阻燃纤维及纺织品阻燃整理

阻燃纤维及纺织品阻燃整理
徐锡环
【期刊名称】《江苏丝绸》
【年(卷),期】2011(040)001
【总页数】2页(P37-38)
【作者】徐锡环
【作者单位】苏州市丝绸工程学会,江苏苏州,215006
【正文语种】中文
上海“11.15”教师公寓大火惊醒了国人对建筑物防火安全的麻痹或侥幸思想。

我国虽然早就有建筑物竣工消防安全验收制度，但是，防火安全涉及诸多建筑材料和室内装饰材料，包括很多装饰类纺织品如墙布和地毯，以及各种家纺产品。

因此，仅依靠竣工验收不能根本解决问题，要杜绝防火安全隐患，就必须在建筑施工全过程 (包括装饰工程)实施严格安全监管，以及加强对装饰品和家纺市场的监管。

我国住宅建筑大多采用毛坯房交付方式，由业主自行室内装饰，有相当部分自行采购材料的业主既缺乏防火安全意识又无相关专业知识，因而难免会在建筑物内埋下安全隐患。

本文就纺织品阻燃问题作一粗浅介绍，仅供相关人员参考。

防火材料按用途不同可分为抗燃材料和阻燃材料，抗燃纤维一般为无机类纤维，在火焰中不燃烧，例如岩绒纤维或钛酸钾纤维等，主要用于产业用途。

还有部分抗燃性极好的合成纤维如聚酚醛纤维和聚苯硫醚(PPS)纤维，这些纤维瞬时可耐极高温，或在较高温度下可保持强度，目前仅限用于防火要求很高的产业用纺织品。

阻燃材料的阻燃性能一般以氧指数(LOI)表示，它是考核材料维持燃烧所需的最低氧浓度
指标。

氧指数小于21为可燃性材料，氧指数在21－27间称为自熄性材料，氧指数大于27称为阻燃材料。

大部分天然纤维和合成纤维必须经阻燃剂处理才能达到阻燃指标。

纤维用阻燃剂一般可分为三类:(1)织物后整理阻燃剂，使用方便，但添加量较大，会影响织物手感等性能，而且耐久性较差，主要有氯基、溴基类卤素化合物或含磷化合物;(2)添加型阻燃剂，加入聚合物中，但不参与聚合反应，一般为低分子有机化合物，例如磷酸二溴丙烯酯、溴乙烯、偏二氯乙烯等，一般在湿纺前加入纺丝原液中，在熔融纺前与聚合物共混，添加剂不溶于水，也不污染溶剂，而且必须先磨细，使其不堵塞喷丝孔;(3)反应型阻燃剂，在纺丝前加入，并且与聚合物共聚，此类阻燃剂有四溴双酚A和含卤素环氧乙烷加成物，其耐久性比添加型阻燃剂更好。

公共建筑室内装饰纺织品应该选用氧指数大于27的阻燃纤维材料，一般住宅室内装饰纺织品及大用量家纺产品如窗帘和家具布应选用氧指数不低于21的自熄性纤维。

近年来推出的一些新型合成纤维，例如聚乳酸纤维就有相当好的天然低可燃性和低发烟性，是理想的家纺产品纤维原料。

棉或羊毛等天然纤维在家纺产品中占相当大比例，这些纤维要达到阻燃标准，就必须经阻燃剂后整理处理。

应用于纤维素纤维和羊毛纤维的阻燃整理剂研制开发已有40年历史。

阻燃剂的首要功能是碳化促进剂，它在固相发挥作用改变化学降解路径，使碳化过程中产生挥发化合物减到最小。

阻燃剂的第二大功能是减少无焰燃烧或阴燃，阴燃纤维遇空气流通的富氧条件就会重新起火复燃，是形成火灾的重大隐患。

高等级阻燃羊毛织物，例如航空用羊毛毯等，以前较多采用Zirpro整理，一般在染色中或染后用酸性浴处理使带负电荷的钛和锆络合物吸附到正电荷羊毛纤维上。

全球用该方法处理的羊毛每年曾经达400～500万kg。

这种阻燃羊毛包括不同等级产品以及相应不同处理工艺，例如低烟Zirpro处理、Zirpro与四溴邻苯二甲酸复合处理或者低烟高焦化处理。

Zirpro处理虽有许多优点，但遭到环保质疑。

因此，一些新型羊毛阻燃剂应运而
生，例如英国Firestop化学公司推出用酰氨基烷基磷酸铵盐为基本原料的阻燃剂Noflan，这是一种白色粉末，可溶于水，羊毛织物可用连续轧－烘－焙(160℃)工艺整理。

该阻燃剂整理可耐反复水洗或干洗，用于羊毛家具布对其物理性能及色牢度无明显影响。

该整理剂通过严格的生态/毒性测试，对人体健康无害。

Noflan是一种无锑无溴有机膦阻燃剂，其基本化学成分为复合烷基膦酸酯，该技术于1998年获专利，可广泛应用于纯棉及富棉混纺织物、羊毛及其混纺织物。

与无甲醛树脂粘合剂配套应用于羊毛及其混纺织物，可耐25次干洗。

Noflan可方便应用于单
道拉幅机整理，产生废气对环境无害，对织物色泽和手感基本无影响。

热塑性合成纤维阻燃要解决的一大难题是热塑性聚合物的熔滴，它不仅会引起二次复燃，而且合纤服装熔化会灼伤皮肤。

此外，热塑性纤维大多难以碳化。

膨胀剂的阻燃功能是最近十多年来阻燃剂研制的新成果，膨胀阻燃剂一般由三种成分组成，即碳化剂(使含碳化合物焦化)、催化剂(在加热中能产生酸的化合物)和起泡剂。

膨
胀阻燃剂必须能在限定温度范围内起作用，在该温度范围碳化剂在催化作用下焦化，同时发泡剂在熔化液相中产生气泡，从而使膨胀层厚度大增，形成一厚层中空固态焦化物，有效地起隔热阻燃作用。

膨胀阻燃剂可用于涂层织物。

近年来新研制的纳米复合纤维在聚合物中混入纳米陶土，但研究表明单靠纳米陶土并不能改善纤维阻燃性，而选择适宜的纳米陶土，同时使用其它阻燃剂，才可能使纺织纤维阻燃性倍增。

传统阻燃剂和纳米陶土拼用可明显降低纤维中助剂添加量。

此外，含磷阻燃剂和其它焦化阻燃剂拼混加入热塑性聚合物中也可减少阻燃剂添加量。

研究表明，焦化核可防止发生熔滴，而使海岛型焦化几何形状转变为交联状网络。

在阻燃剂中应用纳米级微粒例如纳米陶土，它们可以在阻燃剂的较大分散粒子间起成焦架桥作用，从而缩小阻燃剂粒子间距，使阻燃效果倍增。

国外对阻燃纺织品的研发和推广起步较早，公共建筑物如医院、宾馆等必须采用阻燃装饰纺织品和阻燃家纺产品。

欧盟阻燃家纺市场年增长率5%，而1998年该市
场容量已达42000t，各类阻燃纤维市场份额分别为FR棉38%，FR涤纶32%，
变性聚丙烯腈16%，FR涤丝11%和阻燃羊毛3%。

英国一份研究报告称，英国对家具座垫制定的严格阻燃标准每年在火灾中拯救了100多人的生命，而使用阻燃
家具织物对人体健康无不良影响。

美国国家研究委员会的研究报告也支持了这一观点。

在对16种阻燃化学助剂进行了最具权威性的危害性分析后，证实有8种助剂危害性很低，可以继续使用。

与多数欧盟国家观点相反，该研究确认最常用的含溴阻燃织物是无害的。

该研究仅对在锑－溴表面处理中使用的锑和某些有机磷提出了限用建议。

关于阻燃纺织品的质量标准，现有《阻燃机织物》国家强制性质量标准GB17591，采用垂直法燃烧试验，规定了三项阻燃性能指标:损毁长度mm、续燃时间s和阴
燃时间s。

该标准仅分B1、B2两个质量等级，达不到B2等级指标的均不能称为
阻燃织物。

国外对阻燃纺织品质量有更详尽标准，例如对公共建筑铺地材料、墙布和天花板饰物欧盟有专门阻燃试验方法和7种欧洲分级标准，它已代替欧盟各国
标准，对公共建筑窗帘的燃烧性能已制定欧盟标准，它也适用于家具座垫，美国已制定座垫阻燃标产品设计少新意、产品品牌缺影响是主要因素准和家具布阻燃标准。