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抚顺瑞华纤维有限公司
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简述阻燃纤维发展现状与面料标准等情况

时间:2014-1-11 浏览次数:4621次
一、前言
  随着经济的发展和国家法制的健全,阻燃面料纺织品的推广应用必将引起全社会的重视。国外对阻燃织物的开发及研究较多,一些工业发达国家早在20世纪70年代中期就制定了纺织品的阻燃法规,而且近年来要求越来越高,规定越来越细。1998年9月1日开始实施的《中华人民共和国消防法》,促进了我国阻燃纺织品技术的发展。近年来,我国对阻燃纺织品的研究开发逐渐增多,并已取得了相当大的进展。随着城市现代化建设的加快,旅游、交通运输业的发展,以及外销纺织品需求的增加,阻燃纺织品存在着巨大的潜在市场。据调查,阻燃产品的消费量主要分布于钢铁铸造业、消防服务业及化学制造业等;政府单位主要如:医院、军队、森林救火服务队。除衣着外,汽车、火车、飞机用阻燃纺品前景亦是潜力无穷。此外,若再加上电影、剧院、礼堂的座位用套布,则更是可观。聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯,PET)具有诸多优点,其纺织品应用广泛,已成为用途最广、耗量最大的品种,因此它的阻燃化更加引起了世界范围的广泛关注。
二、阻燃纤维的发展历史
  自20世纪70年代以来,阻燃聚酯纤维的研究一直是聚酯研究的一个热点,我国在这方面的研究和应用虽起步较晚,但发展较快。近年来,我国一些科研院校及企业如四川大学、青岛大学、北京理工大学济南正昊化纤新材料有限公司等已经开发出了或正在竞相研究和开发阻燃聚酯纤维,以提高产品附加值。其实,早在20世纪60年代至今,世界阻燃剂市场经历了一个蓬勃发展的阶段,目前已有数百个不同的品种,而且新型阻燃剂品种仍层出不穷,但用于PET阻燃的主要是卤系、磷系以及新型的阻燃聚酯/无机纳米复合材料。聚酯纤维和其他热塑性合成纤维材料一样,受热熔融、分解、燃烧,并且具有熔融滴落的现象,涤纶纤维的极限氧指数仅为21左右,达不到阻燃标准要求。自上世纪70年代初开始,随着聚酯纤维的大量生产和应用,人们开始注意研究和开发阻燃涤纶品种。例如,美国杜邦公司,日本东洋公司,德国赫斯特公司等,先后有阻燃涤纶商品及专利问世。进入80年代后,国外已将阻燃涤纶品种规模生产,但所用技术及关键助剂——阻燃剂对外严格保密,这一时期,公开发表的研究论文,文献不多,大量以专利形式报道,美国杜邦、塞拉尼斯、食品机械化学公司、阿克苏公司、孟山都公司,日本的商人、东丽、东洋纺、钟纺、可乐丽、爱克斯纶、三菱人造丝,德国的赫斯特、BASF、拜尔,荷兰的DMS,意大利Snia等世界著名公司,都先后申请了阻燃专利技术。世界各国对阻燃聚酯的研究和应用开发非常活跃,专利文献不断涌现,各种阻燃聚酯的品种也不断问世,研究开发了数以万计的各种阻燃剂,并且商业化生产的也有几十种。
三、国内外阻燃聚酯纤维的发展现状
  1.国外阻燃聚酯纤维的发展情况
  聚酯纤维的阻燃改性方法主要采用共混阻燃改性、共聚阻燃改性以及阻燃后整理的方法,所采用的阻燃剂也以磷系阻燃剂为主。国外已经工业化的阻燃涤纶主要是使用共混及共聚型磷系阻燃剂,如Forflam、Treirva CS、Heim、GH和Extar等,对涤纶织物的阻燃后整理主要采用六溴环十二烷、四羟甲基氯化磷/脲共聚物以及Amgard公司生产的环状磷酸酯Antiblaze P45等,由于阻燃后整理对聚酯织物的强力、手感以及色泽等都有影响,而且阻燃耐久性也不好,因此仅适用于对阻燃要求并不严格的场所。目前国际上阻燃聚酯纤维主要采用环保友好型磷系阻燃体系反应型阻燃剂与乙二醇和对苯二甲酸或对苯二甲酸酯三元或多元共聚制备,反应型阻燃剂非常适用于比较大型的聚酯切片及纤维生产企业,在常规的聚酯生产工艺基本不改变的情况下就可以进行阻燃聚酯的生产,并且由于反应型阻燃剂阻燃效率高,燃烧过程中没有有毒性气体的生成等各种优点,磷系反应型阻燃剂已经成为阻燃涤纶的主流阻燃剂。反应型阻燃剂比添加型阻燃剂具有明显的优点:反应型阻燃剂直接结合到聚酯分子中,阻燃效果均匀,阻燃性持久,在阻燃纤维材料使用过程中阻燃剂不会渗析出纤维,通常加入较低含量(3%~8%)的阻燃剂就可以使纤维具备良好的阻燃效果。国内外聚酯纤维用反应型阻燃剂主要有几种。
  目前,国际上涤纶用阻燃剂或阻燃涤纶主要以德国赫斯特、日本东洋纺、美国首诺(原孟山都化学部)等公司生产的共聚型产品为主,这些产品占据了主要国际市场。共混型阻燃剂或阻燃母粒,在开发小批量、多品种及特种阻燃纤维等产品时,具有更大的灵活性。以十溴联苯醚、三氧化二锑为协效剂,采用共混法生产阻燃聚酯切片技术生产阻燃涤纶,曾经有一定的市场,但是溴系阻燃剂及三氧化二锑的毒性,十溴联苯醚的热稳定性及阻燃效果的持久性等问题决定了此类阻燃剂的命运;青岛大学阻燃纤维研究所开发的高分子型磷系阻燃剂及阻燃母粒,是一种较理想的共混型阻燃母粒,涤纶中阻燃剂含量在3.2%时,极限氧指数即可达30左右,此项成果曾获国家科技进步二等奖。另外,后整理法也是生产阻燃涤纶、阻燃涤纶织物一种方法,美国Mobil公司的Antiblaze 19T是采用环状磷酸酯阻燃剂整理就是比较理想的代表。相对于溴系阻燃剂,磷系阻燃剂在毒性、发烟量及环境影响方面都更加有利,但研究已经发现,磷系阻燃剂随着废弃阻燃制品流失到环境中,然后进入海洋生物体内,最终进入了人类的身体中,其潜在的危害也是存在的。因此,开发真正无毒的无机阻燃剂将是阻燃业发展的方向。另外,多功能、抗熔滴、耐高温以及纳米技术等也都将是阻燃涤纶研究的重要内容。
  2.国内阻燃聚酯纤维的发展现状
  近年来,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,高层建筑,商业大厦、高级公寓、宾馆、机场、礼堂、室内娱乐场所、交通运输…..等方面的飞速发展,各类民用、装饰用和产业用纤维及纺织品的应用领域逐渐扩大,由于纺织品大多数具有易燃特性,越来越成为引发室内火灾的主要隐患 ,已经成为一个严重的社会问题。我国的阻燃技术研究虽然起步较晚,但发展较快,近年来,随着各种火灾频繁发生,平均每年火灾损失达数十亿人民币,因此对于阻燃纤维及纺织品的开发和应用比以前更加重视,各类阻燃标准和法规日趋完善,纺织品的阻燃标准和法规的逐步建立和完善,促进了阻燃纺织品的研究、开发和应用。
四、阻燃面料相关标准情况
  1.UL标准
  UL是英文保险商试验所(Underwriter Laboratories Inc.)的简写。UL安全试验所是美国最有权威的,也是界上从事安全试验和鉴定的较大的民间机构。它是一个独立的、非营利的、为公共安全做试验的专业机构。它采用科学的测试方法来研究确定各种材料、装置、产品、设备、建筑等对生命、财产有无危害和危害的程度;确定、编写、发行相应的标准和有助于减少及防止造成生命财产受到损失的资料,同时开展实情调研业务。总之,它主要从事产品的安全认证和经营安全证明业务,其最终目的是为市场得到具有相当安全水准的商品,为人身健康和财产安全得到保证作出贡献。就产品安全认证作为消除国际贸易技术壁垒的有效手段而言,UL为促进国际贸易的发展也发挥着积极的作用。UL94标准指美国保险业者研究所第94实验标准。其试验方法如下;使截面积1.27*0.32厘米长度12.7厘米的塑料片呈垂直状态,在踞其下端0.96厘米处使用喷灯点火,接触火焰10秒后去掉喷灯,如果在5秒内灭火称为V—0级,在5-25秒内灭火称为V—1级。在塑料片下段30厘米处放置纱布,如果滴落的液体使其燃烧称为V—2级。
  2.GB 国家标准
  2.1GB2408-80水平燃烧试验方法
  水平试验法是在实验室条件下测试试样水平自支撑下的燃烧性能。
  2.2GB2409-84垂直燃烧法
  垂直燃烧法是在规定条件下,对垂直放置具有一定规格的试样施加火焰作用后的燃烧进行分类的一种方法。
  2.3GB2406-80氧指数试验法
  氧指数(OI) ——指塑料燃烧时,所需混合气体中最低氧的含量。空气中氧气平均浓度为21%。一般氧指数在21以下为可燃性塑料,22-27为自熄性塑料,27以上为阻燃性塑料。该方法比较简单,数字重现性较好,具有以数字表现材料燃烧性能的特点,所以国外普遍采用,(例如美国的氧指数试验标准为 ANST/ASTM D2863-1977) 。该方法不但适用于具有自支撑型材料,而且对薄膜,泡沫塑料等也适用。
  2.4GB8323—87烟密度试验方法
  该试验方法是在规定试验条件下测定材料受辐射或燃烧时所产生的比光密度。比光密度是以规定的试验箱容积,光程长度,和试验面积所测定的透光率计算出的比光密度值。最大光密度值用来表示材料的光密度。
  3.ISO
  ISO是国际标准组织 "INTERNATIONAL ORGANIZATION for STAND- ARDIZATION"的简称,成立于1947年2月,总部位于瑞士日内瓦,至今已制订了8000多个国家标准,其中"ISO9000系列"是品质管理和品质保证体系的国际标准,由1959年的美军质保标准发展演变而来,1987年首次颁布。ISO-9000是国际标准化组织颁布的全世界范围内通用的质量管理和质量保证方面的一套系列标准,目前已被90多个国家所采用。ISO—9000标准主要是为了促进国际贸易而颁布的,是买卖双方对质量的一种认可,是贸易活动中建立相互信任关系的基石。众所周知,对产品提出性能指标等要求的产品有很多企业标准和国家标准,但这些还不能够完全解决客户的要求,不能完全满足客户的需要。客户希望拿到的产品不但当时检验是合格的,而且在产品的全部生产和使用过程中,它也是可信的。ISO—9000体系标准就是要求在产品设计、生产和使用过程中,不仅对人,而且对设备,对方法,对文件等一系列工作都提出了明确的要求,通过工作质量来保证产品实物质量,最大限度地降低它隐含的缺陷。1、ISO——9000标准中有关质量体系保证的标准有三个:ISO—9001,ISO—9002,ISO—9003。
五、世界各地部分公司阻燃纤维与纺织品开发及其他动态汇总
  1.美国Milliken公司
  美国Milliken公司2008年8月27日宣布,将收购WNI(Western Nonwoven Inc)的阻燃无纺布及土工布业务。收购金额为1120万美元。Milliken公司是床垫等室内装饰用无纺布大型生产商,该公司的无纺布产品符合美国联邦政府的阻燃标准。据该公司介绍,WNI生产的阻燃无纺布“Esyntial Safe FR”将改为Milliken的“Paladin”品牌继续生产。通过收购WNI土木用无纺布沙垫层业务,Milliken的无纺布业务将得到进一步加强。WNI已于7月根据美国联邦《破产法》第11章申请了破产,向SBC Manufacturing公司出售了其全部资产。 
  2.唐山三友集团公司
  2008年期间,唐山三友集团成功开发了阻燃粘胶短纤维产品,并达到了国内领先水平。阻燃粘胶短纤维具有无毒环保、阻燃性能永久、稳定等特点,市场前景广阔。该产品是以棉浆、木浆、竹浆为原料,采用新型的浆料研磨设备及先进的纺丝后处理工艺开发的新型粘胶短纤维,具有良好的可纺性、阻燃性,适合与多种纤维混纺,能较好地满足特种作业环境及家居物品领域阻燃要求等使用特性。
  3. 东莞市莲盈棉制品有限公司
  由东莞市莲盈棉制品有限公司研发的CFR-1633阻燃棉已顺利推向市场,目前市场情况反应良好,产品畅销广东、宁波、绍兴等地。适用于床上用品的1634阻燃棉和适用于沙发的1635阻燃棉现正在研发中。据了解,CFR-1633阻燃棉专门用于生产阻燃床垫和其它垫类产品,已通过CFR-1633、TB-603、UL-94等标准及测试。该产品具有永久阻燃效果,其阻燃原理是在原料胶体中加入无机阻燃剂,成为纳米状态或互穿网络状态而实现阻燃。此材料燃烧时无熔滴、无毒、低烟、低热量、只发红、不燃烧,具有自灭效果,炭化后保持原有形状。东莞市莲盈棉制品有限公司旗下拥有(香港)莲盈贸易公司、(东莞)莲盈棉制品有限公司、莲丰纤维制品厂等单位。目前公司拥有五条生产各种系列无纺布的专业设备生产线,年产能力达6000吨,并拥有裥棉、超声波、贴合、涂胶等复合生产线。主要产品包括阻燃棉、硬质棉、过滤材料、芳香纤维、针棉、喷胶棉、公仔棉、防火棉、阻燃纤维、吸音棉、纺丝棉、松棉、不织布、珍珠棉、超声波裥棉、低熔点纤维、洗水棉、PK棉、乳胶等。广泛应用于家具、床上用品、皮具等行业。
  4.日本Unitika纤维公司
  日本Unitika纤维引进德国Treviar集团的技术,开展阻燃性涤纶纤维Treviar CS的生产。Treviar CS是在纺丝前的树脂阶段使聚酯分子与磷集合,不使用作为阻燃剂的卤素等有害物质。其将作为环保型纤维材料被用于窗帘等室内装饰材料。
  5.首诺公司
  世界上最大的尼龙66集成生产厂商首诺公司日前发布其最新的增强阻燃级产品GW350。以泛达品牌开发的GW350提供了优越的韧性和延展性,并且符合国际电工委员会(IEC)的要求。GW350主要是针对电子电器方面的应用而设计的,特别适用于制造家用电器。GW350符合国际电工委员会的60695系列标准,即要求材料能承受严峻的着火危险测试和毒性测试以确保产品安全。我们已经努力注重于生产新的泛达产品以符合国际电工委员会(IEC)的高标准,使产品能安全地使用在家用电器电路上,首诺公司尼龙塑料和聚合物部研发技术经理Steve Manning先生介绍说。除了满足安全要求以外,GW350也显示了其优越的流动特性和优良的加工性能,同时还兼具耐用和阻燃性。"首诺公司为该新产品感到自傲,它切实表明了我们开发客户需求的高效能产品的承诺,"Manning先生补充说。泛达PA66树脂及改性材料主要应用于汽车、消费品、电子电器和工业市场的注塑和挤塑应用。 
  6.三菱工程塑料公司
  三菱工程塑料开发出了无溴聚酰胺(PA)树脂"Novamid 1010N5-GW"。该材料符合白家电规格IEC60335-1第四版的有关规定。新产品的韧性高于原产品,主要面向带铰链(Hinge)的连接器以及开关等电路元件。IEC60335-1第四版规定的对象为在人们不注意的状态下工作、通过电流高于0.2A的冰箱和空调等家电产品的部件。在这些产品中采用1010N5-GW,提高了对家电产品的电气火灾安全性能的要求。日本国内的著名电气部件厂商,已经在面向欧洲的白家电连接器中采用了1010N5-GW。在符合IEC规格60695-2-13的灼热丝(炽热电线)的燃烧特性试验中,采用厚0.36~3.0mm的产品时,灼热丝着火温度高于775℃。在德国认证机构――德国电气工程师协会(VDE,Verband Deutscher Elektrotechnikere.v.)实施的试验中,厚0.36mm、0.75mm、1.50mm和3.00mm的产品的着火温度均高于775℃。由于这些厚度符合大部分成形品的厚度范围,因此可省去采用这些产品进行的灼热丝着火试验。原来的材料由于厚度试验不充分,因此每种产品都要进行着火试验以获得认证。在UL规格规定的耐跟踪性方面,1010N5-GW达到了最高水平PLC=0(600V)标准;在阻燃性方面,达到了0.75mmV-2标准。 
  7.阻燃牛津布产品
  2008年春节后,冬装面料风光不再,薄型织物尚未启动,浙江嘉兴王江泾南方市场上的各类家纺面料率先进入节后面料动销行列。其中一款阻燃牛津纺吸引了有关厂商的密切关注,要货者与日俱增,成为当时市场新亮点。据了解,该品采用涤纶DTY600D×600D丝为原料,选用细平纹组织,在喷水织机上织造而成,经过染色、防火剂(涂层处理)、防水防油污处理等深加工而成。布面色泽亮丽,手感柔糯舒爽,并拥有阻燃功能,离开火源后于6秒钟内自动熄灭。其布面幅宽为150厘米,重为260克/米。主要适合制作消防安全服装,现上市每米布批发价在8.50元上下,颜色众多。从当时此布销势看,内销与外销并驾齐驱,主要以选样订货为主。
  8.山东海龙公司
  安芙丽(Anti-frayon)阻燃纤维是由山东海龙股份有限公司生产的继安芙赛阻燃纤维后又一种高科技含量的纺织用阻燃粘胶纤维,该产品以再生植物纤维为原料,生产过程中添加磷系阻燃剂,采用纺前添加共混技术;既保证了纤维的高强度,又实现了永久阻燃、低烟、无毒、不熔融滴落等特性。可广泛应用于防护服、消防服、军服等阻燃服装,室内、汽车、飞机、公共场所的阻燃装饰材料等。
六、结束语
  总之,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。


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