新型低色变无氟防水剂的应用性能分析

庄育盛，黄梅珠，陈华群

（广东传化富联精细化工有限公司  广东佛山  528329）

摘  要：选用TF-503A、TF-501M两种无氟防水剂，对纯棉和双卫衣布织物进行三防整理，探讨了三防整理剂用量、焙烘温度对织物整理效果的影响，确定了两种整理剂的最佳用量和焙烘温度；结果表明，采用最佳整理工艺，整理后织物的色光影响极小，并探讨了硅油柔软剂加入与无氟防水剂复配同浴兼容稳定性，从而提高织物的柔软舒适度，提升产品的附加值。

关键词：焙烘温度；柔软舒适；附加值；兼容稳定性；三防整理剂

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

随着人们对纺织品的质量需求和功能要求越来越高，要求材质新型，穿着舒适，功能多样化等，人们对防水织物柔软程度的要求越来越高，目前市场上常用的是C8型的防水剂［含有8个氟化碳原子（C8）侧链的聚合物］其具有优异的防水防油性能、耐久性、耐洗涤效果；但随着研究发现，C8氟系防水剂的合成过程中会产生化学物质：全氟辛烷磺酰基化合物（PFOA）和全氟辛酸（PFOS）；PFOA和PFO被认为是持久性有机污染物，在生物体内存在蓄积性和蓄积效应，且不易生物降解，半衰期很长，对人类健康和生存环境造成影响。

为了人类健康和环境的可持续发展，全球各大知名含氟产品生产企业包括杜邦、3M、大金、旭硝子都在禁止生产C8产品，开发更环保、可降解的短链含氟产品及无氟系列产品以代替目前的C8产品势在必行。因此，无氟防水剂替代含氟防水剂是大势所趋，在获得优异的防水同时，如适当提高其柔软舒适性能，从而提升产品的质量和附加值。

本文主要研究无氟防水剂TF-503A、TF-501M用量、焙烘温度，及与硅油乳液工作液稳定性，与硅油乳液用量对防水效果的影响性能进行分析试验，得出最佳的整理工艺。TF-503A、TF-501M通过改变聚合物的构成，从而提高结晶度，因此在面料的通用性、助剂兼容稳定性和水洗晾干性能有优异的性能。

2．试验

2.1 实验材料

无氟防水剂TF-503A、TF-501M、交联剂、亲水肤感硅油乳液TF-4879、TF-4879A（广东传化富联）其他试剂：白矿物油、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（分析纯），炭黑、机油（工业级）。

2.2 仪器

YB813织物沾水度测定仪（温州大荣纺织标准仪器厂）、YG701D全自动织物缩水率试验机（常州市第二纺织机械厂）、MINE-TENTER轧烘焙一体机（LABORTEX公司）、COLOR-EYE 3100测色配色仪（Gretag Macbeth公司）、电子天平、针式张布定型机、AATCC防水测试仪、AATCC标准洗衣机

2.3 织物

28.2/28.2rex，425/228根/10cm纯棉纱卡、240T/8.3tex×8.3T/C涤/棉（65/35）、100%涤纶、抓毛小鱼鳞双卫衣布、绿色抓毛卫衣布、蓝色灯芯布、尼龙、涤纶（春亚纺、涤塔夫、仿记忆等）。

2.4 三防整理工艺流程

浸轧整理液（二浸二轧，轧余率80%）→预烘（110℃热风烘2min）→焙烘（150~180℃×2min）→性能测试。

2.5 测试方法

2.5.1 拒水性能测试方法

参照AATCC 22-2001（GB/T 4745-1997）《拒水性喷淋法》测试并评级。

评级标准：

100分-受淋表面没有润湿，也未沾有小水珠；

90分-受淋表面没有润湿，但沾有小水珠；

80分-受淋表面仅有不连续的小面积润湿；

70分-受淋表面有一半润湿，通常指小块不连续的润湿面积的总和；

50分-受淋表面全部润湿；

0分-正反两面均全部润湿。

2.5.2 拒油性能测试方法

参照AATCC 118-2002（FZ/T 01067-1999）《拒油性耐碳氢化合物试验》。拒油性分8级，l级最差，8级最好；拒油整理液组成及表面张力见表1。

表1  据油性能等级测试的液体组成及表面张力

2.5.3 易去污性能测试方法

参照AATCC 130-2000（FZ/T 10012-1998）《去污油渍清除法》测试。测试用油为玉米调和油，用全自动滚筒洗衣机洗涤，水洗温度40℃，洗衣粉用量2g/L。

2.5.4 耐洗性测试

参照GB/T 8629-2001（ISO 6330-2000）《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》具体方法用YG701型全自动织物缩水率试验机对织物进行洗涤。选用5A洗涤程序，即：洗涤12min+漂洗3min→漂洗3min+脱水1min→漂洗2min+脱水1min→漂洗2min+脱水6min。洗涤时水位为10L，洗衣粉用量为2g/L，洗5次。

3．结果及讨论

3.1 整理剂用量对三防整理效果的影响

采用不同用量的整理剂对棉织物和涤/棉织物进行整理．二浸二轧（轧余率80%）焙烘温度为160℃、焙烘时间为2min，整理后的效果见表2、3。

表2  整理剂用量对棉织物三防整理效果的影响

表3  整理剂用量对棉抓毛卫衣布三防整理效果的影响

从表2、表3随着整理剂用量的增加，三防整理效果增强，增加到一定程度后，再提高用量，效果并无明显变化。在同等同量条件下，纯棉的防水效果好于棉抓毛卫衣布，防油、防污效果则相反，棉织物的防油、防污效果差于棉抓毛卫衣布。TF-503A对棉，涤/棉织物最佳用量为：80～90g/L；TF-501M对棉，涤/棉织物最佳用量为：90g/L～100g/L。

3.2 焙烘温度对三防整理效果的影响

分别选择最佳的整理剂用量，改变焙烘温度，测试整理织物水先前后的整理效果，见表4、5。

表4  焙烘温度对棉织物三防整理效果的影响

 表5  焙烘温度对涤/棉（65/35）织物三防整理效果的影响

由表4、表5可得知，随着焙烘温度的升高，三防整理效果有一定的提升，尤其是水洗5次后表现更为明显，两种整理剂的焙烘温度对三防效果较为接近，TF-503A最佳温度为170℃、TF-501M最佳温度为160℃。

3.3 三防整理对染色织物色光的影响

在最佳整理剂用量及焙烘温度下，分别对活性染料染色的棉织物和分散染料染色的涤纶织物进行整理，测定整理前后的色光变化，见表6、表7。

表6  染色棉织物整理后色光的变化

表7  染色涤纶织物整理后色光的变化

由表6、7可以看出，织物经两种整理剂整理后，色光稍有变化。两种整理剂整理前后的△￡为负值，表明试样的明度变低，颜色变深。

深度变化从低到高为：TF-503A、TF-501M；两种整理剂整理前后的色差从低到高为：TF-503A、TF-501M；经三防整理后，活性染料染色的棉织物的色光变化，比分散染料染色的涤纶织物大。

3.4 硅油乳液用量对整理剂防水效果及柔软效果的影响

分别配制亲水硅油乳液TF-4879、TF-4879A不同用量10、20、30/L与无氟防水剂TF-503A、TF-501M最佳用量100g/L复配，浸轧整理液（二浸二轧，轧余率80%）预烘（110℃热风烘2min）+焙烘（160℃×2min）-测试手感、防水效果。

表8  硅油乳液对棉织物防水效果的影响

表9  硅油乳液对涤/棉（65/35）织物防水效果的影响

从表8、表9可以看出，加入硅油乳液与三防整理剂同浴整理复配使用时TF-503A、TF-501M防水性能有所下降，比未加入硅油柔软剂的防水性能有所下降，但加入硅油乳液，柔软度比未加入的大大提高；但随着硅油柔软剂用量的增加，防水性能会逐步下降，加入TF-4879、TF-4879A对白度影响较小但两种乳液的加入，有较好的柔软性能，最佳硅油用量为10g/L，织物的断裂强力有所降低，但撕破强力略有所提高。

3.5 硅油乳液与三防整理剂复配兼容稳定性

将质量浓度为10g/L硅油乳液TF-4879、TF-4879A和质量浓度为100g/L无氟防水剂用自来水配制成溶液，室温下放置30min、24小时，观察稳定性（见表10）。

4．结论

（1）无氟防水剂TF-503A对棉，涤/棉织物最佳用量为：80～90g/L；TF-501M对棉，涤/棉织物最佳用量为：90～100g/L。

表10  硅油乳液与三防整理剂同浴稳定性

（2）无氟防水剂TF-503A、TF-501M对棉织物和涤/棉织物较适宜的焙烘温度相近，随着焙烘温度的升高，三防整理效果有一定的提升，尤其是水洗5次后表现更为明显，TF-503A最佳温度为170℃、TF-501M最佳温度为160℃。

（3）经无氟防水剂TF-503A、TF-501M整理后，活性染料染色的棉织物色光变化比分散染料染色的涤纶织物大，采用最佳整理工艺，整理后织物的色光变化不大。

（4）加入超稳定硅油乳液与无氟防水剂同浴在30min/24h均无分层漂油等现象，亲水肤感硅油TF-4879、TF-4879A使用最佳用量、最佳工艺条件下，柔软度比未加入的大大提高，防水性能会略有所下降。实验证明，在获得较好的三防整理效果的同时，加入最佳量的超稳定硅油柔软剂，具有较好的柔软性能，从而提高产品的质量和附加值。

参考文献：

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作者简介：

庄育盛，纺织工程及精细化工工艺学专业，高级研发工程师，长期从事纺织化学品的研发生产及应用研究工作，擅长产品结构设计、合成工艺路线的优化；曾主导多家港资印染厂项目研发，多个产品方案在节能减排工艺为企业降本增效方面取得卓越的成效；曾多次在国内行业杂志发表过相关的文章和论文，如《印染》、《纺织化学品》、《针织工业》、《印染助剂》、《CTA中国纺织助剂》、广东省/浙江省/江苏省纺织印染助剂行业年会论文集等，并多次获得优秀论文奖，拥有多项发明专利。

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