阻燃面料簡(jiǎn)介

01

阻燃面料的概念

阻燃面料是可以延緩火焰燃燒的特種織物，不是說(shuō)與火接觸而不燃燒，而是在隔離火源后能夠自行熄滅。一般分為兩類(lèi)，一類(lèi)是經(jīng)過(guò)加工處理后使得面料具有阻燃功能，常見(jiàn)如滌綸、純棉、滌棉等；而另一類(lèi)是面料本身具有阻燃作用，如芳綸、腈棉、杜邦凱夫拉、Nomex、澳大利亞PR97等。根據(jù)洗滌后的是否具有阻燃功能，又可分為耐洗性、半耐洗性、一次性、永久性阻燃面料。

滌綸阻燃面料，采用新型的ATP阻燃劑整理，具有耐水洗、阻燃效果極佳，手感好、無(wú)毒安全等特點(diǎn)。本產(chǎn)品不含鹵素，符合生態(tài)環(huán)保要求，其主要技術(shù)指標(biāo)處于國(guó)際水平。滌綸阻燃面料的阻燃指標(biāo)可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)B2級(jí)以上。耐洗次數(shù)達(dá)30次以上。

純棉阻燃面料，采用新型的CP阻燃劑整理，具有耐水吸、阻燃效果好，手感好、無(wú)毒安全等特點(diǎn)。本產(chǎn)品符合生態(tài)環(huán)保要求，其主要技術(shù)指標(biāo)處于國(guó)內(nèi)水平。滌綸阻燃面料的阻燃指標(biāo)可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)B2級(jí)以上。耐洗次數(shù)達(dá)20次以上。

Nomex永久性阻燃面料，是由先天阻燃纖維經(jīng)紡紗、織布、染色而成。該面料具有阻燃、耐磨、耐溫、耐洗、防酸堿、防水、防靜電、強(qiáng)度大等特點(diǎn)，適用于制做冶金、油田、煤礦、化工、電力、消防行業(yè)防護(hù)服裝的理想面料。

典型的阻燃面料如上表

02

阻燃面料的機(jī)

在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，紡織面料的組織結(jié)構(gòu)和纖維種類(lèi)含量有所差異，對(duì)應(yīng)的阻燃劑種類(lèi)也不盡相同，所以實(shí)際發(fā)生的阻燃作用和阻燃機(jī)理也不是單一確定的，一種阻燃劑的阻燃機(jī)理可能涉及到下述幾種阻燃機(jī)理的綜合作用。

1. 覆蓋層阻燃機(jī)理

覆蓋阻燃是阻燃劑受熱燃燒時(shí)發(fā)生化學(xué)變化，在紡織面料表面產(chǎn)生難燃性的物質(zhì)，形成了一種隔絕覆蓋層。

這層覆蓋膜可阻斷織物與氧氣、熱源之間的相互作用，且能夠阻礙可燃性氣體的擴(kuò)散，從而起到阻燃的作用。無(wú)機(jī)和有機(jī)阻燃劑中均有覆蓋阻燃機(jī)理的體現(xiàn)，如聚磷酸銨類(lèi)的阻燃劑就是采用的覆蓋阻燃機(jī)理。

2. 氣相阻燃機(jī)理

氣相阻燃機(jī)理主要有兩種理論：一是氣體稀釋理論。由于阻燃劑受熱分解產(chǎn)生了不可燃?xì)怏w，從而對(duì)可燃性氣體的濃度進(jìn)行了稀釋?zhuān)虼耸箍椢锶紵^(guò)程中氧氣不足，以此達(dá)到阻燃的效果。

二是自由基理論。阻燃劑的熱裂解產(chǎn)物能夠中斷燃燒的連鎖反應(yīng)，因?yàn)榱呀猱a(chǎn)物在燃燒過(guò)程中可大量捕捉高能量的氧自由基和氫自由基，從而發(fā)揮阻燃作用。

3. 分解吸熱阻燃機(jī)理

阻燃劑在受熱狀態(tài)下發(fā)生了吸熱分解反應(yīng)如：相變、脫水等。因阻燃劑能吸收一定的熱能，減少織物受熱，從而降低了織物的熱分解和可燃性氣體的生成。

4. 脫水碳化阻燃機(jī)理

阻燃劑在受熱過(guò)程中，通過(guò)改變纖維熱裂解，來(lái)促進(jìn)纖維的脫水、環(huán)化和交聯(lián)等過(guò)程，進(jìn)而形成了炭層。

炭層的形成可以減少可燃性氣體的生成，還可以對(duì)織物有覆蓋隔絕作用，以此種阻燃機(jī)理作用的阻燃劑多為含磷類(lèi)阻燃劑。普遍認(rèn)為磷酸鹽及有機(jī)磷酸化合物具有阻燃作用，是由于它與纖維大分子中的羥基發(fā)生了酯化反應(yīng)，阻止了左旋葡萄糖的形成，并且使纖維素進(jìn)一步脫水，生成了不飽和雙鍵，加快了纖維素分子間的交聯(lián)反應(yīng)速度，提高了織物的殘?zhí)可陕剩_(dá)到阻燃的目的

5、熔滴效應(yīng)

某些熱塑性合成纖維，如聚酰胺、阻燃滌綸，在加熱時(shí)發(fā)生收縮熔融，與空氣的接觸面積減少，甚至發(fā)生熔滴下落而離開(kāi)火源，使燃燒受到一定的阻礙。纖維素纖維與聚酯纖維的混紡織物，因?yàn)槔w維素纖維不發(fā)生熔融而阻礙聚酯的熔滴作用，使它們的阻燃改性更為困難

6、塵粒的壁面效應(yīng)

當(dāng)自由基與器壁或塵粒表面接觸時(shí)，可能失去活性。在塵粒或容器壁面可發(fā)生下述反應(yīng)：H?+O2=HO2?

這樣，由于在塵粒表面生成大量活性比H?、HO?等低得多的HO2?，從而可以抑制燃燒過(guò)程的繼續(xù)進(jìn)行。

03

阻燃面料的標(biāo)準(zhǔn)

（一）、阻燃面料美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

1.? CA-117在美國(guó)是一種廣泛使用的一次性防火標(biāo)準(zhǔn)，并不要求經(jīng)過(guò)水后測(cè)試，適用多數(shù)出口美國(guó)的紡織品。

2.? CS-191是美國(guó)通用的防護(hù)服防火標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)長(zhǎng)期防火性能和穿著舒適性。加工工藝通常是兩步合成法或多步合成法，有較高的技術(shù)含量和利潤(rùn)附加值。

3.? NFPA-701、703是美國(guó)消防協(xié)會(huì)公布的一項(xiàng)防火標(biāo)準(zhǔn)，適用于公共場(chǎng)所的窗簾等不要求耐水的懸掛織物。測(cè)試中同時(shí)要求吸附干量、手感等理化指標(biāo)。

4.? TB-603全稱(chēng)BHFTI CTB-603 2005年01月01日起在全美實(shí)施。主要用于床墊、床褥等床具用品。測(cè)試方法為：完整的一張床墊（床褥）用大室燃燒法測(cè)試放熱數(shù)值。

5.? NFPA261.94適用于家具覆蓋強(qiáng)物，包括沙發(fā)等。

6.? FAR25-83飛機(jī)內(nèi)裝飾織物所要求的防火標(biāo)準(zhǔn)。

（二）、阻燃面料日本標(biāo)準(zhǔn)：

1.? JISL1008-69飛機(jī)裝飾織物防火標(biāo)準(zhǔn)；

2.? JISL1091防護(hù)服標(biāo)準(zhǔn)；

3.? JIS1201=FMVSS302汽車(chē)裝飾織物防火標(biāo)準(zhǔn)；

（三）、阻燃面料英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

1.? BS7177（BS5807）適用于英國(guó)公共場(chǎng)所的家具及床墊等織物。特別要求防火性能，測(cè)試方式嚴(yán)格。火種分為0~7級(jí)八個(gè)火源，分別對(duì)應(yīng)于低度、中度、高度和極高度危險(xiǎn)四個(gè)防火等級(jí)。

2.? BS7175適用于酒店賓館、娛樂(lè)場(chǎng)所及其他人員密集場(chǎng)所的永久性防火標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試要求通過(guò)Schedule 4 Part 1及Schedule 5 Part 1兩種或更多的測(cè)試火種。

3.? ?BS7176適用于家具覆蓋織物，要求防火和耐水洗，測(cè)試時(shí)要求織物和填充物同時(shí)達(dá)Schedule 4 Part 1、Schedule 5 Part 1和煙密度、毒性等測(cè)試指標(biāo)。是比BS7175（BS5852）更為嚴(yán)格的一項(xiàng)襯墊座椅防火標(biāo)準(zhǔn)。

4.? BS5452適用于英國(guó)公共場(chǎng)所及所有進(jìn)口家具中的床單及枕頭類(lèi)紡織品，要求經(jīng)過(guò)50次水洗或干洗后仍然能夠有效防火。

5.BS5438系列：英國(guó)BS5722兒童睡衣；英國(guó)BS5815.3床上用品；英國(guó)BS6249.1B窗簾。

（四）、阻燃面料德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

1.? DIN-4102（DIN66084）裝飾織物防火標(biāo)準(zhǔn)；

2.? DIN23320及DIN54336-80（DIN66083）防護(hù)服防火標(biāo)準(zhǔn)；

（五）、阻燃面料法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

1.? NFG07-184防護(hù)服面料；

2.? NFG92-501-505裝飾織物防火標(biāo)準(zhǔn)；

（六）、阻燃面料國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將阻燃織物分為B1（難燃材料）、B2（可燃材料）、B3（易燃材料）3個(gè)等級(jí)，統(tǒng)一按GB/T 5455-2014《紡織品 燃燒性能 垂直方向損毀長(zhǎng)度、陰燃和持續(xù)時(shí)間的測(cè)定》和GB/T 5454-1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn) 氧指數(shù)法》進(jìn)行試驗(yàn)。

通常情況下，經(jīng)過(guò)普通浸漬法處理后的阻燃產(chǎn)品檢測(cè)垂直燃燒項(xiàng)目的合格率較高，往往不合格率主要發(fā)生在氧指數(shù)（Ol）檢測(cè)項(xiàng)目上。一般紡織制品，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)阻燃處理很難達(dá)到常規(guī)要求的B2等級(jí)。對(duì)于經(jīng)過(guò)普通浸漬法處理的紡織制品，其氧指數(shù)能達(dá)到26%以上。對(duì)于要求氧指數(shù)要達(dá)到32%難燃范圍的B1等級(jí)的紡織制品，則需要生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品阻燃處理工藝使用更為復(fù)雜的浸軋焙烘、浸漬-烘燥等方法或?qū)w維進(jìn)行阻燃處理

04

阻燃面料的檢測(cè)手段

1. 垂直檢測(cè)法

垂直檢測(cè)法是使用特定的點(diǎn)火源（火焰的高度40mm以上），從織物的底部邊緣的規(guī)定的燃燒時(shí)間的中心到燃燒的固定垂直U形夾子的織物離開(kāi)，通過(guò)織物燃燒的狀態(tài)進(jìn)行檢查的方法。垂直檢測(cè)法是國(guó)內(nèi)外完善的阻燃測(cè)試方法之一，大部分的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在各行各業(yè)起到了指導(dǎo)作用。

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：16CFR1615/1616 《兒童睡衣易燃性標(biāo)準(zhǔn)》；ASTMD6413 《垂直燃燒法-美標(biāo)阻燃測(cè)試》；

歐洲標(biāo)準(zhǔn)：BS EN ISO 6940 《紡織織物 燃燒性能 垂直向樣品易燃性測(cè)定》；

日本標(biāo)準(zhǔn)：JIS L 1091-1999《紡織品可燃性的測(cè)試方法》；

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 5455-2014 《紡織品 燃燒性能 垂直方向損毀長(zhǎng)度、陰燃和續(xù)燃時(shí)間的測(cè)定》。

2. 45°斜面檢測(cè)法

45°斜面檢測(cè)法指的是在特定的情況下，該樣品是斜45°角擺放的，樣品點(diǎn)火時(shí)間1s，具有燃燒火焰從一個(gè)織物的燃燒強(qiáng)度來(lái)評(píng)估所需的一定的距離為方法時(shí)，通過(guò)持續(xù)的燃燒和測(cè)陰燃時(shí)間的樣品，破壞區(qū)和測(cè)量的織物阻燃效果的長(zhǎng)度的一種檢測(cè)方法。

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：16CRF part1610 《衣用紡織品易燃性標(biāo)準(zhǔn)》；

加拿大標(biāo)準(zhǔn)：CAN/CGSB-4.2 No.27.5 《紡織品45°—1s火焰沖擊測(cè)試》；

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 14644-2014 《紡織品 燃燒性能45°方向燃燒速率的測(cè)定》;GB/T 14645-2014 《紡織品 燃燒性能 45°方向損毀面積和接焰次數(shù)的測(cè)定》。

3. 水平檢測(cè)法

水平檢測(cè)法是指在特定的環(huán)境里，在點(diǎn)火時(shí)間15s的水平方向的織物樣品，火焰蔓延由測(cè)量的火焰?zhèn)鞑ズ突鹧媛铀俣仁谦@得的距離和時(shí)間，傳播的樣品以測(cè)量的電阻織物的燃燒效果的一種檢測(cè)方法

日本標(biāo)準(zhǔn)：JISL 10911-1999《紡織品可燃性的測(cè)試方法》;

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：FZ/T 01028-1993 《紡織織物 燃燒性能測(cè)定 水平法》;

GB/T 8410-2006 《汽車(chē)內(nèi)飾材料的燃燒特性》。

4. 極限氧指數(shù)檢測(cè)法

極限氧指數(shù)檢測(cè)法指的是發(fā)生在氧和氮的燃燒氣體混合物的織物維持燃燒所需的織物蠟燭小氧濃度，極限氧指數(shù)越高，表示產(chǎn)品具有更好的阻燃效果，否則阻燃效果變差或沒(méi)有阻燃。

雖然靈敏度高的特點(diǎn)是極限氧指數(shù)檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)，但在測(cè)試條件和操作人員的要求方面很高，并在測(cè)試織物的實(shí)際情況有很大的不同，因此限制氧指數(shù)法的氧濃度是非常適合的科學(xué)研究試驗(yàn)裝置，不經(jīng)常在生產(chǎn)過(guò)程中使用。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 5454-1997 《紡織織物 燃燒性能測(cè)定 氧指數(shù)法》。

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阻燃面料的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)隨著人民生活和環(huán)境條件的不斷改善，人們對(duì)阻燃紡織品性能要求越來(lái)越高。目前多數(shù)阻燃纖維或織物僅具有阻燃性能，不能滿(mǎn)足某些部門(mén)的特殊要求，如阻燃拒水、阻燃拒油、阻燃抗靜電，發(fā)展阻燃多功能產(chǎn)品勢(shì)在必行。

如在生產(chǎn)方法上采用多種形式相結(jié)合，對(duì)阻燃纖維織物進(jìn)行防水、拒油處理；采用阻燃纖維紗與導(dǎo)電纖維交織以生產(chǎn)抗靜電的阻燃纖維；利用阻燃纖維與高性能纖維進(jìn)行混紡交織生產(chǎn)耐高溫織物；采用阻燃纖維與棉粘膠等纖維混紡以改善終產(chǎn)品舒適性并降低成本等。

同時(shí)，開(kāi)發(fā)高效、無(wú)毒、對(duì)材料性能影響小的阻燃劑。從而趨向反應(yīng)型阻燃劑的開(kāi)發(fā)以及具有較好的相溶性的添加型阻燃劑的開(kāi)發(fā)；開(kāi)發(fā)具有協(xié)同作用的阻燃劑，如磷、氮、溴在分子或分子間的結(jié)合；開(kāi)發(fā)具有不同應(yīng)用范圍的系列阻燃劑等。這些都將是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)和方向。