阻燃面料简介

阻燃面料简介

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阻燃面料的概念

    阻燃面料是可以延缓火焰燃烧的特种织物，不是说与火接触而不燃烧，而是在隔离火源后能够自行熄灭。一般分为两类，一类是经过加工处理后使得面料具有阻燃功能，常见如涤纶、纯棉、涤棉等；而另一类是面料本身具有阻燃作用，如芳纶、腈棉、杜邦凯夫拉、Nomex、澳大利亚PR97等。根据洗涤后的是否具有阻燃功能，又可分为耐洗性、半耐洗性、一次性、永久性阻燃面料。

    涤纶阻燃面料，采用新型的ATP阻燃剂整理，具有耐水洗、阻燃效果极佳，手感好、无毒安全等特点。本产品不含卤素，符合生态环保要求，其主要技术指标处于国际水平。涤纶阻燃面料的阻燃指标可达到国家标准B2级以上。耐洗次数达30次以上。

    纯棉阻燃面料，采用新型的CP阻燃剂整理，具有耐水吸、阻燃效果好，手感好、无毒安全等特点。本产品符合生态环保要求，其主要技术指标处于国内水平。涤纶阻燃面料的阻燃指标可达到国家标准B2级以上。耐洗次数达20次以上。

    Nomex永久性阻燃面料，是由先天阻燃纤维经纺纱、织布、染色而成。该面料具有阻燃、耐磨、耐温、耐洗、防酸碱、防水、防静电、强度大等特点，适用于制做冶金、油田、煤矿、化工、电力、消防行业防护服装的理想面料。

典型的阻燃面料如上表

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阻燃面料的机

    在实际的生产应用中，纺织面料的组织结构和纤维种类含量有所差异，对应的阻燃剂种类也不尽相同，所以实际发生的阻燃作用和阻燃机理也不是单一确定的，一种阻燃剂的阻燃机理可能涉及到下述几种阻燃机理的综合作用。

1. 覆盖层阻燃机理

    覆盖阻燃是阻燃剂受热燃烧时发生化学变化，在纺织面料表面产生难燃性的物质，形成了一种隔绝覆盖层。

    这层覆盖膜可阻断织物与氧气、热源之间的相互作用，且能够阻碍可燃性气体的扩散，从而起到阻燃的作用。无机和有机阻燃剂中均有覆盖阻燃机理的体现，如聚磷酸铵类的阻燃剂就是采用的覆盖阻燃机理。

2. 气相阻燃机理

    气相阻燃机理主要有两种理论：一是气体稀释理论。由于阻燃剂受热分解产生了不可燃气体，从而对可燃性气体的浓度进行了稀释，因此使织物燃烧过程中氧气不足，以此达到阻燃的效果。

    二是自由基理论。阻燃剂的热裂解产物能够中断燃烧的连锁反应，因为裂解产物在燃烧过程中可大量捕捉高能量的氧自由基和氢自由基，从而发挥阻燃作用。

3. 分解吸热阻燃机理

    阻燃剂在受热状态下发生了吸热分解反应如：相变、脱水等。因阻燃剂能吸收一定的热能，减少织物受热，从而降低了织物的热分解和可燃性气体的生成。

4. 脱水碳化阻燃机理

    阻燃剂在受热过程中，通过改变纤维热裂解，来促进纤维的脱水、环化和交联等过程，进而形成了炭层。

    炭层的形成可以减少可燃性气体的生成，还可以对织物有覆盖隔绝作用，以此种阻燃机理作用的阻燃剂多为含磷类阻燃剂。普遍认为磷酸盐及有机磷酸化合物具有阻燃作用，是由于它与纤维大分子中的羟基发生了酯化反应，阻止了左旋葡萄糖的形成，并且使纤维素进一步脱水，生成了不饱和双键，加快了纤维素分子间的交联反应速度，提高了织物的残炭生成率，达到阻燃的目的

5、熔滴效应

    某些热塑性合成纤维，如聚酰胺、阻燃涤纶，在加热时发生收缩熔融，与空气的接触面积减少，甚至发生熔滴下落而离开火源，使燃烧受到一定的阻碍。纤维素纤维与聚酯纤维的混纺织物，因为纤维素纤维不发生熔融而阻碍聚酯的熔滴作用，使它们的阻燃改性更为困难

6、尘粒的壁面效应

当自由基与器壁或尘粒表面接触时，可能失去活性。在尘粒或容器壁面可发生下述反应：H•+O2=HO2•

这样，由于在尘粒表面生成大量活性比H•、HO•等低得多的HO2•，从而可以抑制燃烧过程的继续进行。

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阻燃面料的标准

（一）、阻燃面料美国标准：

    1.  CA-117在美国是一种广泛使用的一次性防火标准，并不要求经过水后测试，适用多数出口美国的纺织品。

    2.  CS-191是美国通用的防护服防火标准，强调长期防火性能和穿着舒适性。加工工艺通常是两步合成法或多步合成法，有较高的技术含量和利润附加值。

    3.  NFPA-701、703是美国消防协会公布的一项防火标准，适用于公共场所的窗帘等不要求耐水的悬挂织物。测试中同时要求吸附干量、手感等理化指标。

    4.  TB-603全称BHFTI CTB-603 2005年01月01日起在全美实施。主要用于床垫、床褥等床具用品。测试方法为：完整的一张床垫（床褥）用大室燃烧法测试放热数值。

    5.  NFPA261.94适用于家具覆盖强物，包括沙发等。

    6.  FAR25-83飞机内装饰织物所要求的防火标准。

（二）、阻燃面料日本标准：

    1.  JISL1008-69飞机装饰织物防火标准；

    2.  JISL1091防护服标准；

    3.  JIS1201=FMVSS302汽车装饰织物防火标准；

（三）、阻燃面料英国标准：

    1.  BS7177（BS5807）适用于英国公共场所的家具及床垫等织物。特别要求防火性能，测试方式严格。火种分为0~7级八个火源，分别对应于低度、中度、高度和极高度危险四个防火等级。

    2.  BS7175适用于酒店宾馆、娱乐场所及其他人员密集场所的永久性防火标准。测试要求通过Schedule 4 Part 1及Schedule 5 Part 1两种或更多的测试火种。

    3.   BS7176适用于家具覆盖织物，要求防火和耐水洗，测试时要求织物和填充物同时达Schedule 4 Part 1、Schedule 5 Part 1和烟密度、毒性等测试指标。是比BS7175（BS5852）更为严格的一项衬垫座椅防火标准。

    4.  BS5452适用于英国公共场所及所有进口家具中的床单及枕头类纺织品，要求经过50次水洗或干洗后仍然能够有效防火。

    5.BS5438系列：英国BS5722儿童睡衣；英国BS5815.3床上用品；英国BS6249.1B窗帘。

（四）、阻燃面料德国标准：

    1.  DIN-4102（DIN66084）装饰织物防火标准；

    2.  DIN23320及DIN54336-80（DIN66083）防护服防火标准；

（五）、阻燃面料法国标准：

    1.  NFG07-184防护服面料；

    2.  NFG92-501-505装饰织物防火标准；

（六）、阻燃面料国内标准：

    国家标准将阻燃织物分为B1（难燃材料）、B2（可燃材料）、B3（易燃材料）3个等级，统一按GB/T 5455-2014《纺织品 燃烧性能 垂直方向损毁长度、阴燃和持续时间的测定》和GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能试验 氧指数法》进行试验。

    通常情况下，经过普通浸渍法处理后的阻燃产品检测垂直燃烧项目的合格率较高，往往不合格率主要发生在氧指数（Ol）检测项目上。一般纺织制品，如果没有经过阻燃处理很难达到常规要求的B2等级。对于经过普通浸渍法处理的纺织制品，其氧指数能达到26%以上。对于要求氧指数要达到32%难燃范围的B1等级的纺织制品，则需要生产企业在产品阻燃处理工艺使用更为复杂的浸轧焙烘、浸渍-烘燥等方法或对纤维进行阻燃处理

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阻燃面料的检测手段

1. 垂直检测法

    垂直检测法是使用特定的点火源（火焰的高度40mm以上），从织物的底部边缘的规定的燃烧时间的中心到燃烧的固定垂直U形夹子的织物离开，通过织物燃烧的状态进行检查的方法。垂直检测法是国内外最完善的阻燃测试方法之一，大部分的标准规范在各行各业起到了指导作用。

美国标准：16CFR1615/1616 《儿童睡衣易燃性标准》；ASTMD6413 《垂直燃烧法-美标阻燃测试》；

欧洲标准：BS EN ISO 6940 《纺织织物 燃烧性能 垂直向样品易燃性测定》；

日本标准：JIS L 1091-1999《纺织品可燃性的测试方法》；

中国标准：GB/T 5455-2014 《纺织品 燃烧性能 垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定》。

2. 45°斜面检测法

    45°斜面检测法指的是在特定的情况下，该样品是斜45°角摆放的，样品点火时间1s，具有燃烧火焰从一个织物的燃烧强度来评估所需的一定的距离为方法时，通过持续的燃烧和测阴燃时间的样品，破坏区和测量的织物阻燃效果的长度的一种检测方法。

美国标准：16CRF part1610 《衣用纺织品易燃性标准》；

加拿大标准：CAN/CGSB-4.2 No.27.5 《纺织品45°—1s火焰冲击测试》；

中国标准：GB/T 14644-2014 《纺织品 燃烧性能45°方向燃烧速率的测定》;GB/T 14645-2014 《纺织品 燃烧性能 45°方向损毁面积和接焰次数的测定》。

3. 水平检测法

    水平检测法是指在特定的环境里，在点火时间15s的水平方向的织物样品，火焰蔓延由测量的火焰传播和火焰蔓延速度是获得的距离和时间，传播的样品以测量的电阻织物的燃烧效果的一种检测方法

日本标准：JISL 10911-1999《纺织品可燃性的测试方法》;

中国标准：FZ/T 01028-1993 《纺织织物 燃烧性能测定 水平法》;

GB/T 8410-2006 《汽车内饰材料的燃烧特性》。

4. 极限氧指数检测法

    极限氧指数检测法指的是发生在氧和氮的燃烧气体混合物的织物维持燃烧所需的织物蜡烛最小氧浓度，极限氧指数越高，表示产品具有更好的阻燃效果，否则阻燃效果变差或没有阻燃。

    虽然灵敏度高的特点是极限氧指数检测法的优点，但在测试条件和操作人员的要求方面很高，并在测试织物的实际情况有很大的不同，因此限制氧指数法的氧浓度是非常适合的科学研究试验装置，不经常在生产过程中使用。

中国标准：GB/T 5454-1997 《纺织织物 燃烧性能测定 氧指数法》。

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阻燃面料的未来发展趋势

    我国随着人民生活和环境条件的不断改善，人们对阻燃纺织品性能要求越来越高。目前多数阻燃纤维或织物仅具有阻燃性能，不能满足某些部门的特殊要求，如阻燃拒水、阻燃拒油、阻燃抗静电，发展阻燃多功能产品势在必行。

    如在生产方法上采用多种形式相结合，对阻燃纤维织物进行防水、拒油处理；采用阻燃纤维纱与导电纤维交织以生产抗静电的阻燃纤维；利用阻燃纤维与高性能纤维进行混纺交织生产耐高温织物；采用阻燃纤维与棉粘胶等纤维混纺以改善最终产品舒适性并降低成本等。

    同时，开发高效、无毒、对材料性能影响小的阻燃剂。从而趋向反应型阻燃剂的开发以及具有较好的相溶性的添加型阻燃剂的开发；开发具有协同作用的阻燃剂，如磷、氮、溴在分子或分子间的结合；开发具有不同应用范围的系列阻燃剂等。这些都将是未来发展的趋势和方向。