• 歡迎光臨~涂層布,涂層面料,羽絨服面料
      咨詢電話:0512-5012 8832

    公司新聞

    水性阻燃涂層膠在織物中的應用研究

    目前,水性防火PU涂層膠的研究、開發和應用正處于穩步進展的時期,如果能將安全環保、防火抑煙、應用性能、成本工藝更好的優化,未來水性防火PU涂層膠在織物領域的應用前景將更加廣闊。在布料品領域,特別是各種施工帳篷、窗簾、沙公布、座椅布、地毯、桌布等產業用或家用面料品方面,用防火PU涂層膠進行背面PU涂層為多數廠家青睞。

    一·水性防火PU涂層膠的性能評價

    水性防火PU涂層膠的性能評價包含理化性能和應用性能評價。理化性能一般測試粘度、含固量、pH值(1%水溶液)、外觀、PU涂層膠穩定性等。應用性能則主要評價PU涂層后的織物,包含手感、牢度、顏色差異、強力、耐靜水壓、防火。最重要的還是防火性能,下面分別介紹[1]:

    (1)水平燃燒評價標準

    一般按FZ/T01028-1993《面料織物燃燒性能測定:水平法》或JISL1091-1999《面料品燃燒性能的試驗:A3法》測定,用溴銻型防火PU涂層膠對地毯背涂,可以滿足要求。但地毯類通常要求耐磨耐摩,防火膠要求能耐數百萬次到千萬次摩擦而不失去防火效果,安全環保要求高的需要溴銻粒子不能進入房屋的空氣中,或者不期望采納溴銻系防火膠。這對環保耐久防火劑和防火膠的開發提出了新的要求。

    (2)垂直燃燒評價標準

    垂直燃燒法測試的標準和方法很多,如按GB/T5455-1997《面料品燃燒性能試驗垂直法》,測試PU涂層織物經向(縱向)及緯向(橫向)五個試樣的續燃時間、陰燃時間及損毀長度的平均值。目前很多防火PU涂層織物都能滿足損毀長度≤15cm、陰燃時間≤5s、續燃時間≤5s的要求,即使按美標ASTMD6413垂直燃燒測試、日本標準JIS1091-1992《纖維制品燃燒性能試驗方法》或者BSENISO6941中對應相關測試方法,大致都能得到讓客戶認可的中意結果。用GB17591-2006《防火機織物》或GB50222-1995(2001年修訂)《建筑內部裝修設計防火規范》來評判,許多溴銻型防火PU涂層裝飾布或防護服織物都能達到B1級,部分溴銻型PU涂層防火服也能滿足GB8965-2009《防護工作裝防火防護》損毀長度≤150mm,續燃時間≤5s,防火時間≤5s的要求,甚至在清洗50次后還滿足防火焊接服C級標準。由于多數防火服都要求清洗,清洗必須參照標準進行,比如GB/T17596-1998eqvISO10528:1995《面料品織物燃燒試驗前的商業清洗程序》。

    目前應對垂直測試法的防火PU涂層一般都會考慮清洗要求,但耐洗次數差別很大。對于垂直燃燒法,也有測試試樣火焰蔓延性能的。比如GB/T5456-1997《面料品燃燒性能垂直方向——試樣火焰蔓延性能測定》、BSENISO6941-2004《布料織物.燃燒性能.垂直向樣品火焰蔓延性的測定》等方法。還有測試易點燃性的測試方法,如GB/T8746-2001《面料品燃燒性能垂直方向試樣易點燃性的測定》,市場上防火PU涂層織物按這些方法測試,也有較多產品能夠符合客戶要求。

    但是按GB20286-2006公共場所防火制品及組件燃燒性能要求和標識,采納水性防火PU涂層的織物則很難通過防火1級(織物)的標準。往往是溴銻型防火PU涂層不能滿足煙密度等級(SDR)≤15;產煙毒性等級≥ZA2級的要求,而無鹵環保防火PU涂層不能滿足LOI≥32.0(%)的要求,更難以達到防火1級(織物耐水洗30次)這樣的標準。按GB8624-2006《建筑材料及制品燃燒性能分級》,采納錐形量熱儀等儀器測試最大熱釋放總量和FIGRA(燃燒增長速率指數),還要測試產煙量和煙毒性,目前水性防火PU涂層織物在這方面數據很少且結果不太令人中意(中華人民共和國公共安全行業標準GA504—2004防火裝飾織物,仍采納火災毒性煙氣和熱釋放速率評價)。由于水性防火PU涂層織物多數是出口,很多廠商就干脆無視GB20286-2006和GB8624-2006的存在,或抱怨抵觸,實際上助劑企業理應承擔攻關責任。

    (3)45°傾斜法評價標準

    該種測試方法規定試樣45°傾斜放置,燃燒源在試樣下方的上表面或下表面引燃試樣,測量試樣向上燃燒肯定距離所需的時間、或測量試樣燃燒后的續燃和防火時間、火焰蔓延速度、損毀長度、損毀面積或測量試樣燃燒至試樣下端肯定距離處需要接觸火焰的次數。主要有GB/T14645-1993《布料品燃燒性能45°方向,損毀面積和接焰次數測定》、GB/T14644-1993《面料品燃燒性能45°方向燃燒速率測定》、JISL1091-1999《面料品燃燒性能的試驗》、16CRFpart1610《服用織物可燃性試驗方法》等。通過這類標準而讓客戶認可的工作裝PU涂層產品不多。

    (4)CPAI-84標準

    “CPAI-84”全稱ASpecificationforFlame-resistantMaterialsUsedinCampingTentage,是對用于棉帳篷的防火性材料的標準,由國際產業用面料協會在1980年確站和發表。CPAI-84標準是防火PU涂層領域特別重要的標準,因為防火棉帳篷基本都是PU涂層處理且用量特別大,產業界對此要有足夠的重視。

    CPAI-84規定對墻和頂部材料采納垂直燃燒法,單個樣本被損毀的最大長度和被損壞的最大平均長度見表1,這種對織物單位質量嚴格界定的標準,實際上杜絕了通過多上漿提升防火的可能。

    CPAI-84規定對底部材料,則采納甲胺片燃燒法,要求任何一個測試樣品的損毀長度不能超過72mm。其它,各種棉帳篷材料都要經過Leaching(水浸)和.AcceleratedWeathering(老化)。水浸是將樣品浸于恒溫循環水水洗槽里72小時,水溫:15.5~21℃;PH值:6~8;水量:對于織物,每0.1m2樣品不少于2L水。測試如果沒有循環水,在72小時內水槽內的水至少更換6次。可以耐水浸的防火PU涂層棉帳篷還是很多的。但是能耐受老化試驗如Method5804ofFed-std191(炭弧精燈)或AATCCMethod169(氙燈)或ASTMD4329(FluorescentUVandCondensationMethod)的產品不多。實際上,水性防火PU涂層在施工帳篷領域應用拓展的難點和瓶頸就在于水浸和老化及耐靜水壓性能。

    5)BS5852標準

    BS5852是比較復雜的體系,對家具和家飾材料(帶軟墊)的防火測試有詳細的規定。對于家用面料品防火性能測試分為三個主要部分:(1)水浸:按BS5651標準使用40°C的水浸30分鐘;沖洗2分鐘;掛起晾干;(2)恒溫恒濕:將晾干的織物在在溫度為(20±2)℃,相對濕度為(65±5)的標準大氣中下靜置72小時;(3)防火防火測試(以1號火源為例):丁烷流量45±2毫升/分鐘,通常在室溫/常壓/室內濕度下產生35毫米高度火焰;燃燒20秒;觀看測試樣本;觀看全部事件發生并延續的時間。通過/不通過BS5852測試的判別是:全部的火焰必須在火源移開后的120秒內熄滅,沒有復燃的趨向。

    對水性防火PU涂層織物來說,BS5852是特別嚴格的防火標準,開發適合于BS5852的水性防火PU涂層膠,已經成為國內布料界的難點和熱點。

    (6)氧指數法

    對于布料品,按GB/T5454-1997《面料品燃燒性能試驗氧指數法》測試極限氧指數,許多標準都要求織物LOI≥32.0(%),并認為小于26(%)屬于防火性低的產品。實際上對于很多輕、薄PU涂層織物,極限氧指數在23.0-26.0(%)的也都順利通過垂直燃燒的B1級。目前氧指數在面料品防火PU涂層廠家不常用,多數是研發人員用于做配方設計和規律探究。

    (7)打火機燒

    打火機燒是PU涂層廠和防火織物買家最常用的簡便方式。但由于測試差異性很大,除了少數幾種氣相防火活性高的防火體系(如溴銻系),能夠通過客戶打火機燒的水性防火PU涂層織物很有限,。特別是在垂直燃燒測試中表現出色的一些受熱收縮而有效防火的產品,但在客戶打火機的執著燒烤下,織物收縮的速度被打火機移動速度所抵消。結果此類產品不能獲得認可。這不能不說是布料品防火行業的遺憾。

    二·織物用水性防火PU涂層膠的研究開發覺狀

    織物用水性防火PU涂層膠的研究和防火領域最新進展步調很不一致,環保無鹵防火、納米防火、高分子化防火、膨脹防火等學術熱點都很少引入到水性防火PU涂層膠的研發中。國內現在從事織物用水性防火PU涂層膠的既有做面料乳液和粘合劑為主的助劑商和高校研究所,也有以做防火劑為主的生產商。具體來說,目前水性防火PU涂層膠主要有以下幾類[1]:

    (1)磷氮型防火膠

    磷氮型防火劑比較熱門,既有無機的APP/MPP/MP等,也有有機的磷氮類防火劑。這類防火PU涂層膠氣相防火活性稍弱、防火測試結果偶然性大,防火耐久性有待提高。需要引入和開發性能良好的協效劑和交聯劑。

    (2)無鹵含磷有機防火膠

    無鹵含磷的有機防火劑較多,如RDP、BDP、XDP、CU等商品,以及大量處在實驗合成階段的各種大環或雙螺環磷化物、環狀磷酸酯。這類無鹵含磷有機防火膠在某些防火領域效果較好,凝聚相成炭作用強,但防火膠的制備難度稍大,PU涂層織物的耐水性仍舊有待提高。

    (3)溴銻型防火膠

    溴銻型防火膠是最成熟、性價比最高、應用最廣泛的產品。即時十溴聯苯醚被限制使用,六溴環十二烷被REACH和日本等限制,但產業界迅速推出十溴二苯乙烷,仍舊讓溴銻型產品占據最大市場份額。溴銻型防火膠現在主要的問題是環保隱患,例如三氧化二銻中砷、鉛等重金屬簡單超標。同時,防火產業界也推出了許多替代三氧化二銻的協效劑。溴銻型防火膠對輕薄和厚重織物在垂直燃燒測試中有效果,但對輕薄織物手感色澤和風格影響很大。對于按BS5852標準測試的軟椅、沙發類織物,一般溴銻型防火膠效果不理想。

    (4)鹵磷類防火膠

    用鹵代磷酸酯為主防火劑,加各種協效劑和防火劑,也可以制備水性防火PU涂層膠。一般這類防火膠所制得織物手感柔軟、顏色差異小、稍發粘、易遷移。

    (5)本質防火膠

    通過防火單體和原材料直接合成水性防火高分子PU/PA。這類防火膠屬于耐久防火,未來有較大的增長空間。

    (6)無機防火膠

    無機氫氧化物(MH/ATH/LDH)、硼酸鋅、硼砂、氧化鋅、二氧化硅等可以用作防火劑,但必須加合適高效的協效劑,在某些非常應用場合,可以發揮防火作用。無機防火劑無毒環保價格低廉,但通常用作其他防火劑的輔助配套組分,未來其增長空間很大。

    (7)混合型防火膠(各種防火元素都有)

    針對日益嚴格和細致的防火標準,現在流行將氣相和凝聚相防火機理結合在一起,各種防火成份都糅合在同一各產品中。目前這類產品急需的是學術界的理論指導和智力支撐。目前許多防火膠的開發都是以防火為主,織物的色澤、手感、牢度、耐靜水壓、強力或多或少受到影響。

    一·水性防火PU涂層膠的基礎原材料

    制備水性防火PU涂層膠的主要原材料是水性粘合劑和防火劑。水性粘合劑常用的是水性聚丙烯酸酯(水性PA)和水性聚氨酯(水性PU)。

    水性PA產品價格不高,黃變小,一般采納乳液聚合而得。由于多采納外加乳化劑,在添加非離子表面活性劑和氨水的情況下,和防火劑配伍穩定性都比較好。水性PA的成膜溫度和軟硬度、牢度、完澤度、交聯度都可以通過各種基礎單體和功能單體來靈敏調配,然而,對水性PA成膜后熱粘冷脆、交聯產品甲醛超標、膜感或牢度不足等問題,產業界還是需要予以關注和延續努力。

    水性PU由于高分子獨特的軟段和硬段結構,在PU涂層領域應用綜合力學性能特別好,牢度、手感、膜感、耐水、耐洗性、耐剪切都比較好。以芳香族異氰酸酯(如TDI/MDI)為原材料的水性PU,成膜后耐磨耐寒、彈性韌性及牢度強度都比較好,缺點是簡單黃變。水性PU以陰離子產品為多,常通過引入的親水擴鏈劑DMPA及中和劑三乙胺實現良好的自乳化功能,機械穩定性好,但耐電解質特別是陽離子類的防火劑或助劑能力很差,即使添加大量非離子乳化劑,仍舊簡單破乳、起渣或結塊。

    其它,還有其他水性高分子也可以用作防火膠的粘合劑,比如PVC乳液、水性環氧樹脂乳液、硅丙乳液、醋丙乳液、苯丙乳液、氯丙乳液、PUA乳液(其中后五種可算做水性PA乳液的改性產品)。此外,還有以鹵代丙烯酸酯為單體而制備的水性本質防火PA、以含磷多元醇或含鹵多元醇或含磷異氰酸酯、鹵代異氰酸酯為單體制備的水性本質防火PU、水性鹵代環氧樹脂等特種粘合劑。其中,傳化股份有限公司在水性本質防火PU/PA的開發方面做了較多工作,應用于織物PU涂層,其耐久性和耐洗性大幅度提高,而且PU涂層透明,膜感、牢度和完澤好,耐靜水壓也很高,但防火單體價格偏高,只能應用于少數高附加值布料品[1]。

    在布料品領域,特別是各種棉帳篷、窗簾、沙公布、座椅布、地毯、桌布等產業用或家用面料品方面,用防火PU涂層膠進行背面PU涂層為多數廠家青睞。目前,水性防火PU涂層膠的研究、開發和應用正處于穩步進展的時期,如果能將安全環保、防火抑煙、應用性能、成本工藝更好的優化,未來水性防火PU涂層膠在織物領域的應用前景將更加廣闊[1]。

    三·水性防火PU涂層膠的基礎原材料

    制備水性防火PU涂層膠的主要原材料是水性粘合劑和防火劑。水性粘合劑常用的是水性聚丙烯酸酯(水性PA)和水性聚氨酯(水性PU)。

    水性PA產品價格不高,黃變小,一般采納乳液聚合而得。由于多采納外加乳化劑,在添加非離子表面活性劑和氨水的情況下,和防火劑配伍穩定性都比較好。水性PA的成膜溫度和軟硬度、牢度、完澤度、交聯度都可以通過各種基礎單體和功能單體來靈敏調配,然而,對水性PA成膜后熱粘冷脆、交聯產品甲醛超標、膜感或牢度不足等問題,產業界還是需要予以關注和延續努力。

    水性PU由于高分子獨特的軟段和硬段結構,在PU涂層領域應用綜合力學性能特別好,牢度、手感、膜感、耐水、耐洗性、耐剪切都比較好。以芳香族異氰酸酯(如TDI/MDI)為原材料的水性PU,成膜后耐磨耐寒、彈性韌性及牢度強度都比較好,缺點是簡單黃變。水性PU以陰離子產品為多,常通過引入的親水擴鏈劑DMPA及中和劑三乙胺實現良好的自乳化功能,機械穩定性好,但耐電解質特別是陽離子類的防火劑或助劑能力很差,即使添加大量非離子乳化劑,仍舊簡單破乳、起渣或結塊。

    其它,還有其他水性高分子也可以用作防火膠的粘合劑,比如PVC乳液、水性環氧樹脂乳液、硅丙乳液、醋丙乳液、苯丙乳液、氯丙乳液、PUA乳液(其中后五種可算做水性PA乳液的改性產品)。此外,還有以鹵代丙烯酸酯為單體而制備的水性本質防火PA、以含磷多元醇或含鹵多元醇或含磷異氰酸酯、鹵代異氰酸酯為單體制備的水性本質防火PU、水性鹵代環氧樹脂等特種粘合劑。其中,傳化股份有限公司在水性本質防火PU/PA的開發方面做了較多工作,應用于織物PU涂層,其耐久性和耐洗性大幅度提高,而且PU涂層透明,膜感、牢度和完澤好,耐靜水壓也很高,但防火單體價格偏高,只能應用于少數高附加值面料品[1]。

    在織物PU涂層領域,常見的防火劑仍舊是常見的十溴聯苯醚、十溴二苯乙烷、三氧化二銻、六溴環十二烷、氯代磷酸酯(如V6/TCPP/TDCP/TCEP)、無鹵磷酸酯(BDP/RDP/DMPP/CP/CU)、聚磷酸銨(APP)、三聚氰胺焦磷酸鹽(MPP)、三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)、三聚氰胺、羥甲基三聚氰胺樹脂、無機氫氧化物[氫氧化鎂(MH)、氫氧化鋁(ATH)、層狀雙氫氧化物(LDH)]、無機填料和協效劑(如硼酸鋅、滑石粉、二氧化硅、氧化鋅、沸石等)、有機硅、反應型防火添加劑、防火交聯劑、過渡金屬絡合物等等1-6]。

    在環保壓力日趨嚴峻、歐美要求日益嚴格、嚴峻依賴出口的現在,面料PU涂層領域仍舊在使用受限制的十溴聯苯醚(RoHS禁用)、六溴環十二烷(REACH限用)、TCEP(REACH限用)、三氧化二銻(重金屬簡單超標)、CP(N-羥甲基-3-(二甲氧膦酰基)丙酰胺,甲醛易超標),環保無鹵且防火高效的APP/CU/RDP/BDP/DMPP等耐水耐洗性能卻不理想[2-4]。

    四·水性防火PU涂層膠的制備和應用工藝

    水性防火PU涂層膠的制備通常都是將肯定量的水、水性粘合劑、表面活性劑、防火劑、功能助劑(面料品用)、流平劑、手感調節劑、增塑劑、平滑劑、牢度增進劑、穩定劑、潤濕劑、鈦白粉、協效劑等組分按肯定順序加入調漿釜,在肯定速率下攪拌分散均勻,然后再通過膠體磨循環膠磨,加消泡劑和增稠劑,即可制備水性防火PU涂層膠。

    水性防火PU涂層膠的應用一般采納刮刀PU涂層。在將布匹固定后,根據間隙大小(或刀口距離)、刀頭種類、刀片厚度、進布速率、漿料含固量、漿料粘度等,操縱合理工藝,實現完整均勻、高效專一的防火涂布。在江浙市場采納刮刀PU涂層的多,采納輥涂或噴涂工藝的少。PU涂層過程中一般在150-180℃焙烘,焙烘時間從40-90秒不等。對于不同種類織物、不同每平方米重量的織物需要經過試驗確定上漿量和防火性能。織物是否阻水處理、軋完處理,會對PU涂層上漿量及防火和耐靜水壓有很大影響,同時也會影響手感、牢度和布面效果,需要上下游廠家做細致的試驗才能確定工藝。

    目前,水性防火PU涂層膠的開發和應用存在重性能輕環保、重美標輕歐標、重結果輕過程、重防火輕抑煙、重短期輕長效、重眼前輕長遠、重成本輕品質、重配方輕機理的短視行為,有些廠家甚至重回溶劑型防火膠的路子,水性防火膠的進展仍需要負重而行[1]。五織物用水性防火PU涂層膠的研究開進展望對于織物用水性防火PU涂層膠的開發,筆者認為以下幾方面值得努力和期待[1-4]:

    (1)各種新型環保無鹵大分子防火劑的合成研究和工業化進程加快,水性防火PU涂層膠迎來更多高效專用料。

    (2)微量協效劑合成和應用延續進行。在這方面國內學者探究較多[5,6],未來若取得機理突破和產業化成功,對水性防火PU涂層的研究開發也是大有裨益。

    (3)防火PU涂層織物抗紫外、抗老化性能實現較大提升。針對施工帳篷市場(CPAI84標準)和窗簾市場,需要開發抗紫外、抗老化的水性防火PU涂層膠。

    (4)環保膨脹型防火劑在織物PU涂層上獲得應用。環保膨脹型防火劑在織物上防火效果仍有提升空間,今后需要的是防火劑廠家在防火劑的高分子化和包覆改性方面繼續突破,使得防火劑親水性降低、和粘合劑結合力提高,同時PU涂層研發人員需要合成改性合適的高分子量粘合劑和交聯劑,提高環保膨脹型防火PU涂層織物的耐水性和耐洗性

    (5)探究適合于床墊的水性防火PU涂層膠。美國床墊防火市場容量特別大,未來要在這方面有所積存或突破,評價測試體系需要先建站起來,在防火PU涂層研發上也要加強交流合作。

    (6)溴銻型產品替代升級,實現環保化。通過上下游努力,逐步實現十溴二苯乙烷對十溴聯苯醚的替換、高純環保三氧化二銻對含毒害重金屬銻粉的替換,達到產品基本環保化

    (7)攻關軟椅座椅沙發類織物防火開發,通過BS5852標準,打通歐美市場。

    (8)建站合適的混紡化纖織物織物的防火PU涂層產品體系和數據庫。混紡化纖織物織物如滌棉織物一般認為比較難防火,事實上并不肯定如此,如BS5852測試中厚重滌棉織物的棉支架效應阻擋織物熔滴和破開大口子,反而有利于測試通過。相關產品庫和數據庫需要完快建站。

    (9)新型防火技術、改性整理和染整工藝引入織物PU涂層,革新防火PU涂層技術。比如借鑒染料工業,設計類似于染料上染纖維的工藝將防火劑直接結合到纖維或粘合劑的晶區。

    五·結語

    水性防火PU涂層膠在布料領域已獲得較好應用,但還有許多領域潛力龐大。若防火產學研界上下游共同協作,針對不同織物、不同測試方法和評價標準,未來有望開發種類繁多的環保水性防火PU涂層產品。

     

    AAAFNJKIYO9P


    版權聲明

    本站發布的有些文章部分內容來源于互聯網。如有侵權,請聯系我們,我們會盡快刪除。

    導航欄目

    聯系我們

    CONTACT US

    聯系人:黃先生(Bill)

    手 機:13913200458

    郵 箱:bill@richestex.com

    公 司:涂層布,涂層面料,羽絨服面料

    地 址:江蘇省昆山市寶益路89號清華樓4樓

    青青草超碰免费视频在,菠萝蜜视频菠萝蜜网站,中文字幕无线手机在线,综合AV_第1页