可與防水劑同浴的高活性防蚊劑產品開發

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。如何通過設計產品配方使各產品性能達到一個最佳的平衡點，對促進高附加值功能型產品的開發具有積極意義。

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，公司重點開發了一個可以與防水劑同浴的高活性成分的防蚊劑產品FK-809G，通過配方設計降低了防蚊劑產品中的乳化劑含量，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：工業用氯菊酯原藥、各種乳化劑、溶劑及助溶劑、交聯劑AC（公司自產）、防水劑FK-522KB及架橋劑L7（公司自產）。

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 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，然后將分散均勻的乳液移入25ml試管中靜置，觀察是否出現分層現象。

乳液放置穩定性：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、沉淀等現象。

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

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

乳液凍融穩定性：將乳化效果考核過關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。

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 農藥殘留量的測定 第4部分：擬除蟲菊酯農藥》。

驅避率測試及效果評價：參照GB/T 13917.9-2009《農藥登記衛生殺蟲劑室內藥效試驗及評價 第9部分：驅避劑》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 內著陸于織物上的白紋伊蚊數量（取平均值）B1、T1，驅避率 R=（B1-T1）/B1×100%。

拒水性能測試：按照GB/T 4745-1997《紡織織物 表面抗濕性測定 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 氯菊酯分子結構式

3 結果與討論

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。從氯菊酯分子結構看（見圖1），具有雙苯環結構，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，根據氯菊酯分子結構特點，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脂肪醇與環氧乙烷縮聚物、L異構醇與環氧乙烷縮聚物、E蓖麻油與環氧乙烷縮聚物。

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，又會影響乳液的穩定性。目前市場上國內同類產品活性成分都在20%以下，國外公司一些產品活性成分含量可以做到40%以上，因此本試驗重點設計了活性成分在40%以上的防蚊劑產品配方。

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進行復配，經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，開發出一只活性成分在40%以上的高活性防蚊劑產品FK-809G。

3 .3產品性能測試

3.3.1 穩定性測試

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

3.3.2 跟防水劑同浴試驗

同浴工藝如下，測試結果見表4。

從測試結果看，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對氯菊酯的萃取，因此造成氯菊酯含量偏低，但對驅避率的影響要小一些。

從實驗結果看，開發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，但最終結果還是能滿足市場客戶需求的。可見開發的高活性含量防蚊劑FK-809G產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，該產品的開發成功對開發高附加值功能型產品還是很有意義的。

4 結論

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

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

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