中國統(tǒng)計(jì)年鑒顯示,2010年1至6月份我國共發(fā)生火災(zāi)73317起,死亡656人,受傷271人,直接財(cái)產(chǎn)損失79290.7萬元,其中大部分由織物燃燒引起,因此,研究織物阻燃技術(shù)并推廣阻燃織物應(yīng)用,對有效減少火災(zāi)帶來的損失有著重要意義。我國現(xiàn)行對裝飾類織物的國家標(biāo)準(zhǔn)GB17591—2006《阻燃織物》中考核指標(biāo)為Bl級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的損毀長度小于150mil,續(xù)燃和陰燃時(shí)間都小于5s。研究表明,經(jīng)阻燃處理后的織物比普通織物具有更長的燃燒時(shí)間(增加10一l5倍),燃燒釋放的熱量卻只有未經(jīng)阻燃加工織物的25%。此外,如何減少紡織品燃燒時(shí)的危險(xiǎn)性及有毒氣體的釋放,減少生命財(cái)產(chǎn)的損失,也已得到了全世界的重視。
1阻燃劑
1.1阻燃劑的阻燃基本原理
燃燒反應(yīng)需要由可燃物、氧氣及一定溫度三要素組成。阻燃劑作用機(jī)理就是在燃燒時(shí)抑制一種或者幾種要素的產(chǎn)生,以達(dá)到阻止燃燒的目的。每一種特定的阻燃劑都有著不同的阻燃機(jī)理,但阻燃的基本原理都是相同的。主要包括吸熱冷卻、氣相稀釋、形成隔熱層和終止自由基鏈反應(yīng),前3種為物理效應(yīng),后一種為化學(xué)效應(yīng)。多數(shù)纖維素織物在300oC以下發(fā)生分解,經(jīng)過阻燃整理后,并不是就不發(fā)生燃燒或不會(huì)造成損傷,只是在不同程度上降低了其可燃性,或離開火源后會(huì)停止燃燒。
1.2織物的阻燃整理方法
纖維素織物阻燃整理通過吸附沉積、化學(xué)鍵合等作用在織物上,常見的方法有以下3種:
(1)簡單浸漬法:將阻燃劑配制成一定濃度的溶液,把織物浸漬在阻燃劑溶液中一定時(shí)間后脫水干燥,干燥溫度一般不超過100oC。阻燃劑可以是單一的,也可以是復(fù)配的,溶劑大多為水。該法多用于暫時(shí)性或半耐久性阻燃整理。
(2)浸軋一焙烘法:將織物浸漬在盛有阻燃劑溶液的設(shè)備中,連續(xù)浸軋直至達(dá)到要求,先預(yù)烘、焙烘,然后干燥。在預(yù)烘和焙烘過程中,阻燃劑和纖維素發(fā)生反應(yīng)或使其在織物內(nèi)交聯(lián),焙烘溫度和時(shí)間起著重要作用。該法多用于半耐久性和耐久性阻燃整理。
(3)涂覆法:阻燃劑需要借助于膠粘劑,靠其粘合作=用附著于織物上。方法簡單、阻燃劑用量少,但僅織物的表面阻燃,達(dá)不到很高的阻燃要求,適于不能用全浴浸漬法的織物,如窗簾、地毯等。該方法多用于暫時(shí)性阻燃整理。
1.3阻燃劑的分類
阻燃劑分類方式很多,根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)可將阻燃劑分為以下3類:
按所含阻燃元素分為:鹵系、磷系、硼系、硫系、硅系和氮系等J,其中鹵系阻燃劑是目前世界上產(chǎn)量最大的阻燃劑之一;
按組分不同分為:無機(jī)鹽類阻燃劑、有機(jī)阻燃劑和有機(jī)、無機(jī)混合阻燃劑3種,其中無機(jī)阻燃劑包括無機(jī)水合金屬化合物阻燃劑、銻系阻燃劑、硅系阻燃劑和無機(jī)磷系阻燃劑等,有機(jī)阻燃劑主要包括鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑等;
③按使用方法和在聚合物中存在形態(tài)分為:添加型和反應(yīng)型兩大類阻燃劑,其中添加型以無機(jī)阻燃劑為主,反應(yīng)型以有機(jī)阻燃劑為主。
1.4各類阻燃劑的阻燃特性
1.4.1無機(jī)阻燃劑的特性
(1)紅磷是應(yīng)用最為廣泛和研究最多的阻燃劑之一,它以較低濃度使大多高聚物具有很好的阻燃性能、處理過程穩(wěn)定,但易產(chǎn)生有毒氣體磷化氫且其粉塵易爆炸;
(2)硼系阻燃劑主要是以硼酸鋅為主,該阻燃劑可明顯提高制品耐火性、具有優(yōu)良的阻燃和抑煙性能,使物品燃燒時(shí)散發(fā)出較少地有毒、有害氣體;
(3)銻系阻燃劑中三氧化二銻是主要產(chǎn)品,用于塑料制品和紡織物的阻燃,也可用于橡膠、木材等的阻燃處理;(4)無機(jī)水合金屬類阻燃劑主要有氫氧化鎂、氫氧化鋁、水滑石等J,這類物質(zhì)具有熱穩(wěn)定性好、無毒、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、發(fā)煙量小等優(yōu)點(diǎn)。