1.2. Современные способы огнезащитной отделки текстильных материалов

Проблема создания огнезащитных материалов решается, в основном, путем производства новых химических волокон, не поддерживающих горение на воздухе, или применением специальных антипиренов, снижающих горючесть текстильных изделий. К числу наиболее инвестиционно-привлекательных методов придания огнезащитных свойств относится обработка текстильных материалов замедлителями горения на стадии отделки.

Основные отличительные особенности выпускаемых химических препаратов заключается в высокой реакционной способности ингредиентов композиционных составов, что позволяет целенаправленно разрабатывать различные модификации целого ряда текстильных материалов. Кроме того механизм воздействия включает стадию образования на волокне структурированного защитного слоя, способствующего повышению термостойкости полимерного материала. Компоненты, входящие в состав антипирирующей системы, могут придавать полимерному субстрату высокие свойства биоцидности, то есть подавлять рост бактерий, микроорганизмов, опасных для человека.

Самым распространенным методом снижения горючести полиэфирных материалов с использованием различных огнезащитных составов является метод поверхностной обработки на стадии отделочного производства. Для придания огнезащиты методом поверхностной обработки применяется очень широкий класс добавок: фосфор- и фосфоргалогенсодержащие олигомеры, полифосфаты и другие органические соединения. Для закрепления огнезащитных составов на ткани обработка проводится в присутствии метилольных соединений или меламиноформальдегидных смол путем сушки

пропитанной ткани при температуре 60-100°С или термообработки в течение 2–3 мин при температуре 160–170°С.

Известен состав для огнезащитной отделки химических волокон на основе 5–7%-ного водного раствора фосфорсодержащего мономера (Факрил-М) с использованием окислительно-восстановительной системы.

Однако, указанным составом необходимо проводить обработку волокон длительное время и при высокой температуре.

Известен двухстадийный способ обработки полиэфирных тканей, включающий пропитку составом «Пробан», затем гексабромциклододеканом или циклическим фосфонатом. Обработанную ткань термофиксируют, причем в случае использования гексабромциклододекана ее нагревают выше 182°С для плавления антипирена.

Двухстадийность процесса и необходимость термофиксации при высоких температурах значительно затрудняют возможность практического применения предлагаемого способа.

Для снижения горючести полиэфирных материалов может быть использовано азотсодержащее производное фосфоновой кислоты– антипирен Т-2, выпускающийся в опытнопромышленном масштабе в РФ. Обработку проводят по режиму, включающему пропитку водным раствором гликазина, сушку, пропитку водным раствором антипирена Т-2 с последующей сушкой, термообработкой и промывкой.

Полученные ткани из смеси полиэфирных и целлюлозных волокон (в соотношении 67: 33%) характеризовались значением кислородного индекса 28-30% при содержании антипирена не более 10-12%. Однако, огнезащитный эффект не устойчив в процессе многократных стирок [11].

Для огнезащиты текстиля в Германии используются препараты: FR Cros 330, представляющий собой водную винилацетатную суспензию с полифосфатом аммония, и FR Cros 334, включающий модифицированный

полифосфат аммония.

Известен жидкий препарат Fyrol РВР, выпускающийся голландской фирмой Akzo, представляющий смесь пентабромдифенилоксида и арилфосфатов, содержащий около 50% брома. Он рекомендуется для снижения горючести полиэфирных тканей.

Следует отметить, что огнезащитный эффект после обработки указанными препаратами сохраняется в процессе многократных стирок. Однако огнезащитный эффект достигается при привесе на ткани 30-40 % препарата, что ухудшает гриф и приводит к снижению физико-механических показателей материалов. Кроме того, огнезащитная обработка ткани в этом случае достаточно дорогая [12].

Широкое распространение получил метод пропитки текстильных материалов растворами антипиренов, представляющих собой азот-, фосфор- и галогенсодержащие органические и неорганические соединения разнообразного химического состава. Известен способ придания огнезащитных свойств текстильному сырью обработкой его водным раствором соединений титана. Также в качестве антипирена используют природный минерал, включающий хлоридно-магниево-натриевый комплекс (йод, бром, железо и другие элементы). В основе серии замедлителей горения лежат разветвленные азотсодержащие фосфоновые кислоты, которые разлагаются при нагреве по другому механизму в сравнении с неразветвленными аналогами. То есть карбонизирующая активность их по отношению к полимерным материалам оказывается выше, чем известных замедлителей горения типа ортофосфорной и алкилфосфоновой кислот и их производных, в том числе довольно широко применяемых фосфатов аммония [13].

Средства огнезащиты для поверхностной или объемной обработки текстильных материалов делятся на две группы. К первой группе относятся огнезащитные составы, представляющие собой различные комбинации буры и борной кислоты, диаммоний фосфаты и другие неорганические соединения.

Этот класс соединений находит применение для обработки текстильных материалов (преимущественно целлюлозных), не требующих стирки.

Ко второй группе относятся огнезащитные составы, образующие на поверхности текстильного материала нерастворимые соединения, обеспечивающие устойчивость огнезащитного эффекта к многократным стиркам. К наиболее часто применяемым в данном случае соединениям относятся фосфор-, фосфоразот - и фосфоргалогенсодержащие соединения.

Для получения огнезащищенных тканей из натуральных волокон широко используются составы для огнезащиты древесины. К ним относятся, как правило, средства огнезащиты первой группы. При увеличении синтетической составляющей в ткани (более 35 %) обычно используют реакционноспособные огнезащитные средства второй группы, а огнезащитную поверхностную обработку таких тканей и тканей, требующих стирки в процессе эксплуатации, проводят с обязательной термообработкой.

Процесс обработки заключается в пропитке водными растворами огнезащитных солей (антипиренов) текстильных материалов и изделий из них.

Огнезащитная пропитка затрудняет горение и распространение пламени по поверхности текстильного материала, в ряде случаев препятствует возгоранию.

Метод пропитки применяется для огнезащиты текстильных материалов, изделия из которых эксплуатируются в помещениях.

Наибольшее внимание в настоящее время уделяется огнезащитной поверхностной или объемной обработке готового волокна, текстильного материала или изделия. Нанесение огнезащитных составов — весьма доступная и простая операция. Поэтому данный метод широко применяется для огнезащиты текстильных материалов на основе целлюлозы (из вискозного волокна, хлопка, льна, шерсти), полусинтетических (полиэфир + хлопок) и синтетических (100 % полиэфир, полиамид и др. ). В этих целях может быть использовано оборудование красильно-отделочного производства, что обеспечивает широкое распространение такого способа получения огнезащищенных текстильных материалов. Технология и способы пропитки различными огнезащитными составами, как правило, аналогичны. Отличаться могут расходные нормы для обеспечения заданной огнезащиты, кратность огнезащитной обработки, время и температура сушки, периодичность возобновления огнезащитной обработки.

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

Особое место занимает ГОСТ 12. 1. 044-89 (ИСО 4589-84) «Пожаро- взрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения». В нем «двухбалльная» система оценки (тест пройден – тест не пройден) заменена количественной характеристикой горючести материала – так называемым кислородным индексом (КИ). Несмотря на то, что метод оценки горючести по кислородному индексу разработан для пластических масс, он также широко применяется и для текстильных материалов. Метод отличается высокой воспроизводимостью. Кислородный индекс измеряется в процентах и представляет собой минимальную концентрацию кислорода в струе смеси с азотом, которая будет поддерживать горение образца пламенем. КИ отражает степень горючести летучих продуктов распада полимера, влияние заключительной отделки на воспламеняемость текстильного материала. Установлено, что значения КИ зависят от массы испытуемого материала, волокнистого состава, структуры, температуры и влажности окружающей среды [14].