纺织品阻燃整理技术的应用与发展

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浅析纺织品阻燃整理技术的应用及发展

孙文华

（河南省濮阳市中原油田消防支队，濮阳457001）

提要：阻燃理论的研究是整个阻燃技术的基础，目前国内研究人员已开始重视。一方面要研究各类纤维、织物的燃烧理论，还要研究阻燃剂在纤维上的阻燃机理。随着测试技术手段的发展，这方面的工作已成为可能。燃烧及阻燃理论研究可为寻找新型阻燃剂、确定阻燃方法、提高阻燃水平提供理论依据，具有重要的现实意义。

关键词：阻燃机理阻燃整理技术发展

近年来，世界各国因纺织品引起的火灾不断增加。我国这十几年来，平均每年发生的火灾次数为３—４万起，死亡人数２—３千人，火灾损失折款2—3亿人民币。1985年，哈尔滨天鹅饭店大火死亡十人，受伤七人，直接经济损失24.9万元；1994年，克拉玛依大火，死伤300多人，都是因纺织品燃烧引起的。

阻燃纤维的研究开发——我国阻燃纤维的研究开发起步于70年代；80年代至今，上海、吉林、山东、广东、天津、四川、北京、江苏等省市的一些科研单位、院校及工厂相继对阻燃纤维进行了小试研究，涤纶和丙纶已形成批量生产能力，但总体说来，阻燃纤维产品仍处在研究和试阶段。

一、织物阻燃剂

目前所用的阻燃剂大多是磷、卤素的有机物或有机物加无机物，个别的用高分子物，如环状芳香族磷酸酯、羟乙基四溴双酚A(涤纶)；氯化聚两烯、六溴环癸烷、乙二酸(五溴苯)酯、磷酸三溴苯酯－氯化石蜡、六氯环戊二烯的二聚物等(丙纶)；含增效剂的卤化物体系、有机磷化物(锦纶)；氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、五氧化二锑等(腈纶)及苯氧基磷腈、噻嗡磷酸酯(粘胶)等。

1、阻燃机理：

阻燃剂与燃烧有着密切的关系。最新的观点认为燃烧应有四要素――燃料、热源、氧、链反应。而通常织物燃烧又分为三个阶段，即热分解、热引燃（自燃）、热点燃（燃烧传播），对不同的燃烧阶段的四要素彩相应的阻燃剂加以抵制，就形成了各种各样的阻燃机理及中断相阻燃机理。

对于不同的阻燃机理就产生出不同类型的阻燃剂。而不论何种阻燃剂它的阻燃机理总要设法使织物纤维制品经阻燃处理之后，可能提高其氧指数才是目的。换言之，就是使织物燃烧的临界条件不易达到而实现阻燃的效果。其中，氧指数是一个重要的参数，显然，氧指数越高，阻燃效果越好。通常，氧指数不应小于28，天津消防科研所已经研制出氧指数达到90的阻燃剂。

2、阻燃剂的分类：

针对不同的阻燃机理，就产生了不同的阻燃剂。如无机阻燃剂主

要在凝聚相起作用；含囟的阻燃剂主要在气相产生作用；很多的有机磷阻燃剂既在凝聚相起作用，又有中断热交换的作用。下面就这几处阻燃剂的进展作一个简述。

（1）含囟阻燃剂

a、有机阻燃剂：含囟有机阻燃剂的阻燃作用是通过在一定的高潮下产生比空气重的囟化氢，沉积在燃烧物的外层，稀释了周围的空气，隔绝新鲜空气，使被燃物窒息，同时囟化氢还可以捕捉氢氧自由基，从而使火焰减少。

通常只采用含溴或含氯的化合物，美国的FMC公司生产的Kronitex460笨基磷酸酯，加入到PMT和PET纤维中去，分别显示了良好的加工性能及热稳定性。氯系阻燃剂比溴系阻燃剂的阻燃效果差得多。这是由于c-cl键能（674卡/克分子）比CBr键能（544卡/克分子）大的多，不易产生游离基氯的缘故。目前，氯系阻燃剂多与无机阻燃剂协同使用，如美国Qxchem公司用锌――铁化俣物代替三氧化锑作Dechloram Plush的协同剂用在尼龙66上，取得了非常好的效果。

含囟阻燃剂由于在由火引起的烟雾中含有囟酸，可能有导致单纯由火所不能引起的电路系统开关和其他金属物件的腐蚀。对人体呼吸道和其他器官的危害更是严重，正趋于淘汰。

b、无机阻燃剂：

无机阻燃剂的主要用是吸热作用，其主要优势就是价格便宜。无机阻燃剂的发展趋势是提供更优质的产品，一方面向精细、超精细颗粒发展，另一方面是向改善尺寸分布方面发展。Lonza公司通过从镁硅盐水中制备Mg(OH)2得到直径7－10μm颗粒。而对锌、硼类阻燃剂，美国Humphony化工公司把硼酸锌同钼化合物相混合，阻燃效果更佳。

（2）、有机磷阻燃剂

有机磷阻燃剂的机理同无机磷阻烯机理相同。但由于对织物材料的机构物理性能影响比较小而大放异彩。并且，有机磷阻燃剂所惯有的诸如流动性强、发烟量大、易于水解和热稳定性差等缺点也逐渐得到克服。有机磷阻燃剂主要包括囟磷系和非含囱磷系。

a、含囟磷酸酯

由于同时含有囟素和磷两类元素，使阻燃剂在气相和凝聚相同时发挥作用，阻燃效果非常理想，含囟磷酸酯具有挥发性低、无色、无溴、耐水解性等优点，但耐热性差。例如，美国的FMC公司的新星DB-460是一种溴代磷酸酯－含4％P和60％Br，由于它的高效性和对力学性能的维护作用以及消除了锑类协同剂的使用而倍受青睐。

对于热稳定性的改进，美国AKZO公司研制成功一种新型的溴代磷酸酯产品――Fyrol，这种阻燃剂是由五溴二苯氧化物与苯基磷酸酯混合制成，含溴50％，可提供极好的热稳定性和抗焦性。

b、非囟磷酸酯

由于含囟磷酸酯化合物所引起的环境影响，导致人们的研究方案逐渐向非囟磷酸酯转移。例如美国Monanto公司开发出的新产品磷酸芳基烷酯，santicizer2148，是一种低烟增塑剂，可以用于PVC 汽车座垫、织物、墙壁涂层、家具等的阻燃剂。跟普通的芳香型增塑剂（如TPP）相比，Santicizer2148是一种更有效的消烟阻燃剂。另外，它还有着比以往产品的烷基、芳基化合物更高的热稳定性。原有的含囟有机物的阻燃领域正在被无囟有机磷化合物所占据。

无囟用机磷阻燃剂另一个重要的特点就是磷、氮协同疚的应用和最好的发泡成碳系统。综合上述条件看，有机含囟阻燃剂是逐渐处于劣热，而应用于织物阻燃的非含囟有机磷酸酯类的性能是比较优良的，处于主导地位。

二、阻燃剂的应用

1．绵织物的阻燃整理；

棉织物的阻燃整理发展很快，目前国内比较成熟，阻燃剂基本可以自给，可以工业化生产。

纯棉耐久性阻燃整理大体有下列三种方法：

Ａ．Ｐｒｏｂａｎ／氨熏工艺，Ｐｒｏｂａｎ法是英国Ｗｉｌｓｏｎ公司首先用于工业化生产，传统的Ｐｒｏｂａｎ法是阻燃剂ＴＨＰＣ（四羟甲基氯化眆）浸轧后焙烘工艺，改良的方法是Ｐｒｏｂａ