• 我国实现中高层大气OH自由基精确探测 2019-09-18
  • 回复@老老保老张工:伪高工想回到那种你生产的产品再水都有人买单都不会倒闭的日子?没门儿! 2019-09-13
  • 合肥一专车司机脑溢血晕倒前踩刹车 两乘客实施救援 2019-09-03
  • 将军故里 魅力新河} 2019-09-03
  • 这座超美的孤独房子火了3年 背后是个孤独的老北大人 2019-09-01
  • 李克强仁显“人民总理为人民”基因血性!—吴建勋的博客—强国博客—人民网 2019-08-30
  • 俄海军有70至100艘军舰常年在各大洋航行 2019-08-29
  • 习近平:在深入推动长江经济带发展座谈会上的讲话 2019-08-29
  • 早晨空腹饮水有利健康?正确饮水你需要知道这些 2019-08-28
  • 习近平总书记文化思想的实践指向 2019-08-28
  • 学习贯彻习近平总书记对脱贫攻坚工作重要指示精神 2019-08-28
  • 为“看着就想笑”出头,手法小儿科也下作 2019-08-26
  • 波罗木刻:一把刻刀 点木成“金” 2019-08-22
  • 骆惠宁主持召开十一届省委全面深化改革领导小组第十五次会议 2019-08-22
  • 中山八路总站调整12公交线 2019-08-19
  • 热线电话: 400-6500-939
    技术交流
    产品搜索
    技术交流    

    纺织品阻燃整理

    发布时间:2014/03/25

             纺织品阻燃整理

    第一节. 概述

    众所周知,火在人类进化和社会进步的过程中,起到了极其重要的作用。然而,它也给人们的生活带来不少的麻烦。据欧洲阻燃剂协会(FERA)的调查表明,单单在欧洲,每年就有5000多人由于火灾而丧失生命,而且这些数字中,还没有包括由火灾造成的大量受伤者人数,这些受伤人员还需要进行多年的生理、心理治疗,由此可见,火灾给人类造成的伤害可想而知。除了对人类生命的伤害外,火灾还造成严重的经济损失。在德国,火灾造成的经济损失每年就达65亿德国马克。在欧盟其他成员国,由火灾造成的经济损失总计高达国民生产总值的1%。在我国,近几十年来,平均每年发生的火灾次数为3至4万起,死亡人数2至3千人,火灾损失折合人民币2至3亿元,而且有上升趋势。据美、英、日等国对火灾起因的调查,由纺织品引起的火灾占火灾总数的一半。所以防止由纺织品引起的火灾问题引起世界各国人们的重视。

    虽然人们很早就认识到了纺织品火灾危害的严重性,开始研究防止火灾的对策,并於十七世纪六十年代就有了阻燃纺织品,但直至本世纪三十年代以前,它的进展是相当缓慢的。早期主要是不耐久的暂时性的阻燃整理,限制了它的发展速度和向更广泛的领域推广应用。此后,随着科学技术的迅速发展,特别是第二次世界大战的发生,美国使用了大量的经FWWMR整理的棉细帆布军营帐篷,它不仅具有耐久性阻燃效果,而且有拒水、耐气候老化和防霉的功能。但它并不适宜用于服装和室内装饰。

    随着各类民用和产业用纺织品的消费量迅速增加,特别是各种室内装饰、舱内装饰织物(窗帘、帷幕、墙布、地毯、家具布)和床上用品(睡衣、床罩、床单、枕芯等)的需求量日益增加,由纺织品引起的火灾也不断增加。本世纪60年代日本、欧美等发达国家对纺织品的阻燃整理提出了要求,并制定了各类纺织品的阻燃标准,从纺织品的种类和适用场所限制非阻燃织物。例如,美国已对窗帘、床单、睡衣、童装、汽车用织物、野营帐篷、玩具等各种纺织品,制定了有关可燃性的法令、州法令、都市条令,以及各行业自行制定的标准和规定。日本规定31米以上的高层建筑、地下街道、剧场、旅馆、会场、酒吧、幼儿园、托儿所等公共设施所使用的窗帘、帷幕、地毯、以及老弱幼者使用的床上用品及服装必须达到规定的阻燃标准。另外,飞机、船舶、汽车上使用的各类纺织品在国际上都有明确的阻燃法规。这些阻燃法规的制定推动了阻燃纺织品的发展。

    根据国际标准化组织的规定,阻燃性(或抗燃性)是指材料所具有的减慢、终止或防止有焰燃烧的特性。它可以是材料的一种固有特性,也可以通过一定的处理,赋予材料这种特性。纺织品阻燃技术正是建立在后一种理论基础上的应用性研究。现代燃烧机理研究表明,织物燃烧是一个封闭的链式反应过程,而阻燃的目的就是要打破链式反应,即:在放热阶段阻燃剂为强吸热剂;在热降解阶段,阻燃剂作为改变纤维热降解方式的催化剂,使其向着可燃性气体减少,固体增多的方向反应;在火焰区,阻燃剂通过释放自由基的阻断剂、捕捉剂切断链式反应,使活性自由基钝化,从而达到阻燃的目的。

    大量研究证明阻燃纺织品所具有的优越性。阻燃织物允许有更长的逃逸时间(增加10倍~15倍),燃烧释放的热量只有未阻燃织物的25%,可使火灾造成的损失减少一半,燃烧释放的有毒气体与未阻燃织物相比,只有后者的1/3(用CO值表示),并且不产生剧烈浓烟,能?;と说纳?。有人做了两个装饰性的椅子的比较试验,一个椅子的椅套经过阻燃整理,一个未经阻燃整理,在完全等同的条件下与火源接触,试验发现经阻燃整理的椅套允许有22min的逃逸时间,而未经阻燃整理的椅套只有2min的逃逸时间。许多其他纺织品,如窗帘、地毯、床单等经过阻燃整理后亦可达到良好效果。由此可见,通过恰当的阻燃整理,可使纺织品发生火灾的机率大大降低,因而阻止危及人生命的情况发生,明显降低火势蔓延的危险,逃逸时间也可以显著增加。应用于纺织品的阻燃剂成本相对于纺织品的销售价格要低很多;另一方面,阻燃整理对人的生命财产安全的?;ぷ饔檬俏薹ü懒康?,远远超过它的商业意义。

    第二节.国内外部分国家的纺织品燃烧性能技术法规

    (一)美国

    美国早在1953年就通过了《易燃织物法》(FFA),在1954年和1967年又先后对其进行了修订,由美国国会颁布,美国消费者产品安全委员会(CPSC)强制执行。该法案主要包含了服装和室内装饰用纺织品的燃烧性技术规范,禁止进口、生产和销售具有高度易燃性的纺织品服装。据此CPSC还制订了以下相关标准。

    1.服装纺织品的可燃性能标准(16C.F.R1610)

    该标准主要针对服用纺织品(帽子、手套、鞋子例外),将服用纺织品的易燃性能分为3类。1级:常规可燃性,通常指表面平坦织物通过规定的方法测试时,其火焰蔓延时间≥3.5S,或者表面起绒织物通过规定方法测试时,起火焰蔓延时间≥7S,此类纺织品适合用来制衣。2级:中等易燃,通常指表面起绒织物通过规定的方法测试时,其火焰蔓延时间为4-7S,此类纺织品也可用于服装,但须谨慎;3级:快速剧烈燃烧,通常指表面起绒织物通过规定的方法测试时,其火焰蔓延时间<4S,此类纺织品不适合用来制衣。如果被检测认为是高度易燃的,那么根据该法规,这种服用纺织品是不允许被交易与买卖的。该标准中的测试方法类似于美国材料与试验协会标准ASTMD1230(45度倾斜法),每次测试需要5份尺寸为5.08CM(2英寸)×15.24CM(6英寸)的试样,分别在干洗和清洗前后进行测试。

    2.聚乙烯塑料膜可燃性标准:(16C.F.R1611)

       该标准使用于非刚性、无支撑的聚乙烯塑料膜(包括透明的、半透明的和不透明的,表面平整的、不平整的、铸模的或经过其他表面平整的),以及厚度≤0.33MM的聚乙烯塑料膜。要求其纵向和横向各5个试样的平均燃烧速率不超过3CM/S,按照该标准中具体规定的测试程序进行测试(45度倾斜法),使用SPI燃烧测试仪。

    3.儿童睡衣可燃性标准:0-6X号(16C. F. R.1615)和7-14号(16C.F.R1616)

       儿童睡衣可燃性标准(0-6X号)与儿童睡衣可燃性标准(7-14号)分别适用于0-6X号与7-14号的儿童睡衣,包括睡衣和类似服装,但尿布、内衣裤、婴儿服(小于9个月的)、紧身服不认为是儿童睡衣(但它们应该满足16C.F.R1610和16C.F.R1611的要求)。两项标准所规定的测试方法和阻燃性能要求基本相同,要求按照法规中所具体规定的测试方法(垂直法),对5个8.9CM×25.4CM的样本进行检测,样本的平均炭长不超过17.8CM(7英寸),单个样本的炭长不超过25.4CM(10英寸)。此外,法规还要求在儿童睡衣的永久性标签上表明防护要求的所有条款。

     4.地毯类产品表面可燃性能标准:(16C.F.R1630);小地毯类产品表面可燃性能标准(16C.F.R1631)

    这2项标准适用于各种地毯及小地毯。地毯(CARPET)指用于家庭、办公室或宾馆的,单向尺寸>1.83M,表面积>2.23平方米的地毯。两项标准的要求基本相同,要求在8个给定进行测试的地毯或垫子中至少有7个满足该标准的要求,单个样本在测试中炭化的部分的尺寸在2.54CM范围以内才算合格。测试方法和程序在法规中有具体的规定,测试报告须给零售商或分销商。如果地毯或其纤维经过阻燃整理,则其标签上应注明“T”。

    5.床垫的燃烧性能标准(16C.F.R1632)

       该标准中的床垫包括成人用、青少年用、婴儿用便携式、双层、装有芯子的水床及气垫床、沙发床等,但睡袋、枕垫、充液体或气体的床、睡椅等棉絮的套子除外。按照该标准中规定的方法进行测试(香烟法),如果在香烟范围任何方向上的炭长都不超过50.8MM(2英寸),则该单支香烟实验部分属合格。一般要求点燃18支香烟进行测试,只要有一个部位不符合该标准,则该床垫不合格。此外,法规还规定经阻燃剂整理过的床垫产品在其标签上要注明“T”。

    以上皆为美国强制性的技术标准,所有进入美国市场销售的相关纺织产品服装都必须据此进行检测,并要达到其规定的阻燃性能要求。

     

                表1  美国纺织品的阻燃标准或法规

     类别

     

    规定标准

    试验方法

    制定单位

    实施或修订日期(年)

    服用织物

    可燃性织物法

    45倾斜法

    CPSC

    1976

    一般衣料

    GC191-53

     

    CPSC

     

    儿童睡衣

     

    DOC FF3-71

    DOC FF5-74

    垂直法

    CPSC

    1978

    地毯

     

    DOC FF1-70

    DOC FF2-70

    水平烟蒂法

    乌洛托品法

    CPSC

    1971

    床上用品

    DOC FF4-72

    水平法

    CPSC

    1973

    窗帘

     

    垂直法

    各州、市政府

     

    飞机内装饰织物

    汽车内装饰织物

     

    FMVSS 302

    垂直法

    水平法

    运输部

    运输部

    1961

    1972

    玩具类

    Mattel公司法

    水平法

    行业会

    1969

    野营睡袋

     

     

    野营帐篷

    CPAI 75

     

     

    CPAI 84

    水平法

    乌洛托品法

    垂直法

    水平法

    行业会

    市政府

    市政府

    行业会

     

     

    (二)加拿大

    加拿大关于纺织品和服装阻燃性能的规定包含在危险物品法规和条例中,加拿大立法议会首先制定了《危险产品法规》,然后在此基础上又批准通过了《危险产品(儿童睡衣)条例》、《危险产品(地毯)条例》、《危险产品(帐篷)条例》、《危险产品(玩具)条例》和《危险产品(床垫)条例》,这些条例都必须严格遵守《危险产品法规》的规定,但《危险产品法规》也要依靠这些条例来具体实施,加拿大卫生部负责派检查员强制执行危险产品法规和条例。

    1. 《危险产品(儿童睡衣)条例》

       《危险产品(儿童睡衣)条例》对儿童睡衣的阻燃性能,测试方法和阻燃说明标签做了规定。按照条例所规定测试方法测试后其结果应该符合下列要求:1)5样本的平均炭长不超过178CM,2)最多一个样本的炭长等于样本整体长度(254MMM)。

       经阻燃处理的儿童睡衣应该附有一个永久性标签,清楚地注明阻燃剂(FLAME RETARDANT),产品说明书应用英语和法语2种文字,要特别说明清洗过程,保证产品提供给代理商或使用后不会降低产品的阻燃性。

    2. 《危险产品(地毯)条例》

       《危险产品(地毯)条例》中对地毯的阻燃性能没有专门的规定,但要求地毯类纺织品标签上应该有易燃性警示。如果地毯尺寸>2.16平方米或长度>1.8米或是组合地毯,起标签上应标明:“注意-易燃-不能在有明火或高温地方使用”。若是非室内使用的地毯,在标签上注明:“注意-易燃-不能在有明火或高温地方使用,也禁止在室内使用”》。用英文和法文表示,字体要清楚显著。

    3.《危险产品(帐篷)条例》对帐篷的纺织材料的阻燃性能做了规定说明。该条例采用了国际产业用织物协会在1980年发布的标准CPAI-84,它是对用于帐篷的阻燃性能材料的规定的说明。根据CPAI-84对帐篷材料进行测试,其阻燃性能要求为:1)地面材料的损毁长度不超过25MM;2)墙上和顶上材料的单个样本的续燃时间不超过4S,样本的平均续燃时间不超过2S;单个样本损毁长度不超过225MM,样本的平均损坏长度则依样本的平方米重不同而有不同的规定范围。

       此外,条例中还规定在帐篷类产品的永久性标签上应该注明所规定的易燃性警示语言,字体清晰显著,并用英语和法语表达。

    4.《危险产品(玩具)条例》

       《危险产品(玩具)条例》对用纺织纤维材料制作的毛绒玩具的阻燃性能要求及其测试方法都作了具体规定。按照条例中规定的测试程序对样本进行测试,其火焰蔓延的时间应该大于7S。每次需要测试5个试样,如果有1个不合格,再测另5个试样,若10个试样中有2个不合格,说明该产品没有达到该法规要求。

    5.《危险产品(床垫)条例》

       《危险产品(床垫)条例》规定床垫类产品在进入市场出售前必须要按照加拿大标准CAN/CGSB-4.2NO27.7-M89进行检测(香烟法),香烟周围任何方向上的炭化或烧焦长度不能超过50MM,并且在香烟熄灭后,样本继续燃烧时间不超过10MIN。

    (三)日本

    日本对服装类产品没有特别规定其阻燃性能要求,但对多数商业性建筑物内的地毯和窗帘等纺织品规定了阻燃性能,具体规定包含在消防法中。消防法要求在公共建筑内以及需要防火的场所中使用的窗帘和地毯类纺织品必须具有一定的阻燃性能,而且规定2平米或以上的地毯必须经过日本阻燃协会的测试认证。法规还规定凡具有阻燃性能的地毯或窗帘必须要有规定的“防火标签”。

    表2 日本纺织品的阻燃标准或法规

    类别

    规定标准

    试验方法

    制定单位

    实施或修订日期(年)

    窗帘、帐幕、工程用罩布

    消防法实施令第4条(3)

    消防厅告示第11号

    45°倾斜法、水洗、干洗

    防卫厅

    1968

     

    1973

    家庭用纺织品(窗帘、床单)

    家庭用品品质表示法

    JIS L 1091A、B

     

    1972

    卧具、睡衣

    消防65号

    45°倾斜法耐洗性、口服毒性、皮肤过敏

    消防厅

    1974

    墙布

    建筑标准法告示第1271号、3415号

    烟、发热量、燃烧气毒性

    建设厅

    1971

    1976

    飞机内装饰织物

    航空法实施规则附属书第一条

    水平法、垂直法

    运输厅、航空局

    1969

    轮渡船等船舶内装饰织物

    船  第367号、481号

    JIS L 1091A、B

    运输厅、航空局

    1971

    汽车内装饰织物

    JIS D 1201

    FMVSS302

    行业会

    1973

    火车客车内装饰织物及卧具

    铁路监督局行政指令第81号

    JIS Z 2150、

    45°倾斜法

    运输厅、铁路局

    1969

    玩具类

    玩具燃烧标准

    水平法

    玩具协会

    1973

    军用纺织品

    防卫厅规格

    JIS L 1091B法

    防卫厅

     

     

     (四)澳大利亚

    澳大利亚的各个州都有自己的技术法规,关于纺织服装阻燃性能方面,西澳大利亚州(WESTERN AUSTRALIA)颁布了《公平贸易法令1987》和《公平贸易(儿童晚装和产品信息标准)条例1988》;塔斯马尼亚洲(TASMANIA)颁布了《可燃性衣服法令1973》和《可燃性衣服条例2002》;新南威尔士州(NEW SOUTH WALES)颁布了《公平贸易(一般性要求)条例2002》。这些技术法规中主要对尺寸在00-14之间的儿童晚装的阻燃性能和测试方法进行规定。儿童晚装包括儿童睡衣裤、睡袍、浴衣和婴儿睡袋,依照AS/NZS 1249中所规定的方法进行测试,并要求达到该标准中对儿童晚装的安全要求。

    (五)英国

    英国对晚装的阻燃安全性要求比较严格,于1985年颁布了《晚装(安全性)条例》,取代了以前的《女睡衣(安全)规定》,又于1987年颁布了《晚装(安全性)(修订本)条例,该条例适用于所有穿作晚装的衣服。

    条例要求儿童晚装(3个月-13岁之间儿童的衣服)的阻燃性能必须要满足英国标准BS5722中的要求,并和成人晚装上必须有永久性的标签说明其是否满足燃烧标准。如果晚装用阻燃剂整理过,那么它必须带有合适的警告标签,说明其洗涤性或适用的洗涤剂。测试燃烧性前必须按照BS5651中的清洗程序进行洗涤。

        这项规定是在1987年消费者安全法令总则下制定的,如果提供违反此安全性法规的货物,将被认为是违法。

    (六)我国纺织品服装的燃烧技术法规

       我国对织物的阻燃整理在二十世纪五十年代初就已开始研究,1954年已有产品批量生产,主要是用于军事和工业用品的棉织物。但其发展比较缓慢,到60年代才出现耐久性阻燃纺织品,70年代开发了PyrovatexCP型阻燃剂,并开始了对合成纤维及混纺织物阻燃技术的研究。80年代以后,随着科技的大发展、我国对外开放、对外贸易日益频繁,我国的阻燃织物研究和生产进入了新的发展时期,1985年在原纺织工业部及其所属单位印染技术开发中心等单位组织下,对纺织品阻燃整理展开了全国性的科研和生产工作。许多科研单位、大专院校与化工和纺织部门联合开发了许多棉、涤和混纺织物的阻燃剂及整理技术,合成纤维研究生产单位还研制了多种阻燃纤维,使我国纺织品的阻燃技术进入了较快的发展时期。自1987年以来,我国多次参加了国内和国际阻燃学术研讨会,并与国外的纺织品阻燃技术专家进行了深入、广泛地学术交流。从而纺织品阻燃领域的工作和生产推向了一个新的阶段。

    1.      GB17591《阻燃机织物》

    该标准规定了阻燃机织物的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则及包装和标志。标准将阻燃机织物的阻燃性能分为2个级别:1)B1级:损毁长度≤150MM,续燃时间≤5S,阴燃时间≤5S;2)B2级:损毁长度≤200MM,续燃时间≤15S,阴燃时间≤10S。阻燃性能的测试方法按照GB/T5455。根据产品用途或由供需双方协商确定考核级别,一般B1级适用于服用和特殊需要的装饰用布,B2级适用于各种装饰布。

    2. GB8965《阻燃防护服》

        该标准规定了阻燃防护服的技术要求、试验方法、检验规程、标志、包装、运输和储存,只适用于劳动者从事有明火、散发火花、在熔融金属附近操作和在易燃物质并有发火危险的场所穿用的阻燃服。其衣料的阻燃性能应根据GB/T5455进行测试,并达到GB17591中所规定的B1级要求。

    3.GB50222《建筑内部装修设计防火规范》

    该标准对家庭内装饰织物(如窗帘、帷幕、床罩、家具包布等)的阻燃要求以及测试方法都做了相关规定。根据GB/T5455垂直法进行测试,地下民用建筑中的装饰织物都必须达到B1级要求,高层民用建筑中的装饰织物都必须达到B1级要求,高层民用建筑中的住宅和旅馆的床罩都要达到B1级要求,而窗帘、帷幕和家具包布根据建筑物和场所的不同也要达到B1级或B2级要求。

    现根据纺织品的不同用途,针对各种纺织用布介绍一下具体的性能要求:

    (1)服装用布

    服装用布如炼钢等冶金部门工人、消防人员严寒地区居民在室内生火环境下穿着的工作服和防护服,老人和儿童的服装,儿童睡衣,玩具用布等,燃烧性能要求见表3。

                         表3 服装燃烧性能要求

        服装类别

    损毁长度(mm)

    续燃时间(s)

    阴燃时间(s)

    防护服 

    150

    5

       5

    老人服装、儿童睡衣

    150

      5

    无要求

    (2) 装饰材料

    如家庭用防火地毯、地毯底布、家用装饰布、贴墙布、家具覆盖布等,为了防止带有火星的火柴、香烟头、静电火花或其他火源点燃酿成火灾, 其用布必须进行阻燃整理。不同建筑物室内对装饰材料燃烧性能有不同的要求,见表4。

                  表4 家庭用非织造装饰材料燃烧性能的要求

      住宅级别

    家具包布

    窗帘

    帷幕

    其他装饰

    高级住宅  

    B2 

    B2 

    无要求

    B2

    普通住宅

    B2

    无要求

    无要求

    无要求

    (3) 交通工具用布

    飞机、火车、轮船、汽车的内装饰材料和内衬材料、帷帘、窗帘、椅靠垫、车顶呢、特殊军用纺织品等,对阻燃性能要求见表5。

    表5 交通工具用非织造材料阻燃性能要求

    交通工具

    损毁长度(mm)

    续燃时间(s) 

      阴燃时间(s)

    轮船  

    150

    无要求

    民用飞机(机舱)

    203

    15 

    无要求

    (4) 公共场合用布

     主要指医院、戏院、剧院、宾馆、饭店、舞厅、卡拉OK娱乐场所等公共场合用布,如床单、床罩\台布、帷幕、贴墙布、舞台纺织物等。根据建筑面积和规模的差异对燃烧性能有不同的要求,见表。

                 表6 单层、多层民用建筑内部非织造材料燃烧性能要求

         建筑物及场所

    建筑规模和性质

    非织造材料燃烧性能等级

    家具包布

    窗帘

    帷幕

    其他装饰材料

    候机楼的候机大厅、商店、餐厅、贵宾候机室、售票厅等

    建筑面积>10000m2候机楼

       B1

    B1

     

    B1

    建筑面积≤10000mW2候机楼

    B2

    B2

     

    B2

                                              

    汽车站、火车站、轮船客运站的候车(船)室、餐厅、商场等

    建筑面积>10000mW2车站、码头

    B2

    B2

     

    B1

    建筑面积≤10000mW2车站、码头

    B2

    B2

     

    B2

    影院、会堂、礼堂、剧院、音乐厅

     >800座位

    B1

    B1

    B1

    B1

    ≤800座位

    B2

    B1

    B1

    B2

    体育馆 

    >3000座位

    B1

    B1

    B1

    B2

    ≤3000座位

    B2

    B2

    B1

    B2

     

     

     

    商场营业厅

     每层建筑面积>3000m2或总建筑面积>9000m2的营业厅

    B1

    B1

     

    B2

    每层建筑面积1000m2~3000m2或总建筑面积3000m2~9000m2的营业厅

    B2

    B1

     

     

    每层建筑面积<1000m2或总建筑面积<3000m2的营业厅

    B2

    B2

     

     

    饭店、旅馆的客房及公共活动用房

    设有中央空调系统的饭店、旅馆  

    B2

    B2

     

    B2

    其他饭店、旅馆

    B2

    B2

     

     

    歌舞厅、餐馆等娱乐餐饮建筑

    营业面积>100m2

    B2

    B1

     

    B2

    营业面积≤100m2

    B2

    B2

     

    B2

    幼儿园、托儿所、医院病房楼、疗养院、养老院

     

    B2

    B1

     

    B2

    纪念馆、展览馆、博物馆、图书馆、档案馆、资料馆等

    国家级、省级

    B2

    B1

     

    B2

    省级以下

    B2

    B2

     

    B2

     

    办公楼、综合楼

    设有中央空调系统的办公楼、综合楼              

    B2

    B2

     

    B2

    其他办公楼、综合楼

    B2

     

     

     

                 表7 高层民用建筑内部装修材料燃烧性能的要求

    建筑物

    建筑规模和性质

                  非织造材料燃烧性能等级

     窗帘

    帷幕

    床罩

    家具包布

    其他装饰材料

    高级旅馆

    >800座位的观众厅、会议厅;顶层餐厅            

    B1

    B1

     

    B1

    B1

    ≤800座位的观众厅、会议厅           

    B1

    B1

     

    B2

    B1

    其他部位

    B1

    B2

    B1

    B2

    B1

    商业楼、展览楼、综合楼   

     一类建筑    

    B1

    B1

     

    B2

    B1

    商住楼、医院病房楼

    二类建筑

    B2

    B2

     

    B2

    B2

    电信楼、财贸金融楼、邮政   楼、广播电视楼、电力调度楼、防灾指挥调度楼

    一类建筑

    B1

    B1

     

    B2

    B1

    二类建筑

    B1

    B2

     

    B2

    B2

    教学楼、办公楼、科研楼、档案楼、图书馆

    一类建筑

    B1

    B1

     

    B1

    B1

    二类建筑

    B1

    B2

     

    B2

    B2

     住宅、普通旅馆

    一类普通旅馆、高级住宅

    B1

     

    B1

    B2

    B1

    二类普通旅馆、高级住宅

    B2

     

    B2

    B2

    B2

     

                  表8 地下民用建筑内部材料的燃烧性能要求

      建筑物及场所

                 非织造材料燃烧性能等级

     家具包布

    装饰织物

    其他装饰材料

    休息室和办公室等、旅馆的客房及公共活动用房等

          B1

    B1

    B2

    娱乐场所、旱冰场、舞厅展览厅、医院的病房、医疗用房等

          B1

    B1

    B2

    电影院的观众厅、商场的营业厅

          B1

    B1

    B2

    停车库、人行通道、图书资料库、档案库

           A

     

     

     

    第三节.纺织品的热裂解

    纺织品的种类很多,其结构也不尽相同,因此,其燃烧情况也各异。从燃烧的难易程度可分为:不燃、阻燃、难燃(准阻燃)、可燃、易燃等形态。纺织品的燃烧也和其他物质一样,必须具备三个条件:热、空气和可燃物。纺织品的燃烧,都是由外来热源引起的,当热源的温度达到一定的高度时,使其分解或裂解产生可燃性气体,与空气中的氧气混合而使其着火。其间,在气相、液相和固相中发生的物理的和化学的反应十分复杂,同时受到种种因素的影响,所以,至今仍难对它进行定量分析。对纺织品燃烧的定性说明也还不很完善。

    纺织品燃烧的过程包括加热、熔融、裂解和分解、氧化和着火等步骤。在各个步骤进行的速度还受到许多因素的影响。纺织品加热后,首先是水分蒸发、软化和熔融这样的物理变化,继之才是裂解和分解等化学变化。物理变化与纺织纤维的比热、热导率、熔融热和蒸发潜热等有关;化学变化又决定于纤维的分解和裂解温度、分解潜热的大小。另外,纺织品的种类、组织结构、表面形态等对其燃烧也是有影响的。对于纺织品的燃烧性的划分,有不同的表述,表9是日本东洋纺公司和田有义提出的一种分类方法。

                 表9   纤维从燃烧形态分类

    纤维品种

    燃烧形态

    燃烧性

    纤维品种

    燃烧形态

    玻璃纤维、石棉、碳纤维

    非熔融

    阻燃

    阻燃聚酯

    熔融

    阿拉明特、诺波拉依特

    非熔融

    难燃(准阻燃)

    羊毛

    非熔融

    阻燃整理棉、羊毛、富纤

    非熔融

    可燃

    聚酯、耐纶、丙纶

    熔融

    波来克勒尔、阻燃聚丙稀腈、改性聚丙稀腈、氯乙烯

     

    收缩

     

    易燃

    棉、聚丙稀腈、醋纤

    非熔融

     

     

     

    (一).纤维素纤维的热裂解

    纤维的热裂解在纺织品的燃烧过程中是一个至关重要的步骤,它决定裂解产物的组成和比例,对能否续燃关系极大。了解纺织品的热裂解及热裂解的产物,可以帮助我们研制阻燃剂和制定纺织品的阻燃整理工艺。

        1.纤维素纤维的热裂解过程

    纤维素纤维是天然高分子材料,其主要成分是纤维素,纤维素是由许多脱水的β一葡萄糖(C12H10O5)以l,4甙键联接的多糖类。

        纤维素纤维受热不熔融,遇火焰后燃烧较快。纤维素受热后产生热裂解,裂解产物为固态、液态物质和挥发性气体。纤维的燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧(阴燃)。有焰燃烧主要是纤维受热裂解时产生的可燃性气体或挥发性液体的燃烧,而阴燃则是固体残渣(主要是碳)的氧化,有焰燃烧所需温度比阴燃要低得多。纤维素的裂解是纤维燃烧最重要的环节,因为裂解将产生大量裂解产物,其中可燃性气体和挥发性液体将作为有焰燃烧的燃料,燃烧后产生大量的热,又作用于纤维使其继续裂解,使裂解反应循环进行。

    一般认为,纤维素纤维的裂解反应分为纤维素脱水炭化,产生水、二氧化碳和固体残渣;纤维素通过解聚生成不挥发的液体左旋葡萄糖,而后左旋葡萄糖进一步裂解,产生低分子量的裂解产物,并形成二次焦炭。在氧的存在下,左旋葡萄糖的裂解产物发生氧化,燃烧产生大量热,又引起更多纤维素发生裂解。这两个反应相互竞争,始终存在于纤维素裂解的整个过程中[1]。

                 1.   CO+CO2+C

    纤维素

                 2.焦油(左旋葡萄糖)→  可燃性气体

        通过试验发现,纤维素纤维的热裂解可以分为三个阶段[2,3]:初始裂解阶段、主要裂解阶段和残渣裂解阶段。  

    温度低于370℃的裂解属于初始裂解阶段,这个阶段是纤维素裂解的开始,主要表现为纤维物理性能的变化及少量失重。纤维素纤维的初始裂解阶段主要与纤维素纤维中的无定形部分有关[2]。

    温度在370℃至430℃的裂解属于主要裂解阶段。这一阶段失重速率很快,失重量很大。裂解的大部分产物是在这一阶段产生的,左旋葡萄糖是主要中间裂解产物,再由它分解成各种可燃性气体产物??梢匀衔?,纤维素纤维的主要裂解阶段发生在纤维的结晶区[4]。  

    温度高于430℃时,纤维素纤维的裂解属于残渣裂解阶段。在纤维素的裂解过程中,脱水、炭化反应与生成左旋葡萄糖的裂解反应始终相互竞争,存在于整个裂解过程中。到了残渣裂解阶段后,脱水、炭化裂解反应的方向更加明显,纤维素燃烧残渣继续脱水、脱羧,放出水和二氧化碳等,并进行重排反应,形成双链、羰基和羧基产物,残渣中碳含量越来越高[4]。

    由于纤维素纤维种类不同或实验条件的差异,纤维素纤维裂解的三个阶段温度范围会有所变化,但纤维素纤维裂解的阶段性总是存在的,这是由纤维素纤维微结构的特点所决定的。从初始裂解阶段到主要裂解阶段,其实质就是纤维从无定形区到结晶区的一个裂解过程。

       2. 纤维素纤维的裂解产物  

    纤维素纤维的裂解是决定纤维(织物)燃烧性能的关键。纤维素纤维的裂解产物,大部分是纤维燃烧的燃料。研究纤维阻燃前后裂解产物的变化及裂解产物的认定,对研究纤维素纤维的燃烧及阻燃机理是非常有意义的。

    纤维素纤维裂解产物的研究,前人做了许多工作。国外有文献[5,6]介绍,纤维素纤维裂解产物确认的有12种,主要是醛、酮、呋喃、糠醛和核葡聚糖等。国内有人[4]作出裂解气相色谱图后,认定棉纤维有45个色谱峰,人工检出的裂解产物有21个峰,含28个裂解产物,其中有2个为可能裂解产物;阻燃棉纤维检出24个裂解产物,其中有2个为可能裂解产物。近年有人[7]利用PY-GC-MS色质联用仪研究棉纤维的热裂解产物,其结果与以前的结果有所不同,裂解产物及含量示于表4。在所有的裂解产物中,只有水、二氧化碳是不燃烧的,而醇、醛、醚、酮、酯、呋喃、苯环都是易燃的。这在研究阻燃整理和阻燃剂时都是非常重要的。通过阻燃整理使这些易燃物质减少或将其封闭,以达到阻燃的目的。

    (二)涤纶纤维的热裂解

        涤纶纤维是应用较广的合成纤维之一,它的燃烧与其他合成高分子材料一样,和高温热源接触,吸收热量后发生热裂解反应,热裂解反应生成易燃气体,易燃气体在空气(氧)存在的条件下,发生燃烧,燃烧产生的热量被纤维吸收后,又促进了纤维继续热裂解和进一步燃烧,形成一个循环[8]。合成纤维持续燃烧,必需具备下列条件:①高聚物分解,能产生可燃气体:②燃烧产生的热量,足以加热高聚物,使之连续不断地产生可燃气体;②产生的可燃气体能与氧气混合,并扩散到已点燃的部分;④燃烧部分蔓延到可燃气体与氧气的混合区域中。针对这四个条件,人们提出了阻燃的基本原理:减少(或者基本没有)热分解气体的生成,阻碍气相燃烧的基本反应,吸收燃烧区域的热量,稀释和隔离空气。

     

             表10  棉纤维裂解产物的含 

    类别                 裂解产物                   峰面积百分比%             合计%

    不燃性物质制             水                          18.33

                         二氧化碳                        31.48                49.81

    醇类物质          丙醇(含甲酸甲酯)                 17.10

                      丙烃-1-羟基乙醚                     0.13

                         2-醛丁醚                         0.21                17.44

    醛类物质               丙醚                           0.96

                           戊醇                           0.28                 1.24

    酮类物质            羟基丙酮                          4.18

                     1-烯-3-戊酮                          1.15

                        2-丁酮                            0.58

                       羟基丙酮                           0.49

                        环己酮                            0.70

                  2-羟基-2-烯-3-甲醛戊酮                  0.34

                    1-烯-2-甲基-3-戊酮                    0.16

                        2,4-二辛酮                       1.39                 8.99

    呋喃类物质        二甲基二氢呋喃                      0.33

                          糠醛                            0.86

                      二甲基二氢呋喃                      0.53

                         5-甲基糠醛                       0.52

                   2-乙基-5-羰基二甲基二氢呋喃            0.18               

                   2-羟基-二甲基-二甲基二氢呋喃           0.22

                       5-羟甲基糠醛                       2.99

                   2,5-二甲基-4-羟基二甲基二氢呋喃       0.02                 5.65

    酯类物质           2-烯-丁基乙酯                      0.58                 0.58

    醚类物质           2,3-丙二酮甲醚                    1.72

                      1-烯-1,5-环戊醚                    0.16

                          乙烯基乙醚                      0.16

                     1-甲基-4-羟基环戊醚                  0.52

                    2-甲基-5-乙基-1,4-戊二醚             2.27                 4.83

    其他类物质          核葡聚糖                          5.02                 5.02

    未知物质                                              6.44

     

    第四节. 阻燃剂及其阻燃机理

    材料的阻燃性,常通过气相阻燃、凝聚相阻燃及中断热交换阻燃等机理实现。抑制促进燃烧反应链增长的自由基而发挥阻燃功能的属气相阻燃;在固相中延缓或阻止高聚物热分解起阻燃作用的属凝聚相阻燃;将聚合物燃烧产生的部分热量带走而导致的阻燃,则属于中断热交换机理类的阻燃。但燃烧和阻燃都是十分复杂的过程,涉及很多影响和因素,将一种阻燃体系的阻燃机理严格划分为某一种是很难的,实际上很多阻燃体系同时以几种阻燃机理起作用。

    ( 一)纺织品的阻燃机理

    1.      熔融理论(表面覆盖理论)

    有些物质如硼砂、硼酸,加热时熔融,于纤维表面形成一层玻璃状的膜,起到隔离空气的作用。如磷化物,在固相产生作用,促进炭化阻止可燃性气体的放出。如溴化物,在气相起作用,受热分解产生不燃性气体浮在纤维表面,隔离空气或稀释可燃性气体,从而产生阻燃效应。

    2.      吸热作用   

    通过阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解、其他吸热反应、降低聚合物表面和燃烧区域的温度,从而减慢高聚物的热分解速度。

    3.      脱水理论

    磷系阻燃剂在与火焰接触时,会生成偏聚磷酸,而偏聚磷酸有强力的脱水作用,纤维炭化,而炭化膜则起到了隔绝空气的作用。这种作用是和覆盖理论同时起作用的。

    4.      凝聚相阻燃 

    这是指在凝聚相中延缓或中断阻燃材料热分解而产生的阻燃作用。下述几种情况均属于凝聚相阻燃。

    (1)      阻燃剂在固相中延缓或阻止可产生可燃气体和自由基的热分解。

    (2)      阻燃材料中比热容较大的无机填料,通过蓄热和导热使材料不易达到热分解温度。

    (3)      阻燃剂受热分解吸热,使阻燃材料温升减缓或终止。

    (4)      阻燃材料燃烧时在其表面生成多孔炭层,炭层难燃、隔热、隔氧,又可阻止可燃气体进入燃烧气相,致使燃烧中断。   

    5.      气相阻燃    

    在材料受热燃烧过程中,生成大量的自由基加快气相燃烧反应。如能设法捕捉并消灭这些自由基,就可控制燃烧,起到阻燃效果。气相燃烧反应的速度与燃烧过程中产生的自由基H0·和H·的浓度有密切关系。气相阻燃剂的作用主要是将这类高活泼性的自由基转化成稳定的自由基,抑制燃烧过程的进行,达到阻燃目的。   

    6.      尘?;虮诿嫘в?nbsp;  

    自由基与器壁或尘粒表面接触,可能失去活性,在尘?;蛉萜鞅诿婵煞⑸率龇从Γ?/p>

    H·十02·→H02·,在尘粒表面生成大量活性比H·和H0·等低得多的自由基H02·,从而达到抑制燃烧。  

    7.  熔滴效应   

    某些热塑性纤维,加热时发生收缩熔融减少了与空气的接触面,甚至发生熔滴下落而离开火焰,使燃烧受到一定的阻碍。

    为了获得最佳阻燃效果,应使这些理论尽可能共同其作用,比如利用协同效应。协同效应指两种物质共同作用比它们单独作用的总和贡献要大。

    (二)各种阻燃剂的阻燃原理   

    阻燃剂的种类众多,可分为卤系、磷酸酯类和无机阻燃剂,不同的阻燃剂其阻燃机理也不相同,有些阻燃剂的阻燃剂机理目前尚不清楚。阻燃剂是通过物理效应和化学效应两个方面来发挥阻燃作用的;就其物理效应来看主要有稀释可燃物和氧含量的作用、吸热和隔离氧的作用;其化学效应主要是消除游离基和形成致密炭质膜的作用。

    1.        卤系阻燃剂的阻燃机理

    卤系阻燃剂在受热时分解放出不可燃性气体卤化氢,覆盖在材表面隔绝外界氧的进入,同时对材料表面的环化反应有催化作用,迅速形成能够隔离空气和热量的固相表面层,而发挥其阻燃作用。卤化氢还能与高活性的自由基HO·和H·及O·反应,生成活性较低的卤自由基,致使燃烧减缓或终止。卤系阻燃剂的阻燃效果的顺序为:I>Br>Cl>F,这是因为H-X键的解离能的大小不同,溴化物的阻燃效果是氯化物的二倍,这不仅因为H-Br键的解离能比H-Cl小,而且与碳键的解离能的大小有关,C-Br226.087KJ/mol,C-C1280.52 KJ/mol ,从化合物的结构来看脂肪族类比芳香族类阻燃效果大。卤原子的位置不同效果也不同,溴化物溴原子α位的H原子的数目越少,热稳定性、阻燃效果越好。

     

       RX→R·+ X· 

       

    R + X·→R·+ HX

    HX捕获自由基HO·和H·

    HX + H·→H2 + X·

    HX + O·→HO·+ X·

    HX + HO·→ H2O + X·

     

     

     

     

     

    此类阻燃剂(主要是溴系阻燃剂)还可以与其他一些化合物(如三氧化二锑)复配使用,通过协同效应得到明显提高。所以此类阻燃剂的适用范围非常广泛,可以大量应用于阻燃多种塑料、橡胶、纤维及涂料等,是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一,溴系阻燃剂的主要产品有十溴二苯醚、四溴双酚A、四溴二季戊四醇、溴代聚苯已烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等。溴系阻燃剂的主要缺点是降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性,燃烧时生成较多的烟、腐蚀性的HXO和有毒气体,造成二次公害。因此,其使用受到一定的限制。

    我国北京洁尔爽高科技有限公司和山东巨龙化工有限公司生产的阻燃剂ATF就是含溴有机化合物。

    2.       无机磷酸盐的阻燃机理

    无机磷酸盐阻燃剂最主要的产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵盐等。磷系阻燃剂起阻燃作用的步骤在于高聚物初期分解时的脱水而炭化。而脱水炭化必须依赖被阻燃物本身的含氧基团,与这些含氧基团反应,生成磷的含氧酸,磷的含氧酸可催化含羟基化合物的脱水成炭。在高温时(大于400 C)磷酸盐可发生缩合生成环状聚磷酸盐以及高聚合度的多聚偏磷酸盐玻璃体,生成的聚磷酸盐可将材料表面与氧隔绝。  

    钾、钠、钙、镁、铝、锌等金属的酸性磷酸盐及其与氯化物的混合物可以与蛋白质大分子表面的氨基结合,形成离子对固定在材料表面。用离子对理论可较合理地解释一些实验现象。如毛织品的阻燃整理。

    毛织品的阻燃剂是由不同的磷酸盐与氯化物混合,其组成通式为:

    Ax·By[MCz]

    A:  H、Na+、K+、NH4+;

    B:C1、H2PO4-;

    C:C1、H2PO4-; 

    M:Mg2+  、  Ca2+、  Zn2+、  A13+

    x、y、z、是l一5的整数。   

    这类混合物是酸性的,H+和蛋白质分子链上裸露着的氨基一NH2,结合形成一NH3+离子,然后与[Ca(H2PO4)4]2-、[Zn(H2P04)4]2-、H2P04-、Cl-等阴离子结合形成离子对。将这些阴离子基团牢固地吸附在蛋白质大分子链上,如下图所示;

                  

    K[Zn(H2PO4)4]-      K[Zn(H2PO4)4]-

    NH3+       NH3+Cl-  NH3+  

          

        

    NH3+Cl-  NH3+    NH3+Cl-     

                        K[Zn(H2PO4)4]-

                                   

    3.磷酸酯类阻燃剂的阻燃机理 

    磷酸酯类阻燃剂受热时和氧作用生成非挥发性磷的含氧酸和磷酸。含氧酸能催化含羟基化合物的脱水成炭,降低材料的质量损失和可燃物的生成量;磷酸受热生成偏磷酸,最后生成多聚磷酸玻璃体。非挥发性磷的氧化物和聚合磷酸玻璃体能严密地覆盖在材料表面使其与空气隔绝。质谱分析表明,三苯基磷酸酯和三苯基氧化膦在火焰中裂解成P2 、PO2 、HPO2、P0·等小分子产物,它们可以捕获氢自由基,在气相抑制燃烧链式反应。

            H3PO4 →HPO2 + P0·+其他

            P0·+  H·→HPO

            HPO + H·→H2 + P0·

    P0·+ OH·→HPO2

     

    4.三氧化二锑对卤系阻燃剂的协同效应:[14、15]

    三氧化二锑单独使用不是有效的阻燃剂,它和卤代化合物混合使用具有协同阻燃作用,生成的SbOX能使空气与火焰分开,同时SbOX可以在很宽的温度范围内继续分解为SbX3气体.而吸收大量的热量,降低材料表面温度。并与气相中的自由基反应,改变气相中的反应模式,减少反应放热量,起到阻燃的作用。  

     2HX十Sb2O3→2SbOX + H2O

     2HX十SbOX→SbX3 + H2O

    同时,释放出的SbX3可以吸收自由基H·和HO·,并生成可以捕获自由基的HX 。

    SbX3十H·→SbX2·十HX  

    SbX2·+ H·→SbX十HX 

    SbX十H·→Sb·十HX   

    Sb·十HO·→SbOH

    SbX3 的分解也缓慢地放出X·,X·又按如下反应式与气相中的自由基结合,因而能较久的维持阻燃功能。

    SbX3→SbX2·十X·

    X·+ CH3·→CH3X

    X·+ H·→HX

    X·+ HO2·→HX + O2

    HX + H·→H2 + X·

    X·+ X·+ M →X2 +M(M为吸收能量的物质)

    X2 + CH3·→CH3X + X· 

    在燃烧区中,O·可与Sb反应生成SbO·,SbO·可捕获气相中的H·和OH·,产物水的生成也有助于使燃烧停止。

    Sb + O·+M →SbO·+ M

    SbO·+ H·→SbOH

    SbOH + OH·→SbO·+ H2O

    实验表明,在卤系阻燃剂中加入Sb:X=1:7(物质的量之比)时,协同阻燃效应最明显。

    5.       磷-氮系阻燃剂的阻燃机理

    磷-氮系阻燃剂又称为膨胀型阻燃剂,它不含卤素,也不采用氧化锑为协效剂,含这类阻燃剂的高聚物受热时 ,表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟的作用,并防止产生熔滴现象,所以具有良好的阻燃性能。膨胀型阻燃体系一般由三个部分组成:气源(氮源、发泡源)、酸源(脱水剂)和碳源(成碳剂)。膨胀型阻燃剂主要通过形成多孔泡沫碳层在凝聚相起阻燃作用,此碳层主要按以下几步形成:(1)在较低温度(150℃左右,视酸源和其它组分性质而定)下,由酸源放出能酯化多元醇和可作为脱水剂的无机酸;(2)在稍高于释放酸的温度下,无机酸与多元醇(碳源)进行酯化反应,而体系中的胺则作为酯化反应的催化剂,使酯化反应加速进行;(3)体系在酯化反应前或酯化过程中熔化;(4)反应过程中产生的水蒸气和由气源产生的不燃气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡,与此同时多元醇和酯脱水碳化,形成无机物及碳残余物,且体系进一步膨胀发泡;(5)反应接近完成时,体系胺化和固化,最后形成多孔泡沫碳层。我国北京洁尔爽高科技有限公司生产的阻燃剂SCJ-968和山东巨龙化工有限公司生产的阻燃剂CP都是含磷氮有机化合物。

    此类阻燃剂因生烟量低、产生的腐蚀性气体少而受到重视。尤其磷酸酯三聚氰胺盐笼状结构研制成功,使它具有更丰富的碳源和酸源,改善了碳源、酸源和气源的比例,提高了阻燃性能。北京大学的欧育湘教授等也合成了一系列环状或笼状磷酸酯阻燃剂[17]。

    (三) 阻燃剂的新发展

    目前,所用阻燃剂主要有含卤化合物、含磷化合物、卤一磷化合物、无机添加剂及膨胀型阻燃剂。其中含卤阻燃剂是目前世界产量最大的有机阻燃剂之一,但由于卤系阻燃剂在燃烧时会产生有毒、腐蚀性气体及烟雾,造成二次公害,引起了人们的普遍关注。阻燃剂无卤化呼声日益高涨,2003年11月欧盟国家已经明令禁用五溴二苯醚和十一溴二苯醚等含卤素阻燃剂。而无机添加型阻燃剂由于添加量大,对材料(高聚物)性能,尤其是力学性能影响严重,也不是理想的阻燃剂。 

    在无卤阻燃体系中,膨胀阻燃剂是重要的一类。膨胀阻燃剂优于含卤阻燃剂之处在于其燃烧时烟雾小,而且放出的气体无害。另外,膨胀阻燃剂生成的炭层可以吸附熔融、着火的聚合物,防止其滴落传播火灾,因此,是比较有发展前途的阻燃剂。而无机水合物的阻燃剂如Mg(0H)2、A1(0H)3等将向微细化及纳米化方向发展,而且单一阻燃剂将被复合型具有协同效应的阻燃剂所替代。其中纳米复合材料将作为阻燃的一种新途径。北京洁尔爽高科技有限公司生产的羊毛阻燃剂AFW就是锆、钛盐的复合物。

    1.      氮系阻燃剂

        磷酸氢二铵[(NH4)2HP04]、氯化铵[NH4Cl]、硫酸铵[(NH4)2SO4]等铵盐由于其效果较差,并且回潮率大,目前已经很少使用。近期开发成功了三聚氰胺基聚合物,可用于聚氨酯和聚酰胺的阻燃,其作用较为明显。这种阻燃剂不需添加其它任何助剂,且添加量少,可用于多种聚合物,因此具有良好的经济效益。

    2.      膨胀型石墨阻燃剂[l8]  

      膨胀型石墨(EG)是一种近期发展起来的无卤无机膨胀型阻燃剂,它资源丰富、制造简单、价格低廉、无毒、低烟,当将其与某些协效剂共同使用时,阻燃效果良好??捎米鯡G阻燃协效剂的有:(1)磷化合物,如红磷,聚磷酸铵,三聚氰胺磷酸盐,磷酸胍;(2)金属氧化物,如三氧化二锑,五氧化二锑,氧化镁,硼酸锌(2Zn0·3B203·3H20,4zn0·6B203·7H20),八钼酸铵等。

    3.      超细化

        目前,AL(0H)3、Mg(0H)2的超细化、纳米化是主要研究开发方向。AL(0H)3、Mg(0H)2的大量添加会降低材料的机械性能,然而填充微细化AI(0H)3、Mg(0H)2,反而会起到刚性粒子增塑增强的效果。特别是纳米级材料。由于阻燃作用的发挥是由化学反应所支配的,而等量的阻燃剂,其粒径愈小,比表面积就愈大,阻燃效果就愈好。超细化也是从亲和性方面考虑的,正因为AL(0H)3、Mg(0H)2与聚合物的极性不同,从而才导致以其为阻燃剂的复合材料的加工工艺和物理机械性能的下降,超细纳米化的AL(0H)3、Mg(0H)2,由于增强了界面的相互作用,可以更均匀地分散在基体树脂中,从而能更有效地改善共混料的力学性能。例如,在EEA树脂中添加等量(100分)AL(0H)3时,AL(0H)3的平均粒径越小,共混料的拉伸强度就越高。

    4.      表面改性

        无机阻燃剂具有较强的极性与亲水性,同非极性聚合物材料相容性差,界面难以形成良好的结合和粘接。为改善A1(0H)3、Mg(0H)2与聚合物间的粘接力和界面亲和性,采用偶联剂对AL(0H)3、Mg(0H)2阻燃剂进行表面处理是最为有效的方法之一。   

    AL(0H)3、Mg(0H)2常用的偶联剂是硅烷和钛酸酯类。经硅烷处理后的AL(0H)31Mg(0H)2,阻燃效果好,能极有效提高聚酯的弯曲强度和环氧树脂的拉伸强度;经乙烯一硅烷处理的AL(0H)3、Mg(0H)2,可用于提高交联乙烯一醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐热性和抗湿性。   

    钛酸酯类偶联剂和硅烷偶联剂可以并用,能产生协同效应。经过表面改性处理后的AL(0H)3、Mg(0H)2表面活性得到了提高,增加了与树脂之间的亲和力,改善了制品的物理机械性能,增加了树脂的加工流动性,降低了AL(0H)3\Mg(0H)2表面的吸湿率,提高了阻燃制品的各种电气性能,而且可将阻燃效果由FV—1级提高到FV—0级。

    5.大分子键合处理

    用大分子键合方式处理氢氧化铝、氢氧化镁的效果优于铝酸酯类偶联剂。改性后的AL(0H)3、Mg(0H)2的表面张力均明显下降,其中表面张力有极性分量大幅度下降而色散分量稍有提高。且非极性液体与处理过的AL(0H)3、Mg(0H)2的接触角度小,接触角度小,而极性液体与它的接触角一般明显增大。因而可改善填充后聚合物的机械性能。

    6.泡沫整理法

        泡沫整理法是将阻燃剂以泡沫的形式施加到织物上,是一种节水、节能有益于环境?;さ男路椒???墒视糜诜闹返母髦趾笳?。如Autofoam泡沫整理系统,通过特殊的施加装置,对地毯、绒类织物的阻燃整理还可以取得其它方法无法达到的良好效果。

    7.阻燃增效剂

        有些阻燃剂特别是无机阻燃剂单独使用时,阻燃效果并不是很好,总有些不足的地方,克服的方法是添加与阻燃剂有协同效应的所谓增效剂。通常选用锑-磷、磷-氮等协同体系。

    ①      微胶囊增效剂

        红磷阻燃效率高、用量少、适用面广,微胶囊化的红磷克服了红磷吸湿、易着色、易爆炸等缺点。微胶囊化技术是一种新颖的工艺,国外始于20世纪70年代初期,20世纪80年代后期国内才有少数应用的报道。微胶囊化是一种直径0.1-100um的微小“容器”通常是用于天然高分子膜或合成高分子膜来制这种“容器”的器壁(囊皮)。膜的厚度因微胶囊化制法及膜素材而异,一般在1—0.01μ的范围内。囊皮是由各种高分子化合物制成,如聚酰胺、聚酯、纤维素和胶类等,由于囊皮很薄,用温度或压力即能破坏而放出囊皮内的有效物,因此可达到?;び行锏哪康?。由于阻燃剂微胶囊化能够提高阻燃剂的热稳定性及强度,因此很有发展潜力。微胶囊红磷是主要的阻燃协效剂之一,它对A1(0H)3、Mg(0H)2、氮等阻燃体系都有协同作用。

    ②      硼酸锌阻燃增效 

    硼酸锌(2Zn0·3B203·3.5H20)和A1(0H)3、Mg(0H)2有较好的协同作用,它具有促进材料燃烧时的磷化和抑烟作用。单独使用时也是一种阻燃剂,实验发现,在EVA体系中,硼酸锌部分代替A1(0H)3后,成炭量可以增加10倍,而且使阴燃方式转为有焰燃烧方式。

    有机硅化合物也是A1(0H)3、Mg(0H)2等的有效阻燃增效剂,它的阻燃作用主要在于燃烧时生成硅碳化物,形成燃烧进展的屏障,阻止生成挥发性物质而增强了阻燃性。如美国通用公司开发的SFR-100,它对PE等材料具有良好的阻燃效果和抑烟效果,它与材料的相容性很好,使材料加工性能优良。SFR-100的加入不仅提高了无卤阻燃材料的阻燃性,而且较大地减少了无机阻燃剂的添加量,还提高了聚合物的冲击性、热稳定性和表面光洁度、甚至在高填充条件下,流变性能仍很好。由于有机硅系阻燃剂的独特性能,它们将在不能使用含卤阻燃剂的场所获得更广泛的应用,以硅系化合物阻燃的高聚物将开拓新的阻燃材料市场。同时,新的硅系阻燃剂及以硅阻燃剂为基础的复合物将问世。

    随着工业技术发展的不断进步,国内外对阻燃剂工业的需求已经越来越高。发达国家对阻燃剂工业相当重视,新的阻燃剂层出不穷。相比之下,我国的阻燃剂工业在开发新产品方面有待于进一步提高,大部分都停留在仿制国外产品阶段。目前我国的科学家正在积极开展新一代的阻燃剂的研究工作。随着加工设备的改进以及研究力量的日益增强,各项性能更好的阻燃剂将会供应市场。。综合说来,今后阻燃剂的发展大致有以下几种趋势:
    1、开发高效、无毒、对材料性能影响小的阻燃剂。从而导致反应型阻燃剂的开发以及具有良好的相溶性的添加型阻燃剂的开发。
    2、开发具有协同作用的阻燃剂,如磷P、氮N、溴Br、在分子或分子间的结合。
    3、具有不同应用范围的系列阻燃剂的开发

    4、开发各种混纺织物用耐久阻燃剂
    五节.阻燃纤维与阻燃织物的生产途径

    纤维及纺织品的阻燃方法大致分为两种:纤维的阻燃改性和阻燃整理。对于棉、毛、麻等天然纤维,只有采用后整理的阻燃方法,即通过吸附沉积、化学键合、非极性范德华力结合及粘合等作用,使阻燃剂固着在织物或纱线上,从而获得阻燃效果。对于涤纶、腈纶、维纶等合成纤维,则可在纺丝过程中加入阻燃剂,然后通过共聚或共混改性的方法使纤维具有阻燃性。当然,合成纤维也可以通过阻燃后整理来获得阻燃性能。两种方法相比而言,阻燃后整理方法工艺简单,投资少,见效快,比较适合开发新产品。但后整理技术对织物的强力、手感和色光有一定的影响,且阻燃耐久性不如原丝改性。

    一.阻燃纤维

    有以下几种方法可以制得阻燃(主要是合成)纤维:

        共聚法:将含有阻燃元素,主要是磷、卤、硫,或同时含有这些元素的化合物,作为共聚单体,引入纤维高聚物分子链中,以提高难燃性。该法的优点是纤维具有耐久的阻燃性,缺点是:阻燃改性单体在聚合物合成的高温条件下易分解,或伴有副反应发生[19],而且对纤维的性能造成一定的不良影响。

        共混法:将阻燃剂加入纺丝熔体或纺丝液中,纺制阻燃纤维。该法要求阻燃剂能经受熔体纺丝的高温,并要求与聚合物的相容性好,不影响纺丝和后处理的正常进行,不使纤维及其制品的主要性能发生较大变化,无毒,耐久性好。  

        接枝共聚:采用高能辐射或化学方法接枝,使含有磷、卤的化合物单体成为纤维高聚物的支链。 

        阻燃剂吸收法:类似分散性染料染色,使阻燃剂被纤维吸收。缺点是阻燃剂的吸收率很低,并且需要合适的表面活性剂的辅助作用。   

        纤维表面卤化:纤维表面经辐射诱导氯化后,阻燃性得到提高。缺点是:氯化纤维强度下降,热稳定性变差。  

    后整理法:用阻燃剂均匀分散液对合成纤维、织物进行涂层,使阻燃剂附着于纤维上。该法简单易行,但织物手感差,不耐水洗。

    二.阻燃织物

    阻燃织物可以由阻燃纤维直接织造而成,但此法用的很少。一般是由织物用阻燃剂经后整理而成,根据阻燃剂和织物的品种以及织物的用途,采用不同的整理方法。

    1.浸轧焙烘法

        此种方法是阻燃整理工艺中应用最广的一种,其工艺流程为:浸轧→ 预烘→ 焙烘→水洗→后处理。此法可以和其它整理同浴完成,如柔软整理等。

    3.        竭染法

    该法又称吸尽法。此种工艺是将织物在阻燃液中浸渍一定时间,再干燥焙烘后处理。一般用于疏水性合成纤维织物,要求阻燃剂和纤维具有亲和性。这种阻燃整理法有时可与染色同浴进行。阻燃效果一般不是太好。

    4.        涂布法

        涂布法是把阻燃剂混入交联剂或粘合剂中,使其固着在织物上的一种整理方法。根据机械设备的不同分为刮刀涂布法、浇铸涂布法和压延涂布法。不同的产品采用不同的方法。

        刮刀法是先将阻燃剂等配制成的浆料,用刮刀直接涂布在织物上,这种方法也叫涂层法;浇铸法是将阻燃剂浆料浇铸成薄膜加压附着在织物上,此法适用于需要高阻燃剂含量的大型帷幕和土木工程用的制品;压延法是将阻燃剂浆料在压延机上制成薄膜,再粘合在织物上。

    5.        有机溶剂法

        该法可直接使用非水溶性的阻燃剂,其优点是阻燃整理工艺时间短、能耗低。但需要溶剂回收装置,还要注意溶剂的毒性和燃烧性。 

    6.        喷雾法

         有手工喷雾和机械连续喷雾两种。凡是不能用普通设备整理的厚型帷幕、大块的地毯、挂毯等纺织针刺产品,都是在最后一道工序用手工喷雾法进行阻燃整理。对于一些表面蓬松、有花纹、簇绒或绒头起毛的织物,一般都可采用连续喷雾法。

    三.几种不同纤维织物的阻燃

    (一).涤纶纤维与织物的阻燃

    随着有机高分子材料的应用领域越来越广泛,其缺点也越来越突出,特别是易燃性。在合成纤维中,聚酯纤维与人的生活关系最密切,它又属于可燃纤维,所以涤纶纤维的阻燃化很受重视。

    自70年代以来,世界各国对聚酯纤维的研究和应用开发非?;钤?专利文献大量涌现,新的阻燃聚酯纤维产品不断问世。若按生产工艺过程对其阻燃方法进行分类,则可归纳为以下5种:

    a)在酯交换或缩聚阶段加入反应型阻燃剂进行共缩聚;

    b)在熔融纺丝前向熔体中加入添加型阻燃剂;

    c)以普通聚酯与含有阻燃成分的聚酯进行复合纺丝;

    d)在聚酯纤维或织物上与反应型阻燃剂进行接枝共聚;

    e)对聚酯纤维织物进行阻燃后处理。

    第a)至c)种方法属于原丝的阻燃改性;第d)和e)种方法属于表面处理改性。涤纶的阻燃改性(不考虑织物的阻燃后整理)有共混改性和共聚改性两种方法。共混改性是在聚脂切片制造过程中添加共混阻燃剂制造阻燃切片或在纺丝时添加阻燃剂与聚酯熔体共混制共混阻燃纤维;共聚改性就是在制造聚酯过程中加入共聚型阻燃剂做单体通过共聚方法制造阻燃聚酯。近期有在涤纶纤维中添加无机粉末作为阻燃剂的报道,但是到目前为止,已工业化的阻燃聚脂纤维品种主要是采用共聚法和共混法阻燃改性方法。

    1.阻燃涤纶纤维

    共聚阻燃改性

    由于这种方法使阻燃剂结合到大分子链上, 因此其阻燃耐久性极佳。作为阻燃共聚单体, 除了含有阻燃元素、具有反应性基团, 能经受酯交换和缩聚过程长时间的高温作用外,还要考虑对纺丝工艺、加工性及对纤维其它性能的影响程度。文献上报道较多的阻燃性共聚单体和齐聚物的例子见表。

    到目前为止, 已工业化的阻燃聚酯纤维品种主要是采用共聚阻燃改性方法, 其实例如下:

    (1)Dacro- 900F 美国杜邦公司于1974年生产。它是用四嗅双酚A 双羟乙基醚作阻燃共聚单体, 与DM T、EG 经酯交换、共缩聚后熔融纺丝制得, 其溴含量为6% 左右, 限氧指数27~28。该纤维的熔点比普通聚酯纤维低得多, 因此, 热定型温度要比普通聚酯纤维低30℃。它对分散染料有良好的染色性, 染浅色时, 可在沸点不用载体进行染色。该纤维因价格高和聚合物熔融性问题而于1976年停产。我国吉林化学纤维研究所对该纤维也进行了研究, 并通过了中试。

    (2) T revira CS 德国赫斯特公司及其美国的子公司生产。目前已开发出多种规格和型号, 如220、271、690、870等。根据该公司的专利推断, 它们可能是用含有羟基的次膦酸衍生物为阻燃性共聚单体, 与DM T 和EG 经酯交换、缩聚、纺丝制得, 磷含量约1%。

    T revira 系阻燃聚酯纤维的主要品种为270和271, 它们的物理性能、外观、纺织与染整加工基本上与普通聚酯纤维相同。这种纤维的结构疏松, 分散染料对它有高度的亲和力,上染速度快。若染浅色或中等色泽, 在沸腾温度下可不用载体; 若染深色或黑色, 每升染液加1 g 载体即可。染色牢度(干洗、摩擦等) 与普通聚酯纤维相同。阻燃性能良好, 限氧指数26。产品多用于织造家俱布、帷幕、窗帘、地毯及汔车沙发布等织物。T revira 271是1977年研制成功的, 具有持久的阻燃性、良好的染色性, 能耐强酸强碱, 毒性低等特点, 主要用于儿童睡衣、工作服、轻质帐蓬、家俱装饰物、床上用品和睡袋等。

    (3)W istel FR  意大利Sn ia 公司1977年开始生产这种阻燃聚酯纤维。它是用四溴双酚、二羟乙基醚或2, 2- 二[ 4 (2-羟基乙氧基-3, 5-二溴苯基]丙烷和3, 5-间苯二甲酸二甲酯-1-碘酸钠为阻燃共聚单体, 与DM T、EG 经酯交换、缩聚、熔融纺丝制得。纤维中溴和硫的含量分别为4. 5% 和0. 3%。含硫共聚单体的作用主要是减少溴系阻燃剂对纤维的耐光性和热稳定性所带来的不利影响, 并且使溴系阻燃剂在燃烧区内缓慢分解, 从而提高阻燃效果。W istel FR 纤维的分子量不高(Mn= 1. 4×104) , 强度比普通聚酯纤维低, 但并不影响纺织加工。有良好的染色性和色牢度, 阴离子染料可染, 但在强酸性介质中(pH < 3) 会发生轻度水解。

    W istel FR 可以纯纺, 也可与其它纤维混纺, 用于制造婴儿睡衣、薄型帷幕、窗帘、家俱装饰布、旅行毯等, 产品的限氧指数为26~27, 并且没有熔滴现象。

     

     

     

    (4)Heim  日本东洋纺公司1973年生产的阻燃聚酯纤维。它是用聚苯膦酸二苯砚酯剂聚物与聚酯原料混合进行共缩聚制得。纤维中的含磷量为0. 4% , 具有优异的阻燃性, 限氧指数28~33, 各项物理指标及后加工性能与普通聚酯相似, 但其染色性比普通聚酯纤维好, 用分散染料可染得较浓的深色。耐紫外线及耐热性与普通聚酯纤维相近。Heim 纤维主要用于窗帘(薄型花纱窗帘及悬挂的帷幕)、地毯、椅子的座套、车辆船舶内的装饰品、床上用品(被褥、床罩、枕套等) 及衣料等。

    (5)GH 这是日本东洋纺公司因Heim 纤维法时存在的问题(水解稳定性差) , 于1977年开发的另一个阻燃聚酯纤维。它是用含有羟基、羧基或酯基的环状膦酸酯与DM T或TPA、EG 缩聚、熔融纺丝制得。它避免了Heim 纤维中磷出现在主链上, 而是位于侧链上, 具有优异的耐水解性。GH 纤维的磷含量约为1% , 限氧指数达30~32, 对人和鱼的急性口服毒性较低。Am es 试验呈阴性, 对人的皮肤刺激性小,比普通聚酯纤维更易用分散染料染色。

    此外, 日本东丽公司1973年开发的U nf la 阻燃聚酯纤维可能也是通过共聚改性的方法制得的, 文献中并未透露其中的阻燃组分。日本帝人公司1973年也开发出基于含磷共聚物制得的Ex tar 阻燃聚酯纤维。但是, 也有人认为U nf la 和Ex tar 阻燃聚酯纤维是由共混阻燃改性方法制得。国内近来也在研究含溴和含磷两个系列的共聚改性型阻燃聚酯纤维, 并且取得了一定了进展。

    共混(添加) 阻燃改性

    这种阻燃改性方法较共聚阻燃改性简单易行, 操作费用低, 其阻燃耐久性虽不及共聚改性方法, 但较阻燃整理方法好得多。然而, 选择适宜的阻燃剂的困难性阻碍了此种方法的广泛采用。文献上报道较多的聚酯用添加型阻燃剂的例子见表3。尽管以共混(添加) 阻燃改性方法制备阻燃聚酯纤维的专利文献很多, 但已工业化的品种却较少, 远远少于共聚阻燃改性方法。商标为F irem aster- 935和Fo rf lam 的阻燃聚酯纤维是共混纺丝改性的例子, 前者是以多溴二苯醚为阻燃添加剂, 后是以含磷的齐聚物作阻燃剂与聚酯共混纺丝而得。近年来, 国内在这方面也开展了不少工作, 但基本上都是采用小分子有机物或无机物作阻燃添加剂, 其可纺性存在很大问题, 并且阻燃剂添加量多, 对纤维的其它性能影响也较大, 因此尚无综合性能较好的阻燃聚酯纤维投放市场。王玉忠等近年来合成了一系列聚合物型阻燃剂, 系统研究了阻燃剂添加于聚酯后对体系各种性能的影响, 其中的聚苯膦酸二苯砚酯齐聚物已成功地应用于纺制阻燃聚酯纤维。阻燃剂的添加量为4 w t% 的聚酯纤维, 氧指数即可达到28以上, 并且具有很好的染色性能。

    复合纺丝阻燃改性

    这种原丝的阻燃改性方法不及上述两种方法普遍, 主要因为需要复杂的纺丝设备。近年来用复合纺丝法制备阻燃聚酯纤维多采用皮- 芯型结构, 即以共聚型或添加型阻燃聚酯为芯, 普通聚酯为皮层复合纺制而成。这样既可以防止卤素阻燃剂过早分解卤化氢离开火焰而影响阻燃效果, 又可防止某些含磷阻燃剂不耐高温的缺点, 并且还使纤维保持原有的外观、白度和染色性。若将阻燃组份与聚酯偏心纺丝, 则可提高阻燃复合聚酯纤维的弹性恢复率。

      聚酯用添加型阻燃剂

     

    2.涤纶的阻燃整理

    涤纶纤维织物的阻燃整理改性方法工艺简单、成本低,从流通的多样性及对阻燃要求程度多方面的适应性来看,较原丝改性方法有利。但阻燃剂如果用量多,则对织物的手感和色泽影响较大。聚酯纤维织物阻燃整理的方法大致有以下三类:

    1)将阻燃剂设计成象分散染料那样的吸附型结构,采用整理—染色一浴法工艺。如阻燃剂JLSUN®ATF.

    2)用热溶法将与聚酯纤维亲和性很大的阻燃剂固着在纤维上。适合于这种方法的阻燃剂品种不多,对手感影响小。如阻燃剂JLSUN®ATP.

    3)用粘合剂将如十溴联苯醚、、三氧化二锑、五氧化二锑等非水溶性固体阻燃剂固着在纤维表面。然后用涂布或浸轧—干燥—热定型方法固着,从而使聚酯纤维具有阻燃效果。该方法的主要缺陷是易使纤维发生染料渗色,摩擦牢度低,手感差,有白霜现象,整理液稳定性差等问题。常见的几种聚酯纤维织物的阻燃工艺如下:

       ①.非耐久性阻燃整理

    涤纶织物的非耐久阻燃整理与棉织物相似,也是用一定浓度的硼砂-硼酸、聚磷酸铵等的溶液进行整理,整理后的织物通过调节增重一般都能达到所要求的阻燃效果。较难处理的是薄型涤纶织物,通常在相同的增重下,单位面积质量越大的织物,阻燃效果越好,因此稀薄织物往往需要较高的增重率。而薄织物对阻燃剂的吸附不能象厚织物一样充分,阻燃剂易于在织物表面形成白霜,产生阻燃剂渗出的现象,影响外观和手感。所以,薄型涤纶织物的阻燃整理要兼顾织物的阻燃性能和整理效果。

    ②.六溴环十二烷耐久阻燃整理工艺

    六溴环十二烷阻燃整理工艺,采用用高温高压同浴染色的方法,也可使用传统的轧焙烘工艺,效果较好的方法是高温高压同浴染色工艺,但实验证实单独的六溴环十二烷用于聚酯纤维织物的阻燃效果并不理想,需要加入增效剂等利用协同效应提高其阻燃性能,其代表品种是北京洁尔爽高科技有限公司的JLSUN® ATF。

    工艺配方:15%-30%阻燃整理剂(JLSUN® ATF对织物重),PH值5.0左右,染料适量。

    工艺流程:分散染料与阻燃剂同浴(130℃~135℃,40~60分钟)→水洗→烘干→定型(180℃,1-2分钟)

    ATF阻燃整理涤纶织物的阻燃性、耐洗性、手感均较好,不足之处是白色的六溴环十二烷吸附在织物上,会导致织物色泽变泽,可在整理过程中稍稍加大染料的用量加以解决。

    ③.环膦酸脂耐久阻燃整理工艺

    这类阻燃剂的特点是效果好、耐久性高、毒性小、不含卤素,符合生态纺织品要求。其代表产品有美国Mobilchem公司的Antiblaze 19T、德国Herst公司的TPM9007、北京洁尔爽高科技有限公司的ATP。

    该类阻燃剂是一种新型的耐洗型阻燃剂,适用于纯涤纶织物耐久阻燃整理。该产品使用方便,可在常规设备上应用,只需较低的用量,就能达到优良的阻燃效果,阻燃指标达到国家标准B2级以上。阻燃整理不影响织物的手感和色泽,不减低织物的强度,耐洗次数达30次以上。阻燃加工过程中不产生任何刺激性气味,无毒,可安全使用。其中JLSUN® ATP阻燃剂外观为无色至浅黄色透明粘液,比重1.2-1.3g/cm3,含磷量大于19,PH:4-6,可溶于水。

    使用工艺:

    A.              前处理:

    在阻燃整理前最好做碱减量处理,以改变涤纶纤维吸水性差,带液低的弱点,有效去除织物表面的杂质,防止其他助剂存在,提高阻燃整理效果。

        工艺配方:  NaOH     20-30g/l 

                     阴离子渗透剂0.2 –0.5g/l   

    处理温度与时间:95-100℃    20-60 分钟

    处理过的织物充分水洗,去除残碱后烘干

    B. 阻燃整理:

    阻燃剂ATP的使用量随织物的厚度不同而作相应的调整。

    (a) 处方:ATP阻燃剂   90-180g/l

               5-10% NaOH   调pH 值至6-6.5

             工艺配方也可以加入交联剂、防泳移剂、柔软剂,以进一步提高效果,但要求进行配伍性实验。

    (b)化料操作:

    先加入少量软水,再加入所需的ATP,充分溶解。用5-10% NaOH溶液滴加至溶液的pH 值至6-6.5,加入80%水,再加入其他助剂后搅拌,并用水稀释至规定刻度。配制好的工作液应尽快使用。

    (c)工艺流程:二浸二轧(轧液率50-70%)→烘干(100℃/1-2min)→焙烘(185-195℃/1.5-2min)→水洗→烘干

    注意事项:

    上述工艺配方和工艺过程根据具体加工条件作适当调整。

    (a)加入其他助剂应进行必要的小试试验

    (b)焙烘温度必须严格控制,否则影响耐洗性和阻燃效果

    (c)对一些特殊的染料,生产前应做色光变化小试。

    (二).腈氯纶阻燃纤维

    腈氯纶阻燃纤维,又称改性聚丙烯腈纤维或阻燃腈纶(modified acrylic-modacrylic),是通过共聚或共混等方法制成的一种耐久性阻燃纤维。近年来,随着功能性材料的发展,腈氯纶纤维在我国有了越来越多的应用,作为一种阻燃材料越来越受到人们的重视。

    改性聚丙烯腈是丙烯腈与第二、第三单体的共聚纤维,与普通聚丙烯腈纤维相比,第一单体丙烯腈的含量通常在60%以下。第二单体通常为氯乙烯或偏二氯乙烯,第二单体的引入使纤维获得阻燃性能。第三单体为亲染料基团,第三单体的含量较低,引入的目的在于改善纤维的染色性能。因此,改性聚丙烯腈纤维既具有常规腈纶纤维手感柔软、色彩艳丽、服用舒适的特点,又天然具有阻燃的性能,是一种性能优良的纤维,下表列出了两种国产纤维的指标对比情况。

    表11  腈纶纤维与腈氯纶纤维的物性典型指标

    项目

    常规腈纶

    改性腈纶

    强度,g/d

    (1.5D) 2.3-2.8

    (1.5D)2.7

    卷曲数,个/10cm

    ≥40

    50

    沸水收缩率,%

    ≤4

    3.4

    纤维含油率,%

    ≤±0.15

    0.7

    超长纤维,%

    ≤3

    4.0

    回潮率,%

    2.0-2.8

    4.57

    极限氧指数,%

    16-18

    29.5-33.4

     

    腈氯纶纤维最早由美国联合碳化物公司Dynel投入工业生产,另外较早研究并投入批量生产的有日本钟渊化学工业株式会社的腈氯纶纤维,日本钟纺公司Lufnen纤维,以及意大利Snia公司的Velicren等,我国通过引进意大利公司的成套设备和生产技术,采用国产原料已经完全能够自主生产。表12为一种日本产腈氯纶纤维与国产腈氯纶纤维的指标对比。

    表12   日本产腈氯纶纤维与国产腈氯纶纤维的指标对比

    项目

    进口腈氯纶

    国产腈氯纶

    纤度偏差,%

    3.78

    -4.79

    强度,g/d

    2.5

    3.2

    卷曲数,个/10cm

    55

    49

    沸水收缩率,%

    ≤3

    3.7

    超长纤维,%

    3.2

    4.4

    回潮率,%

    2.48

    3.83

    极限氧指数,%

    29-34

    28-34

     

    腈氯纶的生产方法:

    世界上已工业化生产的阻燃腈氯纶产品大多是采用共聚法制造的,即将含阻燃元素的乙烯基化合物作为共聚单体,与丙烯腈进行共聚而实现阻燃改性。下表为部分腈氯纶商品的生产工艺路线。其阻燃单体主要以偏氯乙烯为主,这是因为丙烯腈和偏氯乙烯可在常压下聚合,用偏二氯乙烯作阻燃共聚单体,具有投资少和工艺简单等优点,生产的纤维含氯量比氯乙烯作单体的纤维高,即纤维的LOI高,阻燃性好。但根据不同的技术要求和工艺路线,也可使用氯乙烯甚至溴乙烯作阻燃共聚单体。腈氯纶的生产,一般可分为聚合、纺丝和回收3部分。相比较而言,回收属典型的化工分离过程,生产原理和操作较简单,而聚合和纺丝则要复杂得多。

    表13 

    名称

    生产厂家

    阻燃单体

    聚合工艺

    纺丝工艺

    溶剂

    开来司纶N

    日本 旭化成

    VDC

    沉淀

    湿纺

    硝酸

    勒夫纶

    日本钟纺

    VDC

    溶液

    湿纺

    二甲基甲酰胺

    恩夫拉

    日本东丽

    VDC

    溶液

    湿纺

    二甲基亚砜

    卡耐卡纶

    日本钟渊

    VDC

    沉淀

    湿纺

    丙酮

    代纳尔

    美国U.C.C

    VDC

    沉淀

    湿纺

    丙酮

    奥纶FLR

    美国杜邦

    VDC

    沉淀

    干纺

    二甲基乙酰胺

    蒂克纶

    英国Courtaulds

    VDC

    沉淀

    湿纺

    丙酮

    韦利克纶FR

    意大利Snia Viscosa

    VDC

    溶液

    湿纺

    二甲基甲酰胺

    德拉纶C

    德国Bayer

    VDC

    沉淀

    干纺

    二甲基甲酰胺

    腈氯纶

    中国 抚顺阻燃腈纶厂

    VDC

    溶液

    湿纺

    二甲基甲酰胺

    聚合

    纺制腈氯纶所用共聚合物的聚合工艺,按原液制备方法可分为2种,即一步法和两步法。按照生成共聚物的状态,可分为沉淀聚合和溶液聚合2类。沉淀聚合是指单体溶于聚合介质,而共聚物则不溶于聚合介质,以沉淀的形式析出,这属于两步法生产工艺。沉淀聚合又分乳相共聚和水相共聚。前者产品组成均匀,共聚物质量好,但反应时间长,成本高,回收困难;后者则反应湿度低,时间短,分子量和转化率较高。溶液聚合是指单体和共聚物均溶于聚合介质,聚合溶液脱单体后可直接纺丝,这属于两步法工艺。其特点是工艺流程短,占地少,反应时间长,转化率低,自动控制复杂。一般来说,共聚合是容易的,但要得到理想的能纺出优质纤维的共聚物是很复杂的。共聚合所控制的主要工艺参数是单体的配比、共聚温度、停留时间和引发剂的加入量,控制的主要目标是共聚物粘度和分子量。

    腈氯纶纤维的基本性质特点:腈氯纶纤维具有普通腈纶纤维的柔软、极类似棉、毛等天然纤维的手感。由于其聚合物分子的无晶态结构,因此,像普通腈纶那样,没有固定的熔点,受热后逐渐软化,至140-180℃时纤维硬化不可回复。利用其热可塑性可以制造一些特殊织物。

    生产改性腈纶纤维中的阻燃剂一般采用卤系阻燃剂,卤系阻燃剂的阻燃效果以及与有机合成材料的相容性在阻燃领域内是公认的,但卤系阻燃剂在材料燃烧时产生有毒烟气,但在目前阶段,采用卤系阻燃剂进行阻燃改性仍然是一种重要的方法。

    腈氯纶纤维具有很好的染色性能,像普通腈纶一样,主要采用阳离子染色工艺。在腈氯纶纤维与其他纤维混合使用时,要考虑混合纤维的加工性能与腈氯纶纤维加工工艺的匹配问题。

    (三).棉织物的阻燃整理

    在天然纤维中,棉织物因为具有柔软的触感,优良的吸汗吸湿性和抗静电性等优点,受到了人们的普遍欢迎和广泛接受。但同是它属于可燃性纤维,LOI值一般在17~19之间,所以必须对其进行阻燃处理。

    1.非耐久性阻燃整理:

    棉织物的非耐久性阻燃整理,通常是用硼砂-硼酸、磷酸胺、氯化铵、胍类、聚磷酸铵等含磷、氮、硼的阻燃剂,配成一定浓度的溶液,均匀地施加于织物,烘干即可。上述阻燃剂经适当的混合复配使用,能产生阻燃协同作用,效果比单组分阻燃剂有不同程度的提高。为达到良好的阻燃效果,织物的增重应在10%以上,并要保证阻燃剂在织物上的均匀分布。

    尽管棉织物的非耐久性阻燃整理工艺比较简单、成熟,但实际生产中也时常出现一些问题。比如有些类型的阻燃剂易于吸潮,整理后的织物在一定湿度的空气中严重吸潮,影响阻燃织物的整体效果;有的阻燃剂则过于干燥,整理后的织物不是手感过硬,就是易于在深色织物上泛白。因些,要达到满意的整体效果,应根据产品需要选择合适的阻燃剂。

    非耐久性阻燃整理成本低廉,工艺简单,阻燃效果好,在大量的一次性阻燃产品中占有一定的市场份额。北京洁尔爽高科技有限公司生产的Scj-968具有代表意义。

    阻燃剂SCJ-968阻燃效果良好,适用于天然纤维织物和纸张的阻燃整理,还适用于宾馆、汽车等使用的内装饰材料的阻燃整理。SCJ-968外观为无色透明液体,含固量大于15%,能与水互溶,PH值=7-8。主要用于棉织物的一次性用品的阻燃整理。使用方法:织物→浸轧或浸渍阻燃液(SCJ-968  30-50%)→烘干。也可以将SCJ-968 (30-50%)直接喷洒到房间内的窗帘、壁纸、沙发、地毯等装饰织物和吸收性材料上,凉干后即可获得良好的阻燃效果。

    2.耐久性阻燃整理

    关于棉织物的耐久阻燃整理,国外曾有过大量的研究与试验,用于纯棉织物耐久性阻燃整理的方法较多,优劣各异,国内对于纯棉织物耐久性阻燃整理的研究始于1958年。当时主要应用四羟甲基氯化膦(THPC)和脲醛树脂,以浸轧焙烘工艺对纯棉织物进行整理。由于生产气味较大,织物手感硬,强力损失高而未能批量生产。到70年代曾改用膦氰树脂等阻燃剂对纯棉织物进行小批量整理,其它品种因毒性或工艺复杂都未能工业化生产。80年代,由于国内市场的需要,北京、辽宁、河南、浙江等地先后建立了氨薰法纯棉织物阻燃整理生产线。但一直未能大规模生产。这一方面与阻燃剂价格较高有关,另一方面其较硬的手感和较大的强力损失也影响了其推广应用。直到1988年和1990年国家颁布阻燃防护服标准之后,并随着出口量的增加,阻燃产品才开始较大量的生产和应用。目前国际上最流行、效果最佳的的阻燃整理有Pyrovatex CP,Proban,THPC,Fyrol-76等。

    ①N-羟甲基-3-(二甲氧基膦?;?丙烯酰胺阻燃整理工艺。这类含氮有机磷酸酯类化合物代表品种有PyrovatexTM CP和JLSUN®CP,它适用于加工棉、麻、粘胶等纤维素纤维的耐久性阻燃整理。一般与甲醚化羟甲基三聚氰胺(TMM)等化学助剂联合使用,采用浸轧—焙烘—皂洗常规工艺。当其用量为30%~45%时,所整理的纯棉厚织物和薄织物的阻燃性、耐洗牢度、强力损失都较为理想。又因该阻燃剂具有合成简单,应用方便,低毒等优点而备受推崇。

    阻燃剂JLSUN®CP外观皆为淡黄色透明溶液,含固量80%,为非危险品。阻燃剂JLSUN®CP使用方法简单,可在常规印染设备上进行处理,能与各种整理助剂理相溶。阻燃剂CP阻燃处理后的织物无续燃和阴燃现象,阻燃效果耐洗3O次以上,阻燃产品降强小,手感良好。

    其典型的工艺配方如下:

    阻燃剂JLSUN®CP                  300-450克/升

    六羟树脂(6MD)           80-100克/升

    柔软剂S-960                 30 克/升  

    磷酸                         20克/升

    工艺流程:棉织物—>浸轧(二浸二轧,轧液率65-70%)—>烘干(105℃)--->焙烘(160-170℃3-4min)—>碱洗(平洗槽第一槽20克/升碳酸钠, 第二槽10克/升碳酸钠,第三槽5克/升碳酸钠)—>水洗—>烘干。

     JLSUN®  CP与多羟甲基三聚氰胺树脂共用,在整理过程中与棉纤维素的羟基发生化学反应,这是其具有耐久性的根本原因。也正是使用了树脂与酸性催化,致使整理后的织物强力下降,通常强力降低约20%-30%左右。另外使用树脂会在织物上残留甲醛,在倡导绿色环保的呼声日益高涨的今天,残留甲醛是一个待解决的问题。

    ②THPC阻燃工艺

    THPC(四羟甲基卤化膦),分子式为(CH2OH)4PCl。THPC-脲-TMM体系是美国农业部南部研究中心开发的用于棉布的耐久性整理。由于THPC在生产和使用工程中,有可能产生致癌物质,所以又开发了四羟甲基硫酸磷(THPS)。到1981年改为THPS-脲-TMM体系。目前许多阻燃剂的开发是在THPC基础上发展起来的。如瑞士Ciba-Geigy公司开发的Pyrovatex3726;英国AlbrightWillson公司开发的Proban整理。国内也已经有上海纺织科学研究院、山东巨龙化工有限公司等单位开发出相应的产品。该方法对纯棉织物的阻燃整理可获得极佳的阻燃性和耐久牢度。对涤棉织物的耐久整理也有较好的效果。

    Proban是英国Albright Willson公司80年代初的产品和技术。传统的Proban法是THPC(四羟甲基氯化磷)浸轧焙烘的工艺,改良的方法是Proban/氨薰工艺。Proban是THPC与尿素的预缩体,浸轧液组成为:

    阻燃剂预缩体      20%-50%

    醋酸钠(无水)      0.8%-2%

    非离子表面活性剂   0.2%

    工艺流程为:浸轧→烘干→氨薰→氧化→水洗→烘干

    织物经整理液浸轧后,烘至基本干燥,控制含湿率在5%-10%之间,进入氨薰机固化,然后进行充分的氧化和皂洗。由此工艺可以看出,Proban法工艺复杂,加工时需要特殊的氨薰设备,因此使用推广受到一定限制。但Proban法整理工艺的最大优势在于,整理后的织物耐洗性极佳,能承受200次洗涤,号称能达到与棉纤维相同的使用寿命。

    ③Fyorl-76是美国Stauff公司于1976年开发,2-(β-氯乙基)乙烯亚膦酸酯CEVP)与甲基丙烯酸酯进行缩聚后的齐聚物。含磷量高达22%,也采用传统的轧烘技术。该方法较适合于对薄棉织物的阻燃整理,阻燃剂成本较高。

    影响纯棉织物阻燃整理效果的因素很多。包括织物的结构,助剂的性能,配方的组成,以及工艺整理过程等。就目前的整理水平来看,纯棉织物整理后其阻燃效果与手感、强力之间的矛盾仍然是主要的。经过阻燃整理的纯棉织物,撕破强力损失一般为20%~25%,高者达30%左右。这对于本来强力就不太高的纯棉织物矛盾更为突出。只有通过优选配方,优化工艺,使阻燃效果与强力损失之间达到最佳平衡状态,才能解决它们之间的矛盾。

    提高撕破强力最有效的方法,就是通过添加柔软剂以及机械方法处理。选好柔软剂是改善织物手感和强力损失的一项很重要的措施。研制复配性能好,又能阻燃协效作用的专用柔软剂;采用能将阻燃织物表面物理附着的较硬挺的高分子链节打碎的后整理设备(如白拉卡尼柔软机),可以改善织物手感,增强阻燃防护服的舒适性,会有用力于阻燃整理的进一步推广。

        浸轧—焙烘和浸轧—氨熏两种工艺,都无法彻底解决阻燃织物表现轻微的异味。这主要是由游离甲醛造成的。游离甲醛的量达到一定的程度,就会对人体造成危害,同时,我国关于纺织品安全规定的强制性国家标准GB18401-2001纺织品甲醛含量的规定中,对甲醛的含量进行了严格的限制(婴儿服装20ppm,直接接触皮肤类75 ppm,不得高于非接触皮肤类,不得高于300 ppm),日本、欧洲等也有同样的要求,而现行的上述耐久纯棉织物的阻燃工艺中甲醛的含量一般都会超过此标准,固这是纯棉阻燃织物所面临的重大技术问题。在实践中,一般在阻燃处理液中添加能与甲醛或其它产生异味的成分起化学反应的材料,加强后清洗过程并在阻燃加工的最后工序施加高效除味剂是去除阻燃织物异味的有效措施。

    (四).毛织物的阻燃整理;

    羊毛的分子结构中含有阻燃元素-氮,回潮率较高,故有较好的天然阻燃性,因此不属于易燃纤维,但对于阻燃要求较高的场合仍需进行阻燃整理。

    最早的羊毛阻燃整理是采用硼砂、硼酸溶液浸渍法,或采用常用的氮、磷阻燃剂进行整理,产品用于飞机上的装饰用布。这种方法阻燃效果良好,但不耐水洗。

    60年代后采用THPC处理,耐洗性较好,但工序繁复,手感粗糙,通?;崞苹笛蛎破返脑蟹绺?。国际羊毛局研究的方法是采用钛、锆和羟基酸的络合物对羊毛织物整理,获得满意的耐洗阻燃效果,且不影响羊毛的手感,故得到普遍采用。方法是用钛或锆的络合物,在酸性条件下保温浸渍一段时间后,即可使羊毛获得阻燃性,据介绍耐水洗可达50次之多,是一种较为理想的高效阻燃方法,得到普遍的推广。不足之处是,锆或钛的络合物对毛织物的色泽可能会有影响,生产时应予以注意。

    80年代后期以来,国内有几个单位研究开发毛用阻燃剂及整理工艺,获得了满意的结果。天津合成材料研究所研制了复合型WFR-866系列阻燃剂,一种为WFR-866F(以氟的络合物为主要成份),一种为WFR-866B(以含溴羟基酸为主要成份)。北京洁尔爽高科技有限公司开发了羊毛阻燃剂AFW,此种阻燃剂是锆素盐、钛素盐的复配物,适用于羊毛、毛条、纺纱、筒子、匹布染色和织物后整理及毛毯的阻燃整理。JLSUN®AFW可与染色进行同浴,也可在织物后整理采用浸渍法。

    同浴用量:JLSUN®AFW-1  6%-8%(o.w.f.)

                  JLSUN®AFW-2  12%-16%(o.w.f.)

       浸轧法:   JLSUN®AFW-1  10g/L

    JLSUN®AFW-2  20g/L

    目前,纯毛阻燃织物主要应用于飞机舱内、高级宾馆等地毯、窗帘、贴墙材料及军队校官以上军服。

    (五).麻类织物的阻燃整理

    麻类纤维具有强力高、吸湿散湿快、绝缘好、防霉、防腐、抗静电等特点,具有良好的卫生保健性能及挺括大方、爽身、纹理自然、色调柔和等独特风格。在国际纺织品市场追求返璞归真,回归大自然的今天,麻类制品被广泛地应用于服装、装饰和其他领域。目前,发达国家对麻类制品的需求量日益增加,其中居室装饰织物占20%以上,如桌布、沙发布、墙布、窗帘及床上用品等。由于麻纤维极易燃烧,用于室内装饰会给人身增加不安全的因素。因此,研究麻类纺织品的阻燃整理成为人们关注的课题。
        亚麻、苎麻、大麻、黄麻纤维的主要成分是纤维素,纤维素在火源作用下会发生先降解、后分解的热裂解过程,主要产生以下四类物质:a 不燃烧的CO2和H2O化合物;b 极易燃烧的醛酮类化合物;c 呋喃类裂解产物;d 由纤维素脱水形成的的杂环类裂解产物。由于裂解时产生了大量的热和易燃烧的物质,因此就产生了火焰,发生了燃烧现象。

    根据纤维素的热裂解和燃烧过程可知,阻燃整理就是通过阻燃剂在纤维素的热裂解过程中,促进脱水、脱羟反应,抑制醛酮类化合物的产生,促进麻纤维的脱水炭化,可减少可燃性气体的产生,从而达到阻燃的效果。
        麻纤维经含磷阻燃剂整理后,由于降低了麻纤维素的起始裂解温度,含磷阻燃剂整理剂在较低的温度下就会分解生成磷酸,随着温度的上升高变成偏磷酸,继之缩合成聚偏磷酸,聚偏磷酸是一种很强烈的脱水剂,促使纤维素炭化,抑制了可燃性裂解物的生成,从而起到阻燃作用。此外,分解产生的磷酸,又会形成不发挥性的?;げ?,既能隔绝空气,又是纤维素燃烧中使碳氧化成一氧化碳的催化剂,因而,减少了二氧化碳的生成。由于碳生成一氧化碳的生成热(110.4kj/mol)小于生成二氧化碳的生成热(394.6kj/mol),这样有效的抑制了热量的释放,能有效的阻止纤维素的燃烧。

    由于麻类和棉纤维同属于纤维素纤维,其阻燃工艺和棉织物基本一致,其最常用的阻燃工艺如下:
         麻处理→水洗→烘干→浸轧阻燃剂JLSUN® CP工作液→预烘→焙烘→碱洗中和→烘干

    (六).锦纶织物的阻燃整理;

    含氮、磷元素的阻燃剂用在涤、棉织物上效果很好,而用在锦纶织物上效果却很不理想,而氯化物、溴化物等含卤阻燃剂对锦纶的阻燃作用也不大,所以锦纶织物的阻燃整理不能按常规的方法进行。含硫阻燃剂如硫脲、硫氰酸铵、硫酸铵、硫胍等对锦纶有较好的阻燃效果,整理后的织物能降低锦纶的熔点,被加热的织物很快熔融滴落,带走热量,使织物不能升温燃烧。用硫脲等整理的织物不耐洗,国内目前尚没有一种耐洗的锦纶阻燃剂。据介绍,用硫、溴、锑化合物对锦纶塔夫绸进行涂层整理,能获得满意的效果,也有用羟甲基脲树脂处理锦纶布的方法,有一定的阻燃作用。

    (七).涤/棉混纺织物的阻燃整理。

    涤棉混纺织物因其同时具有纯棉织物的吸湿性、透气性等优点及涤纶织物的高强力特性,深受消费者欢迎,一直在我国纺织面料市场中占有重要地位。但涤棉织物的可燃性超过了纯棉织物和纯涤织物。迄今为止,人们发现对涤棉织物的阻燃整理远比对其中任一组分的阻燃要困难。其主要原因有:(1)因为棉是一种不熔融不收缩的易燃性纤维,当涤棉制品燃烧时,棉纤维发生炭化,对涤纶起了一种类似于烛芯的支架作用,从而阻碍涤纶的熔滴脱离火源;(2)涤纶和棉两种聚合物或它们的裂解产物的相互热诱导,加速了裂解产物的溢出,因此涤棉织物的着火速度比纯涤和纯棉要快得多;(3)在燃烧过程中,阻燃剂会在涤和棉两种组分间迁移,因些,也给涤棉织物的阻燃带来了困难;(4)涤棉混纺织物受热时,受热熔融的涤纶组分会覆盖在涤纶纤维表面,而涤纶纤维及其裂解生成的炭会形成骨架,阻止织物收缩,致使熔融的涤纶成为着火区的一种燃料,使织物燃烧更加剧烈。因此,要降低涤棉织物的可燃性,需做到以下几点:(1)混纺织物中每一组分都要进行阻燃化;(2)混纺织物阻燃整理时,采用各自合适的阻燃剂,其作用最好能互补或互不干扰;(3)消除骨架效应和两组分的干扰作用。事实上,目前国内外市场尚未有理想的涤/棉混纺阻燃剂。

    对混纺织物的阻燃整理通常采取以下几种方法:

    1)  阻燃涤纶和棉混纺,然后经纯棉阻燃剂整理;

    2)  用纯棉织物耐久整理阻燃剂对涤棉织物进行整理

    3)  开发涤棉织物专用阻燃剂,对涤棉织物具有高效、低毒或无毒、耐久、成本低、不影响或很少影响织物的物理机械性能。

    通常是采用专用涤棉阻燃剂对涤棉织物进行耐久阻燃整理。目前可用于涤棉混纺织物耐久整理的阻燃剂主要有THPS-脲-TMM,LRC-100,LRC-15,F/RP-44。F/RP-44主要成分为十溴联苯醚和三氧化二锑的水分散液。近年来,由于用溴—锑阻燃剂整理的织物燃烧时产生气体的毒性腐蚀性和较大的烟密度,西欧国家已经率先呼吁停止选用溴锑阻燃剂。现在德国已经正式宣布在织物阻燃加工时禁止使用溴锑阻燃剂,所以它用于棉织物阻燃整理的前景并不十分光明。LRC-15整理的涤棉织物既有很好的阻燃性和耐洗性,又无脱色和渗色问题,是最有使用价值,代表目前国际阻燃涤棉织物研制水平的一个产品。

    国内对于涤棉混纺织物的阻燃研究起步较早,山东巨龙化工有限公司、北京洁尔爽高科技有限公司等先后进行了相关研究。以原国家劳动部劳动?;た蒲а芯克?解放军总后军需装备研究所科技开发部为协作单位共同承担国家“九五”攻关课题,对涤棉混纺织物的阻燃整理技术进行攻关,1998年底在工厂进行了扩试。研制成功的阻燃产品具有较好的耐洗性能,强力高,整理后的织物没有异味,并具有防静电的功能,但存在着手感较硬的问题。

    若涤棉混纺织物中涤纶的含量在15%以下,可采用一般的纯棉阻燃整理工艺。对于50/50、65/35等常用的涤棉织物,阻燃整理的一般思路是用溴锑复合体系,采用轧-烘-焙工艺进行整理。工艺配方如下:

    十溴二苯醚与三氧化二锑分散液     40%-50%

    粘合剂                           20%-25%

    柔软剂                           3%-5%

    工艺流程:浸轧(80%-100%)→烘干→焙烘(140℃,2分钟) →水洗

    关于此阻燃方法的研究,国内有许多科研院所及生产厂家曾做过大量的工作,产品的阻燃性能较好,但存在的问题也很多,如:手感硬、粘合剂粘轧辊,色泽变化,耐洗性不好,穿着舒适性差等。所以到目前为止采用此方法整理涤棉织物的工业化生产还为数不多。

    国外有些磷氮系阻燃剂产品如:Herst公司的FPK8007,Ciba-geigy公司的Pyrovatex3672、THPN等是用于涤棉织物的良好的阻燃剂。

    磷氮系阻燃剂在纯棉织物上是最有效的阻燃剂,并证明磷氮之间有良好的协同效应。这类阻燃剂在涤棉混纺织物上的应用也是最引人注目的,现将最近二十多年来报道的文献中,不同混纺比时可能达到的阻燃效果,表14所示:

    表14    不同混纺比能达到的阻燃效果

     

    含磷氮阻燃剂

    涤棉混纺织物的LOI值,%

    20/80

    35/65

    50/50

    65/35

    80/20

    SCJ-969(含磷量2%-8%)

    29-41

    25-38

    24-35

    24-33

    25-32

    THPC(含磷量1%-4%)

    22-28

    22-27

    22-26

    22-27

    22-26

    CP(含磷量1%-4.5%)

    26-34

    18-32

    19-29

    19-27

    2-26

    Fyrol-76(含磷量0.5%-3%)

    26

    25-26

    21-27

    23-28

     

    “Tris”(含磷量0.5%-2.7%)

    23-32

    22-32

    23-29

    21-30

    23-31

     

    从有关应用磷氮系阻燃剂报道文献看来,其中以盐(如THPC等)衍生物、膦酸酯和膦酰胺衍生物受人重视。但是,必须注意的是施加量与LOI值之间不存在线性关系。一些研究报告的试验结果表明,在棉织物上膦酰胺较磷盐低聚物的阻燃性能好(即达到某一阻燃性所需施加的含磷量较小),但这种优势在混纺织物上随着涤纶含量增加而减小,在纯涤纶织物上情况就完全相反了。涤棉混纺中涤纶含量在75%以下的织物,经膦?;0泛土籽蔚途畚镎砗?,在未经洗涤前,前者试样仍保持其较好的阻燃性能,可是由于其耐洗性能很差,只有磷盐低聚物整理的试样其阻燃性尚可接受。两种阻燃剂其效果的差异,是因为磷盐低聚物整理的混纺织物,在高温燃烧时释放出氧化磷,它降低了凝聚相棉的可燃性;同时它也进入气相相对涤纶组分的阻燃起作用。

    在膦的低聚物中,Ciba-geigy公司曾推出一种涤棉混纺织物阻燃整理用商品(Pyrovatex 3672),它是四羟甲基氯化磷自身醚化综合产物,Pyrovatex 3672是一种耐洗型阻燃剂,因其具有不良气味,未能在市场上站稳。

    单独使用磷阻燃剂仅适用于棉含量50%或50以上或阻燃涤纶混纺织物,而这类阻燃剂中以THPS的效果为好。但R.B.Bane等指出,由于施加量高,使织物手感过硬,可以部分地采用上述的THP低聚物来改善。他们特别设计了一种由THP盐与三甲基膦酰胺分子比为2.3比1的缩合物,使织物具有较好的阻燃性和手感。至80年代中期,一种改进手感的研究以THPS与NH3先行预缩体,其他分子比为2.5:1,称谓THPN。由THPN与尿素和三羟甲基三聚氰胺(TMM)整理50/50涤棉混纺织物,施加量达20-30%时,可获得很高的阻燃性,经50次洗涤后仍能通过DOCFF3-71标准,但此时织物的手感仍稍硬,较能适应各方面使用的要求。此工艺若用于阻燃涤纶与棉混纺或阻燃性能要求稍低的用途,减少施加量后,手感就能改善。

    美国LeBlance研究有限公司曾系统研究含磷阻燃剂在涤棉混纺织物上应用的可能性,推出的商品为LRC-15,是THPS与氨的预缩物,又称THPN。THPN一般是含有效成分约为70%的呈微红色而有气味的液体,其分子量较THP大得多。与尿素和三羟甲基三聚氰胺拼用可获得良好的耐洗阻燃效果。但尿素和三羟甲基三聚氰胺的用量要合适,否则会影响整理织物的手感和耐洗性。为了改善整理后织物的手感,可同浴添加柔软剂,通常采用轧烘焙工艺,并需氧化和充分皂洗,以去除织物上的异味等。

    现举国内厂家一实例如下:

    织物:20*20 108*58 200g/m2(45/55)涤棉混纺布

    工艺流程:二浸二轧(吸液率70%-75%)→预烘(红外线和热风烘燥)→焙烘(160℃*3.5min) →氧化(35%H2O24-5g/L,40-45℃) →皂洗(洗涤剂2-3g/L,纯碱1-2g/L,80-90℃) →热水→温水→冷水→烘干

    浸轧液组成:

    THPN(50%)               650

    MF树脂(40%-45%)          80

    尿素                     30

    柔软剂S-960              10

    渗透剂JFC                 2

    磷酸85%                 5-10

    整理后织物的质量水平如表15所示:

    表15 

     

    断裂强力(纬kg)

    撕破强力

    kg

    织物含磷量%

    垂直燃烧法

    损毁长度,cm

    手感

    L0  LS  L10

    L0  LS  L10

     

    空白

    72.3

    7.6

    -

    -

    -

    整理后

    59.6

    5.7

    3.0 2.8 2.2

    6.1 7 9.4

    稍硬

     

       THPN整理工艺用于50/50涤棉混纺织物是很合适的,可根据不同用途的阻燃性能要求设计施加量。例如,要达到DOCFF3-71标准,对每平方米干重大于150g以上的混纺织物,其整理后织物上固着的含磷量应稍大于3%才行。同样混纺比织物,如仅需通过MAFT测试要求(即不点燃或热传递很低),则含磷量大于1.8%就能达到MAFT测试法的一级标准了。达到同一标准,同一单位重量的混纺织物的涤棉混纺为65/35时,则织物上需要更高的含磷量才能符合阻燃性能要求。

    (八).非织造布阻燃机理

    非织造布常用的纤维原料主要为棉、粘胶、木浆、聚酯、聚丙烯等纤维,可归纳为纤维素纤维和合成纤维两大类。对非织造布进行阻燃整理就是对以上两类纤维集合体的阻燃整理,即通过附着在非织造布表面的阻燃成分,在燃烧时抑制火焰与非织造布之间的热量传递、纤维的热分解、纤维裂解产物的扩散与对流或抑制空气中的氧气和裂解产物的动力学反应而达到阻燃目的。棉、粘胶、木浆等纤维素纤维在燃烧过程中容易受热裂解。如棉纤维,在340℃左右纤维素1,甙键断裂,生成容易产生各种可燃性气体的左旋葡聚糖,从而助长火势,加速纤维的燃烧。因此为了抑制可燃气体的产生,纤维素纤维非织造布通常采取降低纤维裂解起始温度的办法阻燃,即采用以磷酸盐或有机磷化合物为主体阻燃剂对纤维素纤维非织造布进行整理,磷酸盐及有机磷化合物能有效地降低纤维裂解的起始温度,并在较低的温度下生成磷酸,随温度的升高变成偏磷酸再缩合形成聚偏磷酸,使纤维在300℃左右剧烈脱水炭化,达到阻燃的目的。纤维素纤维非织造布适用的阻燃剂有四羟甲基氯化磷(THPC)、四羟甲基氢氧化磷(THPOH)、N-羟甲基-3-(二甲基磷酸基)丙酰胺(JLSUN®CP)、三乙烯亚胺(APO)聚合物等,但由于有机磷的成本较高且大部分非织造布产品均不要求耐洗性,因此常用的还是磷酸盐类阻燃剂。聚酯纤维属于易燃的熔融性纤维,在温度高300℃时,会分解成乙醛、一氧化碳、二氧化碳和少量其他气体。主要是通过制止聚对苯二甲酸乙二酯的羰基断裂和阻止挥发碎片形成而达到对聚酯非织造布阻燃的目的。卤素阻燃剂是专为聚酯而开发的。常用阻燃整理剂有卤磷酸酯、三(2,3 二溴丙基)溴酸酯、六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚A环氧乙烷(TBA EO)、四溴双酚S环氧乙烷(TBS 2EO)等,整理工艺较复杂。

    磷酸盐和有机磷化合物阻燃剂对应纤维素纤维,卤素阻燃剂对应聚酯纤维,都是单一对应的阻燃体系。纤维素纤维与合成纤维混纺的产品,如粘/涤非织造布,若只对粘胶纤维阻燃整理,则熔融聚酯熔滴粘附在炭化的粘胶上,使织物更易燃烧;若只对聚酯纤维阻燃整理,又阻止不了粘胶纤维的炭化燃烧,因此对于纤维素纤维与合成纤维混纺产品的阻燃整理通常是用两种类型的阻燃剂配伍,如采用四羟甲基氯化磷、三(2,3 二溴丙基)溴酸酯、三氧化二锑、六溴环十二烷等按一定比例配制。

    近年来磷-氮类协效阻燃剂不断完善,由于其具有整理工艺简单、生产高效等特点,国内外非织造布生产厂家常用磷-氮阻燃剂对熔融性纤维或其与纤维素纤维混纺的非织造布进行阻燃整理,通过在固相及气相的阻燃作用,抑制纤维裂解产物的扩散和对流而使非织造布阻燃。整理工艺可采用浸渍、浸轧、喷洒等方法。

    1.涂层覆盖法

    涂层覆盖法主要是针对硼酸、硼砂等传统上常用的阻燃剂,该类阻燃剂在500℃以下时很稳定,不会分解。当非织造布被涂层后,在高温时阻燃剂能在非织造布表面形成玻璃状覆盖层,阻止氧气的供给而达到阻燃的目的。

    2.反应整理法

    反应整理法是创造一定的条件使阻燃剂分子与纤维发生化学反应而相互结合,当非织造布受到高温时,阻燃剂发生化学反应,使纤维发生相应的性能变化或产生动力学反应而达到阻燃的目的,如THPOH NH3法、Proban法、NMPPA法、高温高压法等。整理过程中一般都需要一定的烘燥和焙烘时间。

    3.便捷式整理方法

    主要指浸轧烘干法、喷洒晾干法、粘合剂粘合法等,由于整理方法简单,工艺便捷,一般可以在线进行整理。采用该方法整理的产品多数只具有暂时的阻燃性,一旦附着在水刺非织造布表面的阻燃成分脱落,不再具有阻燃性能。常用的阻燃剂除了以上提及的磷酸盐类阻燃剂和磷-氮类协效阻燃剂外,还有明矾、硫酸铝、硫酸锌等。

    涂层整理往往使非织造布透气性明显下降,手感差,不能满足多数产品使用性能的要求,而利用印染后整理设备对非织造布进行阻燃整理,其生产工艺路线长,产品需连续牵伸,要有足够的强力,产量低,生产成本高。非织造布阻燃整理方法 以浸轧烘干法和喷洒晾干法居多。

    第六节. 阻燃织物效果的测定方法

    一、阻燃织物的测试方法

    目前国际上纺织品阻燃性能测试方法较多,每个国家都有自己的标准,如英国BS、德国DIN、加拿大GCSB、美国FS、瑞士SNV、日本JIS、法国ANF、瑞典SIS、中国GB以及国际标淮ISO等。某些国家的地区和组织,如美国的纽约、波士顿、加利福尼亚等大城市或州,以及商务部(DOCFF)、运输部(DOT)和军事机构等;各团体、学会或协会,如国家防火协会(NFPA)、纺织化学家和染色家协会(AATCC)、材料试验学会(ASTM)等,均有一套自己的测试标准和方法。不同类别的纺织品专门的品种或成品,就有不同的测试方法,如普通纺织品(包括各种床上用品)、服装纺织品(包括儿童睡衣、工作股和防护愿等)、装饰布(包括窗帘、幕布、帐篷布等)、地面覆盖物(地毯等)以及飞机、火车、汽车、船舶内纺织用品等。目前纺织品阻燃效果评估办法主要有以下几种。

    1. 限氧指数(LOI)法

    限氧指数法是指织物在氧气和氮气混合气体中发生燃烧时,维持织物烛状燃烧所需要的最低氧气浓度,限氧指数越大,说明产品的阻燃效果越好,反之则阻燃效果越差或不阻燃。限氧指数法虽具有灵敏度高的优点,但对试验条件以及操作人员的要求较高,而且试验中的氧浓度与织物实际使用条件相差较大,因此限氧指数法非常适合作为科研中的测试手段,而不常在产品生产过程中应用。

    2. 垂直燃烧法

    垂直燃烧法是指利用特定点火源(火焰高度40mm±2mm),在离织物底边20mm中心处对固定在U型夹中的垂直织物进行燃烧,在规定的燃烧时间内,通过考核织物的燃烧状态、续燃时间阴燃时间、损毁长度等指标来测试织物阻燃性能的一种方法。我国及大部分国家对纺织品阻燃效果测试采用垂直燃烧法居多,日本用于测试服装类纺织品的阻燃性能,美国、英国和德国则用于测试儿童内衣、防护服、装饰布的阻燃性能。在国内外垂直燃烧法是最为完善的阻燃性能测试方法之一,大部分标准已在各行各业中起到了规范指导的作用,如我国的GB8965 98《阻燃防护服》GB17591 1996《阻燃机织物》、GB50222 95《建筑内部装饰设计防火规范》、HB5470 96《民用飞机舱内非金属材料燃烧性能要求》、GB8410-87《汽车内装饰材料》,日本的JISD1201 FMVSS302《汽车装饰织物》、TCL1008 69《飞机装饰织物》,美国的NFPA701《窗帘阻燃性能》等。

    3.  45°斜面燃烧法

    在规定条件下,试样斜放呈45°,对试样点火,时间1s, 将试样有焰向上燃烧一定距离所需的时间作为评估织物燃烧剧烈程度的方法,通过测得的续燃和阴燃时间、损毁面积和损毁长度来衡量织物阻燃效果。

    4.        平面燃烧法

    在规定条件下,对水平方向的织物试样点火,时间15s,测定火焰在试样上的蔓延距离和蔓延该距离所用的时间,通过测量得到的火焰蔓延时间及火焰蔓延速率来衡量织物的阻燃效果。

    二、阻燃织物的测试标准

    阻燃织物的测试方法,我国已制定了以下测试方法的标准:

    1.GB5454-85—纺织织物燃烧性能氧指数法;

    2.GB5455-85—纺织织物燃烧性垂直燃烧法;

    3.GB5456-85纺织织物燃烧性测定—垂直向试样火焰蔓延性测定;

    4.GB8457-85纺织品及纺织制品燃烧性能—词汇表;

    5.GB8745  纺织织物表面燃烧性能的测定;

    6.GB8746  纺织织物燃烧性能测定—垂直试样易点燃性测定;

    7.GB11094—纺织地板覆盖物燃烧性能测定—片剂法;

    8.GB11785—纺织地板覆盖物临界辐射通量的测定—热辐射源泉法。

    阻燃性能的测试在阻燃整理研究中是非常重要的环节。常用的织物阻燃测试方法有两种:垂直燃烧法和氧指数法。在国家标准GB5455-85中对垂直燃烧法有详尽的定义和规范。一般来说,氧指数法比较适合相同材料、相同织物结构的试样阻燃性的横向对比。单独凭借限氧指数值(LOI)的高低,不足以说明该样品阻燃性的好坏;而垂直燃烧法所测得的损毁炭长,则可以客观地描述织物阻燃性。但与垂直燃烧法相比,氧指数法测得数据准确,重现性好。因此,氧指数法更适合用于工艺过程实验使用;垂直燃烧法则可以评价织物的最终阻燃性能。

    此外,美国商业部颁布的DOCFF3-71测试方法也极具代表性。该方法规定,试样的调湿条件为升温30min至105℃,再冷却30min后进行测试。该方法充分考虑了织物所含有的磷氮化合物所具有的吸湿性对阻燃测试结果的影响,设计的测试条件可以使织物充分干燥,又可以使整个测试能在1.5h之内完成,体现出了简便迅速的特点,是适合多种产品的纺织品阻燃性能测试方法之一。

    据统计,国际上测试织物阻燃效果的标准测试方法,总数约300多种,对于这些标准方法,要取得良好的重现性,测试条件是关键。其中对数据影响最大的是:(1)织物和空气的温湿度;(2)火焰大小和温度;(3)四周通风条件(试验箱)等;(4)试样大小和火焰的相对位置。各种不同的标准试验方法,由于要求和条件不同,结果常有差别,有时同一试样对某一标淮方法结果较好,但对另一方法,结果不好甚至很差。而且,各种标淮试验方法,对于纤维素类阻燃纺织品的测试是没有问题的,但对热缩性织物或制品,往往会出现非阻燃得样品也可以通过测试试验,这是多数试验方法的不足之处。因此,采用标准规定的测试方法,测试结果仅能说明在某一规定实验室条件下,对火焰、热或燃烧表示的安全性,不一定能说明在实际火灾中着火危险性或燃绕程度。在研究或开发阻燃产品时,首先要规定测试标淮和方法。根据不同品种、规格、及其用途和商家的要求,可以查阅国标、其它文献或资科,选用适合的标准测试方法,才能使产品附和要求。表16是阻燃纺织品部分试验方法及测试项目。

    表16  阻燃织物部分试验方法及测试项目

    试验方法

    试验内容

    测试项目

    燃烧方式

    织物大小

    火焰条件

    美国CCC-T-1916 5902法

    织物阻燃性

    测炭长(负荷撕破法)续燃和阴燃时间

    垂直

    7×33 cm

    本生灯,丙烷或城市煤气,12s

    美国CCC-T-1916

    5906

    织物燃烧速度

    测定燃烧从3.8cm至25.4cm的速度

    水平

    14.1×31.6 cm

    本生灯,点燃后即离开,在60°С热空气中进行

    英国BS 2963的A法和BS 3121

    织物燃烧程度

    测定127cm所需时间(s),阻燃值=2.0×时间(s),阻燃织物在150以上

    垂直法

    长尺寸

    4×133 cm

    微型本生灯,丁烷气

    英国BS 2963的B法和BS 3121

    测定127cm所需时间(s)

    45°倾斜

    本生灯,时间30s

    瑞典SIS 650082

    测定炭长续燃和阴燃时间(s)

    垂直法

    5×30 cm

    本生灯,时间12s

    中国 GB 5455-85

    测定炭长(负荷撕破法)续燃和阴燃时间(s)

    垂直法

    85×30 cm

    本生灯,时间12s

    第七节、阻燃纺织品的现状与发展趋势

    一. 我国阻燃纺织品的现状
    1. 用于纤维和织物阻燃整理的技术研究
      近年来,我国在纺织品阻燃技术的研究方面取得了较大进展。中国纺织科学研究院先后研制成功了丙纶阻燃母粒、抗燃烧抗静电复合溶料等科研成果;上海纺织科学研究院也先后研制和开发了酚醛纤维、聚酰亚胺纤维、芳砜纶纤维、阻燃粘胶纤维、耐热纤维等阻燃纺织品;上海合成纤维研究所、上海纺织研究院、中国纺织大学和山西煤化所、山西纺织研究院承担的攻关项目"预氧丝阻燃织物的配制"通过鉴定;中国纺织大学研究的高阻燃粘胶纤维及其混纺织物,氧指数(LOI)达45-50;上海巨化纺织科学研究所先后完成了"防火、防水、防霉棉盖布整理工艺"、"涤棉混纺织物阻燃整理及阻燃剂Scj-969合成"、"防火、防水消防服面料"、"纯棉防水防静电阻燃帆布"、"羊毛纺织品阻燃整理技术"等科研项目;北京洁尔爽高科技有限公司研制成功的防强酸、防强碱、抗氧化、防霉变、防虫蛀、防静电、耐日晒、耐水洗的永久性阻燃织物已开始全面上市,使我国成为世界上少数可以生产永久性阻燃产品的国家。此外,我国研制成功的以回收聚酯废料瓶为主要原料,添加阻燃母粒共混纺丝,生产的阻燃短纤维,用作地毯、墙布等非织造布的原料,因价格低廉,原料充足,具有广阔的市场前景和良好的社会效益;大连华阳与日本材田嫁接设备应用瑞士公司生产的T20型减量注射器,开发的母粒注射染色法,为有色阻燃织物开拓了极为广阔的前景。
    2. 阻燃剂的研究
      目前,我国已开发研制出一系列品种齐全、性能优异的新型阻燃剂。北京洁尔爽有限公司生产的"JLSUN®"织物阻燃剂系列分别可用于棉麻等天然纤维素织物、毛呢丝绒、腈纶、涤纶、维纶等化纤制品。JLSUN® ATF型阻燃剂,是涤纶织物阻燃整理剂,与日本阻燃剂TS-1属同类产品广泛用于涤纶及涤棉交织纺织品(包括针织品、机织品)的阻燃整理,也可用于地毯等;JLSUN® ATP是环保生态型涤纶及锦纶织物用阻燃整理剂,JLSUN®SCJ-968型阻燃剂又称聚磷酸铵,用于纤维处理(棉纤维、醋酸纤维、粘胶纤维、聚酯纤维、涤棉纤维、锦纶等),氧指数可达31以上;SCJ-969型阻燃剂由Br\,P\,Sb\,N多种元素组成,处理时浸喷均可,适用于毛麻棉织物、涤纶以及混纺交织品的阻燃处理,氧指数达50以上;JLSUN® AFW型阻燃剂,是由F、Ti\,Br等多种化合物经化学反应与混配而成,低毒高效,用于纯毛、纯白织物、地毯的阻燃整理,氧指数达32以上。上海巨化纺织科学研究所的JHF-8高效阻燃剂,是以氮-磷为基础的水溶性阻燃剂,并含有阻燃增效剂、渗透剂等,适用于天然纤维和合成纤维,如化纤织物、麻织物、毛织物、丝织物,并可用于牛皮纸及壁纸,处理后的阻燃装饰布,氧指数可达30以上;JHF-9高效阻燃剂,使用多种含磷、含氮及含其它阻燃元素的化合物,通过化学反应导入具有特定常听到官能团,使阻燃剂分子键合在棉纺织品的纤维素分子上或键合在化纤、合纤的大分子上,同时阻燃剂高分子自身进行缠绕和包裹??梢怨惴河糜谟擅?、棉涤、羊毛、人造纤维和大多数合成纤维制成的各种窗帘、沙发面料、壁布、幕布、帷幕等装饰纺织品阻燃处理或阻燃后处理。此外,吉林吉化集团公司研究所、山西省化纤所、江苏省化工研究所也开发研制了一系列纺织品用阻燃剂。
    3. 阻燃纺织产品的研究
      纺织阻燃产品研究是纺织阻燃技术发展的一个重要标志。我国在科研试制及投入工业化生产方面都取得了可喜成果。北京制呢厂生产的"兰羽牌"纬编涤纶阻燃装饰呢,是高级系列阻燃产品,经国家有关检测中心检测,其阻燃性能及烟雾和毒性物,均符合标准的技术要求,产品花色品种丰富,适用于飞机、船舶、汽车内饰材料,也适于宾馆、写字楼、会议厅等高层建筑内装修用;天津市仁立毛纺厂生产“天马牌"阻燃装饰布1986年已用于民航用装饰材料;燕山石化公司的燕山牌丙纶阻燃地毯,具有耐磨损、防起毛、耐酸碱、防虫蛀、防霉、弹性好、强度高等性能外,还具有耐老化、阻燃性好、抗静电等优点;周口店壁纸厂的"金巢牌"高级阻燃布基壁纸,能有效地阻隔火、烟对墙面的燃烧,氧指数可达30;公安部四川科研所研制出阻燃效果理想、物理性能良好的耐久性阻燃棉装饰织物,皂洗五十次后,阻燃效果不变,氧指数大于32,手感好,各项指标达到GB8624-1997难燃材料B1级(窗帘幕布类纺织物材料)的规定,该所研究出的耐久性阻燃涤纶装饰织物,皂洗五十次,阻燃效果不变,氧指数大于42,手感好,各项指标达到了GB8624-1997难燃材料B1级(窗帘幕布类纺织物材料)的规定,达到了国内外同类产品的先进水平。仪征化纤股份有限公司开发的阻燃聚酯均具有优异的阻燃性能及使用性能。
     二  我国阻燃纺织品的发展要求与趋势
    1. 加强阻燃纤维的开发和研究
      目前我国生产和使用最多的是阻燃整理织物,包括纯棉、纯涤纶、纯毛、涤棉和各种混纺的耐久性阻燃织物,阻燃纤维织物的生产和使用量较少,年产量只有300吨左右。随着人民生活与环境条件的不断改善,人们对阻燃纺织品性能要求越来越高,应投入力量和资金加大高性能、多功能阻燃纤维的开发。随着我们国力的增强,军队和消防等对具有高强力、高阻燃性能的芳纶的需求量将会逐步增大,我们应大力开发新型芳纶产品,以适应国防和安全的需要。
    2. 加强阻燃纺织品多功能化的研究
      目前多数阻燃纤维或织物仅具有阻燃功能,不能满足某些部门的特殊要求,发展阻燃多功能产品(如阻燃拒水、阻燃拒油、阻燃抗静电)势在必行。如在生产方法上采用多种形式相结合,对阻燃纤维织物进行防水拒油、防紫外线、抗菌防臭整理;采用阻燃纤维纱与导电纤维交织以生产抗静电的阻燃织物;利用阻燃纤维与高性能芳纶纤维进行混纺交织生产耐高温织物;采用阻燃纤维与棉、粘胶等纤维混纺以改善最终产品舒适性并降低成本等。
    3. 开发新型低毒低烟、无污染的阻燃剂
      阻燃聚丙烯纤维用阻燃剂的发展方向是将目前使用的溴系阻燃剂转向磷氮体系阻燃剂及膨胀型阻燃剂,利用其与聚合物相容性好、用量少,热稳定性高等特点,生产低烟、低毒无腐蚀且无滴落的阻燃聚丙烯纤维。阻燃腈纶用阻燃剂的发展方向虽将从目前使用的卤系阻燃剂转向磷氮体系阻燃剂,纤维除具有阻燃特性外,还兼具抗静电功能,这种具有"双抗"功能的腈纶发烟低、毒性小,后序加工性能及使用性能良好。阻燃聚酰胺的发展方向是寻求持久高效、防滴落、毒性低、烟尘小,以及对纤维的各项物理性能指标影响小的阻燃新品种,将从目前的溴系转向氮磷系。阻燃聚酯的生产是向具有高附加值的纤维系列方向发展,选用的阻燃剂将由溴系转向磷系化合物并增加其它复合功能,如抗静电、低起球、抗菌易染色等。
    4. 加强交流合作、完善法规标准
      阻燃纺织品的研究开发、生产和应用应视为系统工程,涉及行业广泛,除纺织系统外,其它工业领域应配合支持。因此,应加强交流合作,同时学习和借鉴国外的先进技术和经验,并吸取我国火灾的教训,建议政府部门加强对阻燃纺织品的立法,使宾馆、高层建筑必须使用阻燃纺织品。

    法律、法规的健全和完善,对推动阻燃纺织品的开发和推广应用,对预防因纺织品易燃引起的火灾事故有着重要的实用价值。正确评价纺织品的阻燃性能,应以其使用场合的要求为准,按用途制订标准。试验方法的制定应以实际着火情况代替实验室小型实验为基准,这是纺织品阻燃标准的发展方向。此外,还应作好阻燃纺织品法规标准的宣传工作,使防火工作落到实处。
    第八节、常用的几个阻燃标准

    以叙述的语言表达

    第九节. 结语
      纺织品的使用是构成火灾威胁的重要因素之一。对纺织品进行阻燃处理,是降低火灾危险性的重要措施。结合纺织品阻燃要求,开发阻燃、性能优异的阻燃制品,加强消防安全监督管理,可从根本上预防纺织品的火灾威胁,给人民生命财产提供安全保证。

    纺织品对阻燃功能的迫切要求使许多国家制订了相应的纺织品阻燃标准及测试方法;有些国家还将纺织品燃烧性能标准结合有关法律强制执行。在这种背景下,各国的工业部门和研究部门竞相进行纺织品阻燃研究,并在国际市场上形成剧烈竞争,从而推动了阻燃整理的发展。目前,阻燃整理已经成为纺织科学的重要组成部分,也是印染后整理中的一个突出课题。

    总之,随着生活水平的不断提高,人们对与其生活紧密相连的纺织品的阻燃要求会越来越强烈。而织物的阻燃技术也必将随着新材料的开发,化工技术和纺织技术的不断进步而逐渐完善,真正成为人类生命和财产的忠诚“卫士”。

     

     

     

     

     

     

      参考文献

    1.Horrocks A R.JSDC,1983,(7/8):191-197

    2.Franklin W E.J.Macromol.Sci-Chem.,1983,A19(4):619-641

    3.Franklin W E,Rowl S P.J.Macromol.Shem.,1983,A19(2):265-282.

    4.章新农.邵行洲.印染.1988.14(5):69-75

    5.柘植新,大谷肇著.金烹高,罗远芳译.高分辫裂解色谱原理与高分子裂解谱图集.北京,中国科学技术出版,1992,302-303

    6.schwenker R F,Beck L R.J.Polym.Sci.,1963,C2:83.

    7.朱平等,印染,2000,(11):9-12

    8. 肖维为.合成纤维,1986,(1):43

    9. 沈宗伟,等.合成纤维,1987,(3):29

    10. 肖维为.合成纤维,1986,(2):51

    11  D.Culverhouse,  Ruebber World,1983,(1):18

    12.日本《化学工业年鉴》,1986:456

    13.张镕丽等:精细石油化工,1988,[22(1)]: 2—15,

    14.《Pait&Roesin》,Feb.1984.25-27

    15. 陈宗华:《精细化工信息》,1985,(21):1—5

    16.Nrino T.Funcionaliztion of ionrganie  Powder surface by the grafting      

      of polymers[J].J.of polymer 1996,45(6):412—416

    17.欧育湘.新型磷—氮系阻燃剂的性能、合成与应用[J], 江苏化工,1998,26(3): 

       6—8

    18. 欧育湘.膨胀型石墨及其协效剂[J].塑料科技,1999,131(6):13—14

    19.Huff H R.Fiber Producer,1983,11(2):27

    20.腈氯纶阻燃织物的开发及应用   <第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会>论文集  李波   2003.12.3-5   359-362

    21. 张建春 钟铮   腈氯纶阻燃纤维生产技术及应用   <纤维原材料>    15-17

    22. 吕丽华邓丽丽赵明  亚麻装饰织物的阻燃整理   

    23. 徐晓楠韩海云  我国纺织品阻燃现状及发展趋势   

    24. 朱平  隋淑英  安平林王炳孙铠  我国纺织品阻燃整理技术的现状及发展趋势

    25. 王黎明沈勇丁颖  PN系阻燃剂对涤棉织物阻燃性能的研究  印染(2002 No.8) 11-14

    26. 陈喆李洪非织造布的阻燃整理及其应用产业用纺织品第19卷部第132期

    27. 王艳钗张春香张淑琦北京中纺化工有限公司涤纶织物的阻燃整理概述

    第四届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集  2004.10.12-14

    28.商承杰,抗菌阻燃免烫多功能整理的研究,1991.NO.3 1-5

    29.武绍学,商承杰,涤纶纤维织物的阻燃整理,针织工业,


    [返回]
  • 我国实现中高层大气OH自由基精确探测 2019-09-18
  • 回复@老老保老张工:伪高工想回到那种你生产的产品再水都有人买单都不会倒闭的日子?没门儿! 2019-09-13
  • 合肥一专车司机脑溢血晕倒前踩刹车 两乘客实施救援 2019-09-03
  • 将军故里 魅力新河} 2019-09-03
  • 这座超美的孤独房子火了3年 背后是个孤独的老北大人 2019-09-01
  • 李克强仁显“人民总理为人民”基因血性!—吴建勋的博客—强国博客—人民网 2019-08-30
  • 俄海军有70至100艘军舰常年在各大洋航行 2019-08-29
  • 习近平:在深入推动长江经济带发展座谈会上的讲话 2019-08-29
  • 早晨空腹饮水有利健康?正确饮水你需要知道这些 2019-08-28
  • 习近平总书记文化思想的实践指向 2019-08-28
  • 学习贯彻习近平总书记对脱贫攻坚工作重要指示精神 2019-08-28
  • 为“看着就想笑”出头,手法小儿科也下作 2019-08-26
  • 波罗木刻:一把刻刀 点木成“金” 2019-08-22
  • 骆惠宁主持召开十一届省委全面深化改革领导小组第十五次会议 2019-08-22
  • 中山八路总站调整12公交线 2019-08-19
  • 广西快乐十分今天走势图 分分赛结果 香港最快开奘现场直报六传说 福建36选七开奖结果查询 江苏时时时间 马会走势图 竞彩篮球彩票销售时间 雷峰论坛马会免费资料 黑龙江时时查询 三中三资料平码