間為20~30分鐘,分別添加40wt%、33.3wt%、28.6wt%、24.4wt%、22.2wt%濃度的阻燃劑,對(duì)滌綸針刺非織造布進(jìn)行阻燃整理。整理后各項(xiàng)性能如下表所示。
上表表明,滌綸針刺非織造布經(jīng)FR阻燃劑整理后,隨著阻燃劑濃度的增加,滌綸針刺非織造布的續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間、損毀長(zhǎng)度都有不同程度的減小,其阻燃效果也明顯增強(qiáng)。
當(dāng)阻燃劑的質(zhì)量百分比是28.6wt%時(shí),整理后的滌綸針刺非織造布的阻燃效果均可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),且在燃燒過(guò)程中均無(wú)熔滴現(xiàn)象。綜合滌綸針刺非織造布的阻燃效果和產(chǎn)品價(jià)格兩方面的因素,以下實(shí)驗(yàn)采用的阻燃劑濃度為28.6wt%。
阻燃劑的濃度為28.6wt%,焙烘溫度選為100℃~120℃,焙烘時(shí)間選為20~30分鐘,分別以2.4Pa、3.0Pa、3.4Pa、3.8Pa、4.2Pa的不同壓輥壓力對(duì)經(jīng)阻燃整理的滌綸針刺非織造布進(jìn)行浸壓。浸壓后各項(xiàng)性能如下表所示。
下表表明,滌綸針刺非織造布經(jīng)不同壓力的壓輥加壓后,隨著壓輥壓力的增加,整理后的克重明顯減小,同時(shí),滌綸非織造布的續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間、損毀長(zhǎng)度都有不同程度的增加,其阻燃效果也明顯降低。
當(dāng)壓輥壓力過(guò)低時(shí),非織造布帶液量大;當(dāng)壓輥壓力過(guò)高時(shí),非織造布帶液量少,阻燃效果就低,并且廢液會(huì)很多。實(shí)驗(yàn)證明,制定為3.4×105Pa的壓輥壓力比較適合。
阻燃劑的濃度為28.6wt%,焙烘時(shí)間選為20~30分鐘,壓輥壓力選為3.4×105Pa,分別以100℃~120℃、120℃~140℃、140℃~160℃的不同焙烘溫度對(duì)經(jīng)阻燃整理的滌綸針刺非織造布進(jìn)行焙烘。焙烘后各項(xiàng)性能如下表所示。
結(jié)果表明,滌綸針刺非織造布經(jīng)不同的焙烘溫度烘燥后,隨著焙烘溫度的升高,滌綸非織造布的續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間、損毀長(zhǎng)度都有不同程度的增加,同時(shí)其阻燃效果也明顯降低。當(dāng)焙烘溫度在120℃~140℃時(shí),F(xiàn)R無(wú)鹵阻燃劑可能發(fā)生了化學(xué)變化,導(dǎo)致續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間、損毀長(zhǎng)度有所增加,阻燃效果不好,并且整理后阻燃非織造布的手感很硬;當(dāng)焙烘溫度在140℃~160℃時(shí),超過(guò)了FR無(wú)鹵阻燃劑的耐熱溫度,使其有效成分發(fā)生了變化,導(dǎo)致其經(jīng)過(guò)焙烘后阻燃非織造布的阻燃效果明顯降低。實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)工藝制定的焙烘溫度為100℃~120℃是比較適合的。
綜上所述,無(wú)論是哪種阻燃劑,在制備阻燃非織造布時(shí),都要結(jié)合產(chǎn)品本身的性質(zhì)特點(diǎn)才能做到“物盡其用”,將阻燃劑的使用空間和使用價(jià)值拓展得更大。
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