第六节 织物阻燃整理

一、织物阻燃整理的一般方法

织物的阻燃整理方法应根据织物的组织结构、最终用途和阻燃性能要求等因素来确定。一般有三种整理工艺，即浸渍烘燥法、浸轧焙烘法和涂层法。

浸渍烘燥法又称吸尽法，是将织物用含有阻燃剂的整理液浸渍一定时间后烘燥，使阻燃剂浸透于纤维，阻燃剂与纤维分子间靠范德瓦耳斯力吸附。一般来说，浸渍烘燥法所获得的阻燃效果不耐久，水洗后阻燃剂易脱落，织物失去阻燃效果。

浸轧焙烘法的工艺流程为浸轧→烘燥→焙烘→水洗后处理。浸轧液一般由阻燃剂、交联剂、催化剂、添加剂及表面活性剂等组成，轧余率根据织物种类、阻燃性能要求来确定，烘燥一般在100℃左右进行，焙烘温度根据阻燃剂、交联剂和纤维种类来确定。后处理主要是去除织物表面没有反应的阻燃剂及其他试剂，改善织物的手感。浸轧焙烘法获得的阻燃效果可耐多次水洗，属耐久性整理工艺。

涂层法是将阻燃剂混入涂层剂中，经过涂层机将涂层剂敷于织物表面，烘干后涂层剂交联成膜，阻燃剂均匀分布在涂层薄膜中，起到阻燃作用，当阻燃剂不溶于水或阻燃剂不能和纤维大分子形成交联时可使用涂层法工艺。

另外，有些纺织品不能在普通设备上加工，如大型幕布、地毯等，可在最后一道工序用手工喷雾法做阻燃整理；对于表面蓬松的花纹、簇绒、绒头起毛的织物，若用浸轧法会使表面绒毛花纹受到损伤，一般采用连续喷雾法。

阻燃织物的效果与织物组织结构及整理工艺有一定关系。织物的平方米克重和结构对阻燃性能有影响。同类组织结构的织物，重量越大，限氧指数越高；平方米克重相同时，密度大、结构紧密的织物限氧指数高。阻燃剂的用量越大，所获得的阻燃性能越好，但阻燃剂用量过大，一方面影响织物的手感和风格，另一方面会增加成本。阻燃添加剂的加入可大大提高阻燃效果，如棉织物用Pyrovatex CP整理时，添加一定量的尿素可提高织物的限氧指数，另外。轧液率、烘干和焙烘温度及时间均会对织物的阻燃效果造成影响。

二、纤维素纤维织物的阻燃整理

1.棉织物的阻燃整理 一般来说，某些棉装饰织物及很少洗涤的产品进行暂时性阻燃整理即可；窗帘等室内装饰织物、床垫、电热毯等则要求半耐久性阻燃整理；而对于服装、床单、被套、工作服等则需耐久性阻燃整理。当然，随着整理效果耐久性的提高，成本也随之增高。

棉织物的暂时性或半耐久性阻燃整理主要是将磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、尿素、硼砂、硼酸、聚磷酸铵等用浸渍烘燥法或浸轧焙烘法处理到织物上。有些阻燃剂在织物存放和使用过程中有吸潮或析出结晶现象，应注意选择。

典型的耐久性阻燃整理工艺是Proban整理。Proban整理是英国奥布莱—威尔逊公司的专利，该公司在以磷系为基础的织物阻燃剂方面处于世界领先地位。阻燃整理剂产品主要有Proban和Amgard两大系列。

Proban整理是以四羟甲基氯化膦（THPC）和尿素缩合物为基础，用作棉和其他纤维素织物及纤维素为主的混纺织物的耐久性阻燃整理工艺。其整理工艺过程为：浸渍→烘干→氨熏→氧化→水洗。Proban的阻燃耐久性是通过在纤维内部的交联形成高聚物而获得的。因其不与纤维本身发生反应，对原织物物理性能影响不大，但强度约损失30%。可以根据织物的品种和所要求的阻燃性决定阻燃剂的施加量，从而获得所要求的阻燃性。然而由于THPC在合成过程中可能产生双氯甲醚，有致癌的危险性，后来改进为THPS（四羟甲基硫酸磷）—氨熏法、THPS—脲—TMM法、THPA（四羟甲基醋酸磷）等工艺，由于此类整理需用专门的设备，故推广应用受到一定的限制。

Pyrovatex CP是瑞士汽巴—精化公司开发生产的棉织物耐久阻燃整理剂，主要用于纤维素或富纤维素混纺织物的阻燃整理。英国奥—威公司生产的该种阻燃剂的商品名为Amgard TFR1。我国已有生产类似产品。阻燃剂分子式为：

整理工艺为：浸轧→烘干→焙烘→皂洗→水洗。该阻燃剂通过其与纤维素分子反应及树脂的固着作用而获得耐久阻燃性，因此，严格按焙烘条件（170℃，1.5min；160℃，3～4.5min；150℃，4.5～5min）进行焙烘是获得织物耐久阻燃性的关键。织物的阻燃性能与阻燃剂的用量有关，阻燃剂用量随着织物种类和阻燃要求而异。该方法由于焙烘温度过高，棉织物的强度损失较大。

近几年，围绕阻燃纺织品的游离甲醛问题也做了不少工作，如开发无甲醛耐久阻燃剂及整理工艺、低甲醛耐久阻燃整理工艺等。

2.其他纤维素纤维织物的阻燃整理 除棉织物以外，还有多种纤维素纤维织物，如麻织物、黏胶织物、天丝（Tencel，Lyocell）织物及竹纤维织物等。这些纤维大分子除了聚合度、相对分子质量、结晶度等与棉纤维分子有一定区别外，其基本结构组成和性能与棉纤维类似，一般来说棉织物适用的阻燃剂，上述织物也同样可用。对再生纤维素纤维，还可通过制造阻燃纤维来达到阻燃目的。

三、蛋白质纤维织物的阻燃整理

羊毛和蚕丝具有较高的回潮率和含氮量，属难燃纤维，但若要满足更高的阻燃标准，则需要进行阻燃整理。

最早的羊毛阻燃整理是采用硼砂、硼酸溶液浸渍法，产品用于飞机上的装饰用布。这种方法阻燃效果良好，但不耐水洗。20世纪60年代后采用THPC处理，将阻燃剂固化在纤维上，耐洗性较好，但工序繁复，手感粗糙，失去了毛织物的风格。国际羊毛局推荐的方法是采用钛、锆和羟基酸的络合物对羊毛织物整理，获得满意的阻燃效果，且不影响羊毛的手感，故得到普遍采用。

金属络合物的阻燃整理，是目前羊毛织物普遍应用的方法之一，主要有钛、锆、钨等金属络合物整理。一般方法有氟络合物整理、羧酸络合物整理等。

六氟钛酸钾和六氟锆酸钾为常用的氟络合物阻燃剂，在处理液中可离解出或，在酸性条件下能被带正电的羊毛分子吸收：

处理条件：浴比1∶10左右，络合物用量3%～6%（owf），沸煮45～60min。此工艺条件所获得的阻燃毛织物的限氧指数在32%左右。工艺上可以染色后单独整理，也可以和防缩整理同浴或染色同浴。

如果和二氯异氰脲酸（DCCA）同浴进行防缩和阻燃处理，氟锆络合物的阻燃效果会受到影响，添加钨酸盐、钼酸盐等可以改善阻燃性能和水洗牢度。

金属络合物整理时加入一定比例的α-羟基羧酸，如柠檬酸、酒石酸、苹果酸等，可大大提高阻燃效果，以柠檬酸效果为好。一般要求柠檬酸和钛络合物的用量比应在2.5以上，与锆络合物的用量比应在0.8以上。金属络合物整理时添加四溴苯二甲酸（TBPA）有协同效应，可以提高织物的阻燃性和耐洗性。

羊毛用金属络合物阻燃可以采用染色阻燃一浴工艺。阻燃需要在pH=2～3的酸性条件下进行，很多酸性媒介染料、酸性含媒染料及某些强酸性染料可以应用此工艺，工艺条件参照染色工艺进行。

丝织物阻燃研究工作不多。人们利用棉织物的阻燃方法对真丝绸进行阻燃，或用有机锡化合物处理。单独用钛、锆络合物处理真丝织物达不到满意的阻燃效果，但用溴化双酚A衍生物处理后再用钛、锆络合物处理，可得到耐久性良好的阻燃真丝织物。

四、合成纤维织物的阻燃整理

1.涤纶织物的阻燃整理 涤纶织物的阻燃整理简单易行，但到目前为止，还没有找到一种理想的阻燃剂。美国莫倍尔化学公司（Mobil Chem.Co.）推出一种Antiblaze 19T 阻燃剂，适于100%涤纶织物，效果较好，毒性不大，属于环状膦酸酯结构：

该阻燃剂已被工业上用作聚氨酯泡沫、聚酯纤维以及尼龙的阻燃添加剂。具有良好的热稳定性、低挥发性、优良的耐久性和相容性。尤其适用于聚酯织物的耐久性阻燃处理。整理时工作液中加入足够量的Antiblaze 19T，使织物增重3%～5%，用磷酸氢二钠将整理液的pH调至6.0～6.5；必要时加0.2～0.5g/L的润湿剂。整理工艺：浸渍→烘干→焙烘（185～205℃，1～2min）→水洗。

国内的FRC—1属仿Antiblaze 19T产品。除此之外，还有其他类型阻燃整理剂，如含锑化合物三氧化二锑、五氧化二锑等。工作液中添加黏合剂，将阻燃剂黏附于织物上以获得耐久性。整理的织物阻燃性尚可，但手感硬、有白霜现象、产生色变等，阻燃剂对纤维吸附性差。粒径大小为15～20nm时，阻燃效果可提高3倍，手感柔软，耐洗性好。但溴、锑化合物均为欧盟禁用产品。我国对此类化合物也有规定限制使用。

2.锦纶织物的阻燃整理 锦纶织物的阻燃整理相对来说研究得不多，用于其他纤维的磷、卤系阻燃剂对于锦纶阻燃效果不理想，相反，在低温度时反会使织物更快燃烧，目前还没有找到锦纶的理想阻燃剂。

硫系阻燃剂能降低锦纶的熔点和熔体黏度，使熔滴脱离火源。常用的硫系阻燃剂有硫脲、硫氰酸铵、氨基磺酸钠等，其中硫脲对锦纶的阻燃效果较好，当锦纶6用硫脲处理增重在7%时，限氧指数从24%增至34%。聚硼酸酯也可作为锦纶6的阻燃整理剂。用羟甲基脲树脂对锦纶进行阻燃整理，含脲量高时阻燃效果好；加入含硫阻燃剂可提高阻燃效果，把硫结合到树脂中效果更好，脲和硫通过促进锦纶燃烧时滴落达到阻燃的目的。

3.腈纶织物的阻燃整理 腈纶织物比涤纶和锦纶容易燃烧，限氧指数仅18%～18.5%，是一种易燃纤维。但腈纶燃烧后残渣较多，达58.5%，这又相对降低了腈纶的可燃性。

腈纶的阻燃整理，有效而理想的方法不多。目前主要是研究阻燃纤维。三氧化二锑的水乳化液处理对腈纶有效果。在其他纤维上应用的阻燃剂用于腈纶后大多手感不好，特别是国内腈纶产品多是绒类产品，整理后对风格有影响。目前在腈纶装饰布和长毛绒玩具上已对阻燃提出了要求，主要靠阻燃纤维来解决。

五、混纺织物的阻燃整理

在混纺织物中，主纤维组成在85%以上，它的可燃性便与主纤维基本相似，可根据主纤维的特性进行阻燃处理；如果主纤维组成低于85%时，需对主副两种纤维分别选择合适的阻燃剂和阻燃工艺，一般可采用一浴法、二浴法或纤维先作阻燃处理后再混纺。

涤/棉织物阻燃产品的研究很活跃。涤纶和棉纤维燃烧性能不同，混纺后使燃烧过程变得更为复杂。棉纤维燃烧后炭化，而涤纶燃烧时熔融滴落，由于棉纤维成为支持体，能使熔融纤维集聚，并阻止它滴落，使熔融纤维燃烧更加剧烈，即所谓“支架效应”；涤纶和棉两种纤维或它们的裂解产物的相互热诱导，加速了裂解产物的逸出，因此涤/棉织物的着火速度比纯涤纶和纯棉要快得多，使涤/棉织物的阻燃更加困难。涤/棉织物阻燃整理技术有以下几种：

1.有机膦化合物整理 包括使用类似于Pyrovatex CP阻燃剂整理，若有溴化合物存在时，由于具有协同作用，对阻燃所必须的含磷量可以降低；将涤棉混纺织物用乙烯基膦酸酯与N-羟甲基丙烯酰胺的混合液处理后，再用溴类阻燃剂进行第二次处理，即能获得阻燃性，该类方法阻燃体系中含有P、N、Br三种元素，从阻燃协同效应角度来看是很有意义的一类方法。

2.利用Br—Sb协同效应 利用热稳定性较高的芳香族溴化物与三氧化二锑的混合物为阻燃剂，然后将其分散在黏合剂中，通过轧→烘→焙工艺对涤棉混纺织物进行整理。整理后的织物手感良好并符合美国DOCFF 3—71《儿童睡衣的可燃性标准》。为保证手感，溴化物和氧化锑的粒径必须在lμm以下，最好0.5μm以下，整理后，由于有少量不透明的氧化锑粒子包覆于纤维表面，因此，不适用于浅色织物。

3.乙烯膦酸酯低聚物电子束辐射整理 将涤棉混纺织物先在乙烯膦酸酯低聚物溶液中浸渍、烘干后，再经低能量的电子束辐射，使织物获得耐洗牢度好的阻燃效果。

4.将棉先经磷酸化再用磷酸酯处理 先将棉磷酸化后，再用磷酸酯对涤棉混纺织物进行二次处理，能获得较高的阻燃效果。

5.将阻燃涤纶与棉混纺后再进行阻燃整理 将含溴的阻燃共聚涤纶与棉混纺得到涤棉混纺织物，再用THPC或其他棉用阻燃剂进行处理，得到的混纺织物阻燃性能良好。