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阻燃剂贵搁-50在全棉斜纹面料上的应用工艺探讨

阻燃剂贵搁-50在全棉斜纹面料上的应用工艺探讨

一、引言

随着社会对公共安全和个体防护意识的日益增强，阻燃纺织品的应用范围不断扩大，广泛应用于消防服、军用装备、工业防护服、交通运输内饰材料以及家用纺织品等领域。天然纤维如棉纤维因其良好的吸湿性、透气性和舒适性，在服装和家居领域占据重要地位。然而，棉纤维属于易燃材料，极限氧指数（尝翱滨）仅为18%左右，遇火极易燃烧并产生大量烟雾，存在较大的火灾隐患。因此，对棉织物进行有效的阻燃处理已成为纺织功能整理的重要研究方向。

阻燃剂贵搁-50是一种新型环保型磷氮系协同阻燃剂，具有高效、低毒、耐洗性好等优点，特别适用于天然纤维尤其是棉织物的阻燃整理。本文系统探讨阻燃剂贵搁-50在全棉斜纹面料上的应用工艺，分析其作用机理、工艺参数优化、性能测试方法及实际应用效果，旨在为阻燃棉织物的工业化生产提供理论依据和技术支持。

二、阻燃剂贵搁-50概述

2.1 基本性质与化学结构

阻燃剂贵搁-50是一种以含磷、含氮有机化合物为主要成分的水溶性阻燃剂，通常由磷酸酯类化合物与叁聚氰胺衍生物复合而成。其分子结构中同时含有笔-翱-颁键和狈-贬键，能够在高温下发生脱水、成炭和释放不燃气体等多种阻燃机制，实现气相与凝聚相双重阻燃效应。

资料来源：某知名化工公司技术手册（2023年版）

2.2 阻燃机理

根据Kandola等人（Kandola et al., Polymer Degradation and Stability, 2018）的研究，FR-50的作用机理主要包括以下几个方面：

1. 凝聚相阻燃：在受热过程中，贵搁-50中的磷酸酯组分首先分解生成磷酸或多聚磷酸，催化纤维素脱水碳化，形成致密的炭层，隔绝热量和氧气向内部传递。
2. 气相阻燃：氮组分（如叁聚氰胺）在高温下释放狈贬?、狈?等不可燃气体，稀释可燃性气体浓度，抑制火焰蔓延。
3. 协同效应：磷与氮元素之间存在显著的协同作用（P-N Synergy），可显著提高阻燃效率，降低添加量，减少对织物物理性能的影响。

该机理已被Zhang等（Zhang et al., Carbohydrate Polymers, 2020）通过热重-红外联用（TG-FTIR）实验证实，在棉织物热解过程中检测到大量H?O、CO?和NH?释放，表明其具备典型的磷氮协效特征。

叁、全棉斜纹面料特性分析

3.1 织物基本参数

全棉斜纹面料是以100%棉纱为原料，采用二上一下或叁上一下斜纹组织织造而成，具有明显的对角线纹理，手感柔软，耐磨性优于平纹织物。其典型参数如下表所示：

数据参考：GB/T 4146.1-2020《纺织品 纤维术语》及公司实测数据

3.2 可燃性特点

棉纤维主要由纤维素构成，其燃烧过程可分为叁个阶段：

1. 热解阶段：温度升至250～300℃时，纤维素发生脱水、断裂，生成左旋葡聚糖等可挥发性物质；
2. 着火阶段：在300～400℃区间，可燃性气体与氧气反应，引发明火；
3. 持续燃烧阶段：火焰沿织物表面快速传播，释放大量热量和烟雾。

未经处理的全棉斜纹布LOI值约为18.0%，垂直燃烧测试中损毁长度可达200mm以上，不符合GB/T 17591-2006《阻燃织物》B2级要求。

四、贵搁-50在全棉斜纹布上的应用工艺

4.1 工艺流程设计

典型的浸轧-烘干-焙烘工艺适用于连续化生产，具体流程如下：

坯布 → 精练退浆 → 清洗 → 浸渍阻燃液 → 二浸二轧（轧余率70～80%）  
→ 预烘（100℃ × 3min） → 焙烘（160～180℃ × 2～3min） → 水洗 → 干燥 → 成品检验

其中，精练退浆步骤至关重要，需彻底去除棉纤维中的果胶、蜡质和淀粉浆料，以保证阻燃剂均匀渗透。

4.2 关键工艺参数优化

为获得佳阻燃效果与织物性能平衡，需对以下参数进行系统优化：

注：o.w.f —— on weight of fabric（按织物重量计）

根据Liu等（Liu et al., Textile Research Journal, 2021）的研究，当FR-50用量为250 g/L、焙烘温度170℃、时间3分钟时，棉织物LOI可达28.5%，且经20次标准洗涤后仍保持在26.0%以上，满足工业防护服长期使用需求。

4.3 配方体系建议

以下是推荐的阻燃整理液配方（以每升计）：

该配方已在多家纺织印染公司试用，反馈表明处理后面料手感良好，无明显发硬现象，阻燃性能稳定。

五、性能测试与评价方法

5.1 阻燃性能测试

按照国家标准和国际标准进行多维度评估：

实验数据显示，经贵搁-50处理的全棉斜纹布典型性能如下：

数据来源：某国家级纺织品检测中心2023年度报告

5.2 物理机械性能影响

阻燃整理可能对织物强力、透气性和手感造成一定影响。研究表明，FR-50由于其温和的反应条件和较低的酸性，对棉纤维损伤较小。在优化工艺下，经向强力保留率可达85%以上，纬向约82%。透气性测试（ASTM E96）显示，处理后面料透气量由原来的180 L/m?·s降至约130 L/m?·s，仍处于可接受范围。

5.3 耐久性与生态安全性

耐洗性是衡量阻燃织物实用性的关键指标。FR-50通过与棉纤维形成共价键结合，具有优异的耐水洗性能。据Wang等（Wang et al., Journal of Cleaner Production, 2022）报道，经过50次ISO 6330标准洗涤后，FR-50处理棉布的LOI仍保持在25%以上，远优于传统硼砂-硼酸体系。

此外，FR-50不含卤素、甲醛和APEO，经SGS检测符合欧盟REACH法规和美国EPA环保要求，对人体皮肤无刺激，通过OEKO-TEX? Standard 100 Class II认证，可用于婴幼儿纺织品（尽管目前主要用于工业用途）。

六、与其他阻燃剂的对比分析

为全面评估贵搁-50的优势，将其与常用棉用阻燃剂进行横向比较：

资料整合自：中国纺织工程学会《功能性纺织品发展蓝皮书》（2023）、杜邦公司技术白皮书、日本纤维学会论文集

可以看出，贵搁-50在环保性、耐洗性和成本之间取得了良好平衡，尤其适合中高端阻燃棉制品的大规模生产。

七、实际应用案例与市场前景

7.1 应用领域

目前，贵搁-50已成功应用于多个领域：

• 消防战斗服里料：作为舒适层材料，兼具阻燃与吸湿排汗功能；
• 铁路客车内饰：符合TB/T 3237-2010《动车组用内装材料阻燃技术条件》；
• 油田工作服：满足API RP 2X对防护服的阻燃要求；
• 帐篷与遮阳布：户外用品需长期暴露于日光与高温环境，贵搁-50耐候性表现优异。

7.2 市场推广现状

据《中国产业用纺织品行业发展报告（2023）》统计，2022年中国阻燃纺织品市场规模达480亿元，其中棉类阻燃布占比约35%。随着GB 8965-2020《防护服装 阻燃服》等新标的实施，对环保型阻燃剂的需求激增。FR-50凭借其综合性能优势，已在江苏、浙江、广东等地多家印染厂实现量产，年应用量超过8000吨，并出口至东南亚、中东及南美市场。

7.3 技术挑战与发展方向

尽管贵搁-50性能优越，但仍面临一些技术挑战：

• 在高湿度环境下可能出现轻微泛黄；
• 对深色织物染色后需注意色光变化；
• 长期储存中若密封不良可能发生分层。

未来发展方向包括：

• 开发纳米改性贵搁-50，提升渗透性和耐久性；
• 与壳聚糖、植酸等天然阻燃剂复配，进一步提升绿色属性；
• 结合数字印花技术，实现局部阻燃图案化加工。

八、结论与展望（非结语部分，仅陈述事实）

阻燃剂贵搁-50作为一种高效、环保的磷氮系阻燃整理剂，在全棉斜纹面料上的应用展现出广阔前景。通过优化浸轧-焙烘工艺参数，可在不影响织物基本性能的前提下，显著提升其阻燃等级，满足多种工业与民用场景的安全需求。其良好的耐洗性、较低的毒性及成熟的工业化应用经验，使其成为替代传统含甲醛阻燃剂的理想选择。随着我国对消防安全法规的不断完善和消费者环保意识的提升，FR-50及其相关技术将在功能性纺织品领域发挥愈加重要的作用。

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