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        可與防水劑同浴的高活性防蚊劑產(chǎn)品開發(fā)

        2019-10-17 00:58:12
        紡織科學(xué)研究 2019年10期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)品

        北京中紡化工股份有限公司 北京 100176

        1 引言

        最近市場上越來越多的面料加工訂單,都希望開發(fā)的面料能同時具有防水、防蚊、抗菌、抗紫外甚至阻燃、柔軟等復(fù)合功能,但有些功能助劑之間會存在相互制衡、削減的效果。如何通過設(shè)計產(chǎn)品配方使各產(chǎn)品性能達到一個最佳的平衡點,對促進高附加值功能型產(chǎn)品的開發(fā)具有積極意義。

        隨著市場防蚊訂單的增多,特別是出口國外的軍裝、野戰(zhàn)帳篷、床單等都要求較好的防蚊效果和“三防”性能。目前市場常見防蚊劑產(chǎn)品配方中由于活性成分含量低、含有大量的乳化劑,對面料的防水性能有較大的負面影響,達不到客戶“既防水又防蚊”的訂單要求。因此,公司重點開發(fā)了一個可以與防水劑同浴的高活性成分的防蚊劑產(chǎn)品FK-809G,通過配方設(shè)計降低了防蚊劑產(chǎn)品中的乳化劑含量,同時又能保證防蚊劑良好的水乳化和儲存性能。

        2 實驗

        2.1 試驗材料

        試劑:工業(yè)用氯菊酯原藥、各種乳化劑、溶劑及助溶劑、交聯(lián)劑AC(公司自產(chǎn))、防水劑FK-522KB及架橋劑L7(公司自產(chǎn))。

        面料:克重為220g/m2的T/C機織布。

        2.2 試驗儀器

        高速分散機、乳化均質(zhì)機、小樣軋車、Y(B)089E全自動縮水率試驗機、離心機等。

        2.3 整理工藝

        工作液用量:防蚊劑用量(50g/L60g/L); 交 聯(lián) 劑AC用 量(30g/L40g/L);防水劑用量(100g/L110g/L);架橋劑L7(10g/L20g/L)。

        工藝流程:一浸一軋(軋液率70%85%,軋車壓力為0.2mpa,車速為2m/min)→烘干(溫度100℃120℃,90s120s)→焙烘(170℃180℃,120s150s)。

        2.4 乳化性能評價

        乳化效果:將乳化好的防蚊劑滴入去離子水中,觀察防蚊劑在水中擴散狀態(tài),然后將分散均勻的乳液移入25ml試管中靜置,觀察是否出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

        乳液放置穩(wěn)定性:將乳化的防蚊劑配制成100g/L工作液,移入50ml試管中靜置7天,觀察是否有分層、絮狀物、沉淀等現(xiàn)象。

        乳液離心穩(wěn)定性:將乳化的防蚊劑配制成100g/L工作液,然后在離心機以3000r/min的速度轉(zhuǎn)動10min,觀察是否有油水分離、沉淀等現(xiàn)象。

        乳液熱穩(wěn)定性:將乳化效果考核過關(guān)的乳液放入密閉容器里,然后放置在50℃的烘箱中30天,考察乳液的熱穩(wěn)定性。

        乳液凍融穩(wěn)定性:將乳化效果考核過關(guān)的乳液放入密閉容器中,然后放置在-18℃的冰箱中凍1天,然后取出解凍,觀察乳化狀態(tài)。

        2.5 性能測試

        布面氯菊酯含量測試:依照標準GB/T 18412.4-2006《紡織品 農(nóng)藥殘留量的測定 第4部分:擬除蟲菊酯農(nóng)藥》。

        驅(qū)避率測試及效果評價:參照GB/T 13917.9-2009《農(nóng)藥登記衛(wèi)生殺蟲劑室內(nèi)藥效試驗及評價 第9部分:驅(qū)避劑》和GB/T 30126-2013《紡織品 防蚊性能的檢測和評價》,供試昆蟲:白紋伊蚊(Aedes albopictus),羽化后35天未吸血的雌性成蟲。驅(qū)避率測試采用人體暴露測試:在41cm×41cm×16cm的箱體中放入30 只雌性白紋伊蚊,測試人員手臂上分別包裹待測織物、未處理的對比樣伸入箱體,計算2 min 內(nèi)著陸于織物上的白紋伊蚊數(shù)量(取平均值)B1、T1,驅(qū)避率 R=(B1-T1)/B1×100%。

        拒水性能測試:按照GB/T 4745-1997《紡織織物 表面抗?jié)裥詼y定 沾水試驗》進行測試。

        耐洗性:按照GB/T 8629-2017《紡織品 試驗用家庭洗滌和干燥程序》進行測試。

        表1 不同溶劑溶解效果對比

        表2 不同乳化劑效果對比

        圖1 氯菊酯分子結(jié)構(gòu)式

        3 結(jié)果與討論

        3.1 溶劑的選擇

        氯菊酯原藥(Permethrin),為棕黃色黏稠液體或半固體。從氯菊酯分子結(jié)構(gòu)看(見圖1),具有雙苯環(huán)結(jié)構(gòu),苯、甲苯、二甲苯類溶劑對其具有較好的溶解作用,但苯類溶劑毒性太大,有致癌風(fēng)險,不作考慮。因此重點選擇了醇類、酯類、酮類毒性低、安全性高的溶劑進行對比試驗。

        從表1中可以看出:醇跟酯類溶解較好,但酯類味道較大,綜合考慮選擇醇1作為主溶劑。

        單獨用溶劑對氯菊酯原藥溶解后分散到水中乳液是不穩(wěn)定的,容易漂油、分層,為獲得良好的水乳化效果還需要添加乳化劑才能把氯菊酯原藥穩(wěn)定地分散到水中,形成均勻的乳液。

        3.2 乳化劑的選擇

        乳化劑種類不同對氯菊酯的乳化效果是不一樣的,根據(jù)氯菊酯分子結(jié)構(gòu)特點,以及親水親油平衡(HLB)值(氯菊酯HLB=14.2)理論,重點選擇了市場上常見的幾類乳化劑:A脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮聚物、L異構(gòu)醇與環(huán)氧乙烷縮聚物、E蓖麻油與環(huán)氧乙烷縮聚物。

        將上述三大類乳化劑對氯菊酯的乳化能力進行了對比試驗,由于乳化劑用量越大,對防水劑的防水效果影響也越大,會明顯降低防水劑的防水等級,因此盡量減少乳化劑用量,但乳化劑用量太少,又會影響乳液的穩(wěn)定性。目前市場上國內(nèi)同類產(chǎn)品活性成分都在20%以下,國外公司一些產(chǎn)品活性成分含量可以做到40%以上,因此本試驗重點設(shè)計了活性成分在40%以上的防蚊劑產(chǎn)品配方。

        表3 防蚊劑性能評價

        表4 跟防水劑同浴性能測試

        從表2中可以看出,單一乳化劑很難達到好的乳化效果,根據(jù)各乳化劑的HLB值及乳化性能特點,選擇兩種乳化劑E及L進行復(fù)配,經(jīng)大量實驗確定了兩者的最佳比例。此后,通過篩選適宜的溶劑、乳化劑及助溶劑,開發(fā)出一只活性成分在40%以上的高活性防蚊劑產(chǎn)品FK-809G。

        3 .3產(chǎn)品性能測試

        3.3.1 穩(wěn)定性測試

        重點考察了防蚊劑FK-809G產(chǎn)品的乳液放置穩(wěn)定性、離心穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定及凍融穩(wěn)定性,分別配制成100g/L的工作液進行考察。從表3可以看出,開發(fā)的高活性防蚊劑FK-809G產(chǎn)品穩(wěn)定性是滿足要求的。

        3.3.2 跟防水劑同浴試驗

        同浴工藝如下,測試結(jié)果見表4。

        從測試結(jié)果看,防蚊劑加入對防水劑的防水性能有一定下降,為達到客戶要求的水洗50次后防水性能4級要求,防水劑用量要增加一些,防水劑用量要達到100 g/L。防水劑對防蚊劑的防蚊效果也有一定下降,特別是氯菊酯含量下降較多,可能是防水劑在織物纖維表面形成一層保護膜,影響了測試時用的萃取介質(zhì)對氯菊酯的萃取,因此造成氯菊酯含量偏低,但對驅(qū)避率的影響要小一些。

        從實驗結(jié)果看,開發(fā)的高活性含量的防蚊劑是可以跟防水劑同浴的,雖然性能相互有一些影響,但最終結(jié)果還是能滿足市場客戶需求的??梢婇_發(fā)的高活性含量防蚊劑FK-809G產(chǎn)品是可以跟其他后整理功能助劑如防水劑、柔軟劑、抗菌劑、抗紫外 助劑等同浴使用的,該產(chǎn)品的開發(fā)成功對開發(fā)高附加值功能型產(chǎn)品還是很有意義的。

        4 結(jié)論

        1)通過選擇適宜的溶劑、乳化劑、助溶劑,開發(fā)了一個活性成分在40%以上的高活性防蚊劑產(chǎn)品FK-809G。

        2)高活性防蚊劑產(chǎn)品FK-809G可以跟防水劑同浴使用,性能雖然相互有制衡,但通過調(diào)節(jié)用量還是能達到客戶要求,從而實現(xiàn)多功能產(chǎn)品一步法生產(chǎn)目標。

        3)目前國內(nèi)還沒有看到其他公司開發(fā)高活性防蚊劑產(chǎn)品,該產(chǎn)品的開發(fā)可以替代進口產(chǎn)品使用,大大降低企業(yè)生產(chǎn)成本,提高企業(yè)產(chǎn)品出口競爭力,對客戶開發(fā)更多高附加值功能型產(chǎn)品具有積極意義。

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