可與防水劑同浴的高活性防蚊劑產(chǎn)品開發(fā)

北京中紡化工股份有限公司 北京 100176

1 引言

最近市場(chǎng)上越來越多的面料加工訂單，都希望開發(fā)的面料能同時(shí)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(huì)存在相互制衡、削減的效果。如何通過設(shè)計(jì)產(chǎn)品配方使各產(chǎn)品性能達(dá)到一個(gè)最佳的平衡點(diǎn)，對(duì)促進(jìn)高附加值功能型產(chǎn)品的開發(fā)具有積極意義。

隨著市場(chǎng)防蚊訂單的增多，特別是出口國(guó)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(chǎng)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(duì)面料的防水性能有較大的負(fù)面影響，達(dá)不到客戶“既防水又防蚊”的訂單要求。因此，公司重點(diǎn)開發(fā)了一個(gè)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(jì)降低了防蚊劑產(chǎn)品中的乳化劑含量，同時(shí)又能保證防蚊劑良好的水乳化和儲(chǔ)存性能。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)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(jī)織布。

2.2 試驗(yàn)儀器

高速分散機(jī)、乳化均質(zhì)機(jī)、小樣軋車、Y（B）089E全自動(dòng)縮水率試驗(yàn)機(jī)、離心機(jī)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(píng)價(jià)

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(kuò)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(jī)以3000r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)試

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

驅(qū)避率測(cè)試及效果評(píng)價(jià)：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(yàn)及評(píng)價(jià) 第9部分：驅(qū)避劑》和GB/T 30126-2013《紡織品 防蚊性能的檢測(cè)和評(píng)價(jià)》，供試?yán)ハx：白紋伊蚊(Aedes albopictus)，羽化后35天未吸血的雌性成蟲。驅(qū)避率測(cè)試采用人體暴露測(cè)試：在41cm×41cm×16cm的箱體中放入30 只雌性白紋伊蚊，測(cè)試人員手臂上分別包裹待測(cè)織物、未處理的對(duì)比樣伸入箱體，計(jì)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(cè)試：按照GB/T 4745-1997《紡織織物 表面抗?jié)裥詼y(cè)定 沾水試驗(yàn)》進(jìn)行測(cè)試。

耐洗性：按照GB/T 8629-2017《紡織品 試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序》進(jìn)行測(cè)試。

表1 不同溶劑溶解效果對(duì)比

表2 不同乳化劑效果對(duì)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(duì)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(xiǎn)，不作考慮。因此重點(diǎn)選擇了醇類、酯類、酮類毒性低、安全性高的溶劑進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

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(dú)用溶劑對(duì)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(duì)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(diǎn)，以及親水親油平衡(HLB)值（氯菊酯HLB=14.2）理論，重點(diǎn)選擇了市場(chǎng)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(duì)氯菊酯的乳化能力進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，由于乳化劑用量越大，對(duì)防水劑的防水效果影響也越大，會(huì)明顯降低防水劑的防水等級(jí)，因此盡量減少乳化劑用量，但乳化劑用量太少，又會(huì)影響乳液的穩(wěn)定性。目前市場(chǎng)上國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品活性成分都在20%以下，國(guó)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(yàn)重點(diǎn)設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)

表4 跟防水劑同浴性能測(cè)試

從表2中可以看出，單一乳化劑很難達(dá)到好的乳化效果，根據(jù)各乳化劑的HLB值及乳化性能特點(diǎn)，選擇兩種乳化劑E及L進(jìn)行復(fù)配，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)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(cè)試

3.3.1 穩(wěn)定性測(cè)試

重點(diǎn)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(jìn)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(yàn)

同浴工藝如下，測(cè)試結(jié)果見表4。

從測(cè)試結(jié)果看，防蚊劑加入對(duì)防水劑的防水性能有一定下降，為達(dá)到客戶要求的水洗50次后防水性能4級(jí)要求，防水劑用量要增加一些，防水劑用量要達(dá)到100 g/L。防水劑對(duì)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(hù)膜，影響了測(cè)試時(shí)用的萃取介質(zhì)對(duì)氯菊酯的萃取，因此造成氯菊酯含量偏低，但對(duì)驅(qū)避率的影響要小一些。

從實(shí)驗(yàn)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(chǎng)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(duì)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(gè)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(dá)到客戶要求，從而實(shí)現(xiàn)多功能產(chǎn)品一步法生產(chǎn)目標(biāo)。

3）目前國(guó)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(jìn)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(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)客戶開發(fā)更多高附加值功能型產(chǎn)品具有積極意義。