新型低色變無氟防水劑的應用性能分析

莊育盛，黃梅珠，陳華群

（廣東傳化富聯精細化工有限公司  廣東佛山  528329）

摘  要：選用TF-503A、TF-501M兩種無氟防水劑，對純棉和雙衛衣布織物進行三防整理，探討了三防整理劑用量、焙烘溫度對織物整理效果的影響，確定了兩種整理劑的最佳用量和焙烘溫度；結果表明，采用最佳整理工藝，整理后織物的色光影響極小，并探討了硅油柔軟劑加入與無氟防水劑復配同浴兼容穩定性，從而提高織物的柔軟舒適度，提升產品的附加值。

關鍵詞：焙烘溫度；柔軟舒適；附加值；兼容穩定性；三防整理劑

The application of new type low color change of fluorine-free waterproofing agent performance analysis

Zhuang Yu-Sheng , Huang Mei-Zhu , Chen Hua-Qun

（Guangdong Transfar and Forland Chem.Ind.Co., Ltd. Foshan 528329）

Abstract: Choose TF-503A、TF-501M both cfc-free, waterproofing agent, for pure cotton and double fleece fabric is three, discusses the three finishing agent dosage, curing temperature on the effects of the textile finishing to determine the optimal dosage of the two kinds of finishing agent and curing temperature, and the results show that the optimal finishing process, after finishing the fabric color change is not big, and present the cfc-free, water-proofing agent and silicone softener to join compound with compatible with bath stability, so as to improve the softness of the fabric, improve the added value of products.

Keywords: Baking temperature；Soft and comfortable；Value-added and compatible stability；Prevent finishing agent

1．前言

隨著人們對紡織品的質量需求和功能要求越來越高，要求材質新型，穿著舒適，功能多樣化等，人們對防水織物柔軟程度的要求越來越高，目前市場上常用的是C8型的防水劑［含有8個氟化碳原子（C8）側鏈的聚合物］其具有優異的防水防油性能、耐久性、耐洗滌效果；但隨著研究發現，C8氟系防水劑的合成過程中會產生化學物質：全氟辛烷磺?；衔铮≒FOA）和全氟辛酸（PFOS）；PFOA和PFO被認為是持久性有機污染物，在生物體內存在蓄積性和蓄積效應，且不易生物降解，半衰期很長，對人類健康和生存環境造成影響。

為了人類健康和環境的可持續發展，全球各大知名含氟產品生產企業包括杜邦、3M、大金、旭硝子都在禁止生產C8產品，開發更環保、可降解的短鏈含氟產品及無氟系列產品以代替目前的C8產品勢在必行。因此，無氟防水劑替代含氟防水劑是大勢所趨，在獲得優異的防水同時，如適當提高其柔軟舒適性能，從而提升產品的質量和附加值。

本文主要研究無氟防水劑TF-503A、TF-501M用量、焙烘溫度，及與硅油乳液工作液穩定性，與硅油乳液用量對防水效果的影響性能進行分析試驗，得出最佳的整理工藝。TF-503A、TF-501M通過改變聚合物的構成，從而提高結晶度，因此在面料的通用性、助劑兼容穩定性和水洗晾干性能有優異的性能。

2．試驗

2.1 實驗材料

無氟防水劑TF-503A、TF-501M、交聯劑、親水膚感硅油乳液TF-4879、TF-4879A（廣東傳化富聯）其他試劑：白礦物油、正十六烷、正十四烷、正十二烷、正癸烷、正辛烷、正庚烷、三氯乙烯（分析純），炭黑、機油（工業級）。

2.2 儀器

YB813織物沾水度測定儀（溫州大榮紡織標準儀器廠）、YG701D全自動織物縮水率試驗機（常州市第二紡織機械廠）、MINE-TENTER軋烘焙一體機（LABORTEX公司）、COLOR-EYE 3100測色配色儀（Gretag Macbeth公司）、電子天平、針式張布定型機、AATCC防水測試儀、AATCC標準洗衣機

2.3 織物

28.2/28.2rex，425/228根/10cm純棉紗卡、240T/8.3tex×8.3T/C滌/棉（65/35）、100%滌綸、抓毛小魚鱗雙衛衣布、綠色抓毛衛衣布、藍色燈芯布、尼龍、滌綸（春亞紡、滌塔夫、仿記憶等）。

2.4 三防整理工藝流程

浸軋整理液（二浸二軋，軋余率80%）→預烘（110℃熱風烘2min）→焙烘（150~180℃×2min）→性能測試。

2.5 測試方法

2.5.1 拒水性能測試方法

參照AATCC 22-2001（GB/T 4745-1997）《拒水性噴淋法》測試并評級。

評級標準：

100分-受淋表面沒有潤濕，也未沾有小水珠；

90分-受淋表面沒有潤濕，但沾有小水珠；

80分-受淋表面僅有不連續的小面積潤濕；

70分-受淋表面有一半潤濕，通常指小塊不連續的潤濕面積的總和；

50分-受淋表面全部潤濕；

0分-正反兩面均全部潤濕。

2.5.2 拒油性能測試方法

參照AATCC 118-2002（FZ/T 01067-1999）《拒油性耐碳氫化合物試驗》。拒油性分8級，l級最差，8級最好；拒油整理液組成及表面張力見表1。

表1  據油性能等級測試的液體組成及表面張力

2.5.3 易去污性能測試方法

參照AATCC 130-2000（FZ/T 10012-1998）《去污油漬清除法》測試。測試用油為玉米調和油，用全自動滾筒洗衣機洗滌，水洗溫度40℃，洗衣粉用量2g/L。

2.5.4 耐洗性測試

參照GB/T 8629-2001（ISO 6330-2000）《紡織品試驗用家庭洗滌和干燥程序》具體方法用YG701型全自動織物縮水率試驗機對織物進行洗滌。選用5A洗滌程序，即：洗滌12min+漂洗3min→漂洗3min+脫水1min→漂洗2min+脫水1min→漂洗2min+脫水6min。洗滌時水位為10L，洗衣粉用量為2g/L，洗5次。

3．結果及討論

3.1 整理劑用量對三防整理效果的影響

采用不同用量的整理劑對棉織物和滌/棉織物進行整理．二浸二軋（軋余率80%）焙烘溫度為160℃、焙烘時間為2min，整理后的效果見表2、3。

表2  整理劑用量對棉織物三防整理效果的影響

表3  整理劑用量對棉抓毛衛衣布三防整理效果的影響

從表2、表3隨著整理劑用量的增加，三防整理效果增強，增加到一定程度后，再提高用量，效果并無明顯變化。在同等同量條件下，純棉的防水效果好于棉抓毛衛衣布，防油、防污效果則相反，棉織物的防油、防污效果差于棉抓毛衛衣布。TF-503A對棉，滌/棉織物最佳用量為：80～90g/L；TF-501M對棉，滌/棉織物最佳用量為：90g/L～100g/L。

3.2 焙烘溫度對三防整理效果的影響

分別選擇最佳的整理劑用量，改變焙烘溫度，測試整理織物水先前后的整理效果，見表4、5。

表4  焙烘溫度對棉織物三防整理效果的影響

 表5  焙烘溫度對滌/棉（65/35）織物三防整理效果的影響

由表4、表5可得知，隨著焙烘溫度的升高，三防整理效果有一定的提升，尤其是水洗5次后表現更為明顯，兩種整理劑的焙烘溫度對三防效果較為接近，TF-503A最佳溫度為170℃、TF-501M最佳溫度為160℃。

3.3 三防整理對染色織物色光的影響

在最佳整理劑用量及焙烘溫度下，分別對活性染料染色的棉織物和分散染料染色的滌綸織物進行整理，測定整理前后的色光變化，見表6、表7。

表6  染色棉織物整理后色光的變化

表7  染色滌綸織物整理后色光的變化

由表6、7可以看出，織物經兩種整理劑整理后，色光稍有變化。兩種整理劑整理前后的△￡為負值，表明試樣的明度變低，顏色變深。

深度變化從低到高為：TF-503A、TF-501M；兩種整理劑整理前后的色差從低到高為：TF-503A、TF-501M；經三防整理后，活性染料染色的棉織物的色光變化，比分散染料染色的滌綸織物大。

3.4 硅油乳液用量對整理劑防水效果及柔軟效果的影響

分別配制親水硅油乳液TF-4879、TF-4879A不同用量10、20、30/L與無氟防水劑TF-503A、TF-501M最佳用量100g/L復配，浸軋整理液（二浸二軋，軋余率80%）預烘（110℃熱風烘2min）+焙烘（160℃×2min）-測試手感、防水效果。

表8  硅油乳液對棉織物防水效果的影響

表9  硅油乳液對滌/棉（65/35）織物防水效果的影響

從表8、表9可以看出，加入硅油乳液與三防整理劑同浴整理復配使用時TF-503A、TF-501M防水性能有所下降，比未加入硅油柔軟劑的防水性能有所下降，但加入硅油乳液，柔軟度比未加入的大大提高；但隨著硅油柔軟劑用量的增加，防水性能會逐步下降，加入TF-4879、TF-4879A對白度影響較小但兩種乳液的加入，有較好的柔軟性能，最佳硅油用量為10g/L，織物的斷裂強力有所降低，但撕破強力略有所提高。

3.5 硅油乳液與三防整理劑復配兼容穩定性

將質量濃度為10g/L硅油乳液TF-4879、TF-4879A和質量濃度為100g/L無氟防水劑用自來水配制成溶液，室溫下放置30min、24小時，觀察穩定性（見表10）。

4．結論

（1）無氟防水劑TF-503A對棉，滌/棉織物最佳用量為：80～90g/L；TF-501M對棉，滌/棉織物最佳用量為：90～100g/L。

表10  硅油乳液與三防整理劑同浴穩定性

（2）無氟防水劑TF-503A、TF-501M對棉織物和滌/棉織物較適宜的焙烘溫度相近，隨著焙烘溫度的升高，三防整理效果有一定的提升，尤其是水洗5次后表現更為明顯，TF-503A最佳溫度為170℃、TF-501M最佳溫度為160℃。

（3）經無氟防水劑TF-503A、TF-501M整理后，活性染料染色的棉織物色光變化比分散染料染色的滌綸織物大，采用最佳整理工藝，整理后織物的色光變化不大。

（4）加入超穩定硅油乳液與無氟防水劑同浴在30min/24h均無分層漂油等現象，親水膚感硅油TF-4879、TF-4879A使用最佳用量、最佳工藝條件下，柔軟度比未加入的大大提高，防水性能會略有所下降。實驗證明，在獲得較好的三防整理效果的同時，加入最佳量的超穩定硅油柔軟劑，具有較好的柔軟性能，從而提高產品的質量和附加值。

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作者簡介：

莊育盛，紡織工程及精細化工工藝學專業，高級研發工程師，長期從事紡織化學品的研發生產及應用研究工作，擅長產品結構設計、合成工藝路線的優化；曾主導多家港資印染廠項目研發，多個產品方案在節能減排工藝為企業降本增效方面取得卓越的成效；曾多次在國內行業雜志發表過相關的文章和論文，如《印染》、《紡織化學品》、《針織工業》、《印染助劑》、《CTA中國紡織助劑》、廣東省/浙江省/江蘇省紡織印染助劑行業年會論文集等，并多次獲得優秀論文獎，擁有多項發明專利。

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