國內(nei) 外用於(yu) 紡織品劑發展動態

摘要：概述了紡織品阻燃的發展現狀，介紹了劑的類型(可按阻燃元素、組分、使用方法、阻燃性能的耐久程度進行分類)、性能特點及阻燃機理(包括吸熱作用、覆蓋作用、抑製鏈反應、不燃氣體(ti) 窒息作用)。指出了目前紡織品阻燃劑研究所存在的問題，預測了其今後的發展方向(包括開發膨脹型阻燃劑、納米級阻燃劑、用於(yu) 合成纖維母粒的阻燃劑、改進阻燃劑整理紡織品的方法，即開發低毒、無害、抑煙高效阻燃劑及其應用工藝)．

關(guan) 鍵詞：劑；紡織品；發展動態

隨著現代化科學技術的發展、紡織工業(ye) 的進步，紡織品種類不斷增多，其應用範圍不斷擴展延伸到人們(men) 生產(chan) 、生活的各個(ge) 方麵．但紡織品材料一般都易燃或可燃，容易引發火災事故．據統計，世界上約20％以上的火災事故都是由紡織品燃燒引起或擴大的，尤其是住宅失火．【ll因此，紡織品的阻燃功能對消除火災隱患，延緩火勢蔓延，降低人民生命財產(chan) 損失都極為(wei) 重要．近年來，世界各國紛紛開展紡織品阻燃技術方麵的研究，並製定了相應的紡織品燃燒性能測試方法、阻燃製品標準和應用法規等．我國也對紡織品阻燃劑進行了大量研究，並開發了一係列阻燃劑．

劑的生產(chan) 和應用在經曆了80年代初的蓬勃發展後，已進入穩步發展階段．全球阻燃劑產(chan) 量每年以10％一15％的速度遞增，使用量和需求量也逐年增加．目前，全球阻燃劑總消費量已超過100萬(wan) t．12l美國、西歐及日本是世界三大阻燃劑市場．其中，美國占全球市場總量的40％，西歐約30％，日本約20％．13l隨著人們(men) 環保、安全、健康意識的日益增強，世界各國開始把環保型阻燃劑作為(wei) 研究開發和應用的重點，著力於(yu) 開發新型低毒低煙、無汙染的阻燃劑．從(cong) 環保的角度的教學、紡織助劑的合成及紡織品的後整理研究9期周向東(dong) 等：

國內(nei) 外用於(yu) 紡織品阻燃劑的發展動態7考慮，國外許多國家已經限製了對環境有汙染的阻燃劑的生產(chan) 和使用．如歐洲已經開始限製含鹵阻燃劑的銷售，日本禁止使用燃燒時產(chan) 生酸性氣體(ti) 的阻燃劑，美國已製定了采用低鹵阻燃劑的規定．我國從(cong) 50年代才開始研究紡織品阻燃技術，首先從(cong) 純棉織物不耐洗阻燃人手；60年代開始研製耐洗的純棉織物；70年代，隨著合成技術的發展，紡織品種從(cong) 純棉紡織品擴大到混紡纖維及合成纖維，紡織品阻燃也隨之跟上；80年代，我國紡織品阻燃的研究進入了較快、較全麵、較係統的發展階段，開發了許多適合於(yu) 純棉及化纖織物的阻燃劑及阻燃處理技術．問目前，我國阻燃劑的總生產(chan) 能力在10x104 t以上，其中，主要產(chan) 品為(wei) 氯化石蠟，生產(chan) 能力超過市場需求．[51而在國外產(chan) 量較大的溴係阻燃劑，在國內(nei) 存在生產(chan) 規模小、品種少、產(chan) 品質量不穩定等缺點，難以與(yu) 國外產(chan) 品競爭(zheng) ，滿足不了國內(nei) 市場的需求．我國生產(chan) 的有機磷係阻燃劑主要是小分子磷酸酯和鹵代膦酸酯，揮發性大、抗水性差、阻燃性不足，而耐熱性高、阻燃性能優(you) 異的齊聚物品種較少；以低聚磷酸銨、磷酸銨及紅磷等為(wei) 主的無機磷類阻燃劑與(yu) 阻燃材料之間的相容性較差，易遷移，阻燃性能不佳．采用穩定化處理的微膠囊化紅磷產(chan) 量小，在國內(nei) 市場上占有率不高．無機阻燃劑無毒、無害且價(jia) 格適中，在阻燃劑領域中的地位越來越重要周內(nei) 研究開發的無機阻燃劑主要是氫氧化鋁、氫氧化鎂等，品種較單一．由於(yu) 缺乏超細化品種及表麵處理技術，導致產(chan) 品質量較差，在阻燃劑市場所占的份額不高．

l紡織品常用劑的類型

1．1按所含元素分類

(7-131鹵係阻燃劑：熱裂解過程中分解出捕獲傳(chuan) 遞燃燒自由基的x•及HX，HX能稀釋纖維裂解時產(chan) 生的可燃氣體(ti) 或隔斷與(yu) 空氣的接觸．磷係阻燃劑：燃燒過程中產(chan) 生磷酸酐或磷酸，促使紡織品脫水炭化，阻止或減少可燃氣體(ti) 產(chan) 生．此外，磷酸酐在熱裂解時形成類似玻璃狀熔融物覆蓋在織物上，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用．氮係阻燃劑：氮的化合物能和纖維素作用，促進交聯成炭，降低織物的分解溫度，產(chan) 生不燃氣體(ti) ，起到稀釋可燃氣體(ti) 的作用．磷一鹵、磷一氮係阻燃劑：磷一鹵係、磷一氮係阻燃劑主要通過磷一鹵、磷一氮協同作用達到阻燃目的，具有磷一鹵、磷一氮雙重效應，阻燃效果較好．

1．2按組分分類

按組分可分為(wei) 無機鹽類阻燃劑、有機阻燃劑和有柵無機混合阻燃劑．【14】目前，使用最多的是無機阻燃劑，主要產(chan) 品有氫氧化鋁、氫氧化鎂、磷酸一銨、磷酸二銨、氯化銨、硼酸等；有機阻燃劑主要產(chan) 品有鹵係、磷酸酯、鹵代磷酸酯等．部分有機阻燃劑用於(yu) 紡織織物的耐久性阻燃整理，如在塗層劑中添加含六溴阻燃劑的水分散體(ti) 係、十溴一三氧化二銻阻燃體(ti) 係，阻燃性能耐洗滌；有機／無機混合阻燃劑是無機鹽類阻燃劑的改良產(chan) 品，主要用非水溶性有機磷酸酯的水乳液部分替代無機鹽類阻燃劑．fl習(xi) 在以上的3類阻燃劑中，無機阻燃劑無毒、無害、無煙、無鹵，廣泛應用於(yu) 各領域，需求量占阻燃劑需求總量1／2以上，需求增長率有增加趨勢．

1．3按使用方法分類

按使用方法不同，可把阻燃劑分為(wei) 添加型和反應型．添加型阻燃劑主要通過在可燃物中添加阻燃劑發揮阻燃作用，反應型阻燃劑通過化學反應在高分子材料中引入阻燃基團，從(cong) 而提高材料的抗燃性，達到阻止材料被引燃和抑製火焰傳(chuan) 播的目的．添加型阻燃劑占主導地位(約占阻燃劑的85％，反應型阻燃劑僅(jin) 占15％E1q)，使用範圍較廣．

1．4按性能的耐久程度分類

非耐久性阻燃劑：也稱暫時性阻燃劑，大部分為(wei) 水溶性(或乳液)的無機鹽．處理時先將阻燃劑溶於(yu) 水，織物經浸漬烘幹即可使用；也有二浴浸軋的，第二浴用氨水或純堿使金屬氧化物沉積在織物上．該法工藝簡單，價(jia) 格較低，但織物的手感較差，洗滌後阻燃效果大幅度下降．【1刀半耐久性阻燃劑：其阻燃產(chan) 品能耐1～10次溫和洗滌，但不耐高溫皂洗．該法有尿素一磷酸法(通常稱Ban–flam法)、磷酸脲醛法、磷酸銨一羥甲基氰銨一甲醛混合溶液法．耐久性阻燃劑：采用化學法在纖維表麵進行聚合或縮合反應，形成不溶於(yu) 水的聚合物，一般要求耐洗30次以上．該法主要有亨斯邁CP法和Proban法(英國奧布賴一威爾遜有限公司1．CP法加工工藝容易實施，阻燃效果顯著，缺點是織物強力損失較大，對服飾性能影響較大；Proban法整理織物的阻燃效果好，特別是手感與(yu) 強力保持好，但危險性較大，環境汙染嚴(yan) 重，推廣受到限製．[18-2t】2阻燃劑的特點及性能比較8 印染助劑25卷

2．1劑的特點

目前，常用的阻燃劑主要是有機鹵係、有機磷係和無機係．有機鹵係劑中溴係阻燃劑使用範圍較廣，主要特點是阻燃效率高、用量少，對材料性能影響小等，但在熱裂解及燃燒時生成大量煙塵及腐蝕性氣體(ti) ．有機磷係阻燃劑有效地克服了含鹵阻燃劑的缺點，具有阻燃、隔熱、隔氧功能，且生煙量少，不易形成有毒和腐蝕性氣體(ti) 等，適應環保要求．1221無機阻燃劑的最大優(you) 點是低毒、低煙或抑煙、低腐蝕，且價(jia) 格低廉，但因添加量較大，限製了它們(men) 的應用．根據可燃性材料的燃燒特性，阻燃技術使其轉化為(wei) 難燃性材料，降低燃燒速度，阻止火災擴大．無機阻燃劑和有機阻燃劑都存在一些缺點：(1)放出有毒氣體(ti) ，產(chan) 生煙霧；(2)產(chan) 生腐蝕性物質；(3)添加量大，影響機械性能；(4)對環境有一定的汙染．[231因此，針對阻燃劑的不足，開發低毒、低煙霧、無害、高效的抑煙型阻燃劑成為(wei) 發展趨勢．

2．2阻燃劑的性能比較

表1列出了3種常用阻燃劑的性能，並對其性能進行比較．表中內(nei) 容直觀地反映出幾類阻燃劑的主要優(you) 點和缺點，決(jue) 定了它們(men) 的現狀和發展前景．表1幾類常用阻燃劑的性能比較㈣

3 阻燃機理

所謂“”，並非阻燃整理後的紡織品在接觸火源時不會(hui) 燃燒，而是使織物在火中能盡可能降低其可燃性，減緩蔓延速度，不形成大麵積燃燒，離開火焰後，能很快自熄，不再續燃或陰燃．閻紡織品用阻燃劑通過吸熱作用、覆蓋作用、抑製鏈反應、氣體(ti) 的窒息作用等機理作用於(yu) 紡織品而達到阻燃目的．

3．1 吸熱作用

任何燃燒在短時間所放出的熱量有限，如果能在短時間內(nei) 吸收火源所放出的部分熱量，火焰溫度就會(hui) 降低，輻射到燃燒表麵和作用於(yu) 自由基(fit氣化的可燃分子裂解生成)的熱量就會(hui) 減少，燃燒反應受到抑製．高溫條件下，阻燃劑吸收燃燒放出的部分熱量，降低可燃物表麵溫度，有效地抑製可燃性氣體(ti) 的生成，阻止燃燒的蔓延．AI(OH)，通過提高聚合物熱容，使其在達到熱分解溫度前吸收更多的熱量，提高阻燃性能．這類阻燃劑充分發揮其結合水蒸汽時大量吸熱的特性，提高自身的阻燃能力．

3．2覆蓋作用

在可燃材料中加入阻燃劑後，阻燃劑在高溫下形成玻璃狀或穩定泡沫覆蓋層，具有隔熱、隔氧、阻止可燃氣體(ti) 向外逸出的作用，達到阻燃目的．如有機磷類阻燃劑，受熱時能產(chan) 生結構更趨穩定的交聯狀固體(ti) 物質或炭化層，炭化層能阻止聚合物進一步熱裂解，還能阻止其內(nei) 部的熱分解產(chan) 物進入氣相參與(yu) 燃燒過程．

3．3抑製鏈反應

根據燃燒的鏈反應理論，維持燃燒的是自由基．阻燃劑在氣相燃燒區捕捉燃燒反應中的自由基，阻止火焰的傳(chuan) 播，使燃燒區的火焰密度下降，最終使燃燒反應速度下降直至終止．如含鹵阻燃劑的蒸發溫度和聚合物分解溫度相同或相近，當聚合物受熱分解時，阻燃劑也同時揮發出來。此時含鹵阻燃劑與(yu) 熱分解產(chan) 物同時處於(yu) 氣相燃燒區，鹵素便能夠捕捉燃燒反應中的自由基，阻止火焰的傳(chuan) 播，使燃燒區的火焰密度下降，最終使燃燒反應速度下降直至終止．

3．4不燃氣體(ti) 窒息作用

劑受熱時分解出不燃性氣體(ti) ，將可燃物分解出來的可燃性氣體(ti) 濃度衝(chong) 淡至燃燒下限以下，同時稀釋燃燒區內(nei) 的氧濃度，阻止燃燒繼續進行，達到阻燃的目的．

4展望

阻燃劑具有很好的發展前景．發展趨勢：鹵係阻燃劑將會(hui) 繼續使用，但產(chan) 品結構會(hui) 有所調整，但隨著人們(men) 對環保的重視，無鹵係阻燃劑將成為(wei) 必然趨勢；磷氮係膨脹型阻燃劑將進一步得到發展；無毒、抑煙的無鹵無機阻燃劑，如改性氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅等，特別是可用於(yu) 較高溫度的改性氫氧化鎂將進一步得到開發．

4．1膨脹型阻燃劑

膨脹型阻燃劑是近年開發的新型複合阻燃劑，具有獨特的阻燃機理和無鹵、低煙、低毒特性，符合生態9期周向東(dong) 等：國內(nei) 外用於(yu) 紡織品阻燃劑的發展動態9環保要求，也是阻燃劑無鹵化的重要途徑．膨脹阻燃係統因其“三源”(酸源、炭源、氣源)的協同作用在燃燒時於(yu) 材料表麵形成致密的多孔泡沫炭層，既可阻止內(nei) 層高聚物的進一步降解及可燃物向表麵的釋放，又可阻止熱源向高聚物傳(chuan) 遞以及隔絕氧源，從(cong) 而阻止火焰的蔓延和傳(chuan) 播．與(yu) 傳(chuan) 統的鹵係阻燃劑相比，膨脹型阻燃劑在燃燒過程中大大減少了有毒及腐蝕性氣體(ti) 的生成，因而受到阻燃界的推崇，將成為(wei) 今後阻燃劑發展的主流．

4．2納米級劑

納米技術是發展信息技術和解決(jue) 環保等問題所必需的基礎技術之一．納米材料是采用納米技術合成的材料，其粒子尺寸達到納米級．納米材料技術含量高、產(chan) 品品質高，倍受矚目．納米級阻燃劑是阻燃劑領域的新發展方向．如納米級氫氧化鎂純度高、粒度超級細化、阻燃性能好，有發展潛力．

4．3用於(yu) 合成纖維母粒的阻燃劑

在合成纖維母粒中添加阻燃劑是解決(jue) 合成纖維阻燃耐久性問題的重要方法之一，但目前存在纖維強力下降、後續染整加工中阻燃劑易滲出及阻燃劑與(yu) 部分染化料發生化學反應而導致阻燃效果下降等問題．因此，開發對纖維強力影響小、在後續染整加工中性能穩定的阻燃劑是發展方向．

4．4改進阻燃劑整理紡織品的方法

可采用微膠囊技術、表麵接枝技術、泡沫塗覆技術等對紡織品進行阻燃整理，既能減少汙水量，又能獲得耐久的阻燃效果，但成本高，推廣應用較難．隨著科學技術的不斷發展，一些新的阻燃整理工藝方法必將有很好的發展前景。總之，研發新型的低毒、無害、抑煙高效阻燃劑及其應用工藝方法是阻燃劑發展的主要趨勢．

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