阻燃面料簡介

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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，一類是經(jīng)過加工處理后使得面料具有阻燃功能，常見如滌綸、純棉、滌棉等；而另一類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、無毒安全等特點。本產(chǎn)品不含鹵素，符合生態(tài)環(huán)保要求，其主要技術指標處于國際水平。滌綸阻燃面料的阻燃指標可達到國家標準B2級以上。耐洗次數(shù)達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、無毒安全等特點。本產(chǎn)品符合生態(tài)環(huán)保要求，其主要技術指標處于國內(nèi)水平。滌綸阻燃面料的阻燃指標可達到國家標準B2級以上。耐洗次數(shù)達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、強度大等特點，適用于制做冶金、油田、煤礦、化工、電力、消防行業(yè)防護服裝的理想面料。

典型的阻燃面料如上表

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阻燃面料的機

在實際的生產(chǎn)應用中，紡織面料的組織結構和纖維種類含量有所差異，對應的阻燃劑種類也不盡相同，所以實際發(fā)生的阻燃作用和阻燃機理也不是單一確定的，一種阻燃劑的阻燃機理可能涉及到下述幾種阻燃機理的綜合作用。

1. 覆蓋層阻燃機理

覆蓋阻燃是阻燃劑受熱燃燒時發(fā)生化學變化，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散，從而起到阻燃的作用。無機和有機阻燃劑中均有覆蓋阻燃機理的體現(xiàn)，如聚磷酸銨類的阻燃劑就是采用的覆蓋阻燃機理。

2. 氣相阻燃機理

氣相阻燃機理主要有兩種理論：一是氣體稀釋理論。由于阻燃劑受熱分解產(chǎn)生了不可燃氣體，從而對可燃性氣體的濃度進行了稀釋，因此使織物燃燒過程中氧氣不足，以此達到阻燃的效果。

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，因為裂解產(chǎn)物在燃燒過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. 分解吸熱阻燃機理

阻燃劑在受熱狀態(tài)下發(fā)生了吸熱分解反應如：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. 脫水碳化阻燃機理

阻燃劑在受熱過程中，通過改變纖維熱裂解，來促進纖維的脫水、環(huán)化和交聯(lián)等過程，進而形成了炭層。

炭層的形成可以減少可燃性氣體的生成，還可以對織物有覆蓋隔絕作用，以此種阻燃機理作用的阻燃劑多為含磷類阻燃劑。普遍認為磷酸鹽及有機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，阻止了左旋葡萄糖的形成，并且使纖維素進一步脫水，生成了不飽和雙鍵，加快了纖維素分子間的交聯(lián)反應速度，提高了織物的殘?zhí)可陕?，達到阻燃的目的

5、熔滴效應

某些熱塑性合成纖維，如聚酰胺、阻燃滌綸，在加熱時發(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，因為纖維素纖維不發(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

當自由基與器壁或塵粒表面接觸時，可能失去活性。在塵?；蛉萜鞅诿婵砂l(fā)生下述反應：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程的繼續(xù)進行。

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阻燃面料的標準

（一）、阻燃面料美國標準：

1.? CA-117在美國是一種廣泛使用的一次性防火標準，并不要求經(jīng)過水后測試，適用多數(shù)出口美國的紡織品。

2.? CS-191是美國通用的防護服防火標準，強調(diào)長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，有較高的技術含量和利潤附加值。

3.? NFPA-701、703是美國消防協(xié)會公布的一項防火標準，適用于公共場所的窗簾等不要求耐水的懸掛織物。測試中同時要求吸附干量、手感等理化指標。

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

5.? NFPA261.94適用于家具覆蓋強物，包括沙發(fā)等。

6.? FAR25-83飛機內(nèi)裝飾織物所要求的防火標準。

（二）、阻燃面料日本標準：

1.? JISL1008-69飛機裝飾織物防火標準；

2.? JISL1091防護服標準；

3.? JIS1201=FMVSS302汽車裝飾織物防火標準；

（三）、阻燃面料英國標準：

1.? BS7177（BS5807）適用于英國公共場所的家具及床墊等織物。特別要求防火性能，測試方式嚴格?；鸱N分為0~7級八個火源，分別對應于低度、中度、高度和極高度危險四個防火等級。

2.? BS7175適用于酒店賓館、娛樂場所及其他人員密集場所的永久性防火標準。測試要求通過Schedule 4 Part 1及Schedule 5 Part 1兩種或更多的測試火種。

3.? ?BS7176適用于家具覆蓋織物，要求防火和耐水洗，測試時要求織物和填充物同時達Schedule 4 Part 1、Schedule 5 Part 1和煙密度、毒性等測試指標。是比BS7175（BS5852）更為嚴格的一項襯墊座椅防火標準。

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

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

（四）、阻燃面料德國標準：

1.? DIN-4102（DIN66084）裝飾織物防火標準；

2.? DIN23320及DIN54336-80（DIN66083）防護服防火標準；

（五）、阻燃面料法國標準：

1.? NFG07-184防護服面料；

2.? NFG92-501-505裝飾織物防火標準；

（六）、阻燃面料國內(nèi)標準：

國家標準將阻燃織物分為B1（難燃材料）、B2（可燃材料）、B3（易燃材料）3個等級，統(tǒng)一按GB/T 5455-2014《紡織品 燃燒性能 垂直方向損毀長度、陰燃和持續(xù)時間的測定》和GB/T 5454-1997《紡織品燃燒性能試驗 氧指數(shù)法》進行試驗。

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

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阻燃面料的檢測手段

1. 垂直檢測法

垂直檢測法是使用特定的點火源（火焰的高度40mm以上），從織物的底部邊緣的規(guī)定的燃燒時間的中心到燃燒的固定垂直U形夾子的織物離開，通過織物燃燒的狀態(tài)進行檢查的方法。垂直檢測法是國內(nèi)外完善的阻燃測試方法之一，大部分的標準規(guī)范在各行各業(yè)起到了指導作用。

美國標準：16CFR1615/1616 《兒童睡衣易燃性標準》；ASTMD6413 《垂直燃燒法-美標阻燃測試》；

歐洲標準：BS EN ISO 6940 《紡織織物 燃燒性能 垂直向樣品易燃性測定》；

日本標準：JIS L 1091-1999《紡織品可燃性的測試方法》；

中國標準：GB/T 5455-2014 《紡織品 燃燒性能 垂直方向損毀長度、陰燃和續(xù)燃時間的測定》。

2. 45°斜面檢測法

45°斜面檢測法指的是在特定的情況下，該樣品是斜45°角擺放的，樣品點火時間1s，具有燃燒火焰從一個織物的燃燒強度來評估所需的一定的距離為方法時，通過持續(xù)的燃燒和測陰燃時間的樣品，破壞區(qū)和測量的織物阻燃效果的長度的一種檢測方法。

美國標準：16CRF part1610 《衣用紡織品易燃性標準》；

加拿大標準：CAN/CGSB-4.2 No.27.5 《紡織品45°—1s火焰沖擊測試》；

中國標準：GB/T 14644-2014 《紡織品 燃燒性能45°方向燃燒速率的測定》;GB/T 14645-2014 《紡織品 燃燒性能 45°方向損毀面積和接焰次數(shù)的測定》。

3. 水平檢測法

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

日本標準：JISL 10911-1999《紡織品可燃性的測試方法》;

中國標準：FZ/T 01028-1993 《紡織織物 燃燒性能測定 水平法》;

GB/T 8410-2006 《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》。

4. 極限氧指數(shù)檢測法

極限氧指數(shù)檢測法指的是發(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有阻燃。

雖然靈敏度高的特點是極限氧指數(shù)檢測法的優(yōu)點，但在測試條件和操作人員的要求方面很高，并在測試織物的實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研究試驗裝置，不經(jīng)常在生產(chǎn)過程中使用。

中國標準：GB/T 5454-1997 《紡織織物 燃燒性能測定 氧指數(shù)法》。

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阻燃面料的未來發(fā)展趨勢

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

如在生產(chǎn)方法上采用多種形式相結合，對阻燃纖維織物進行防水、拒油處理；采用阻燃纖維紗與導電纖維交織以生產(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，開發(fā)高效、無毒、對材料性能影響小的阻燃劑。從而趨向反應型阻燃劑的開發(fā)以及具有較好的相溶性的添加型阻燃劑的開發(fā)；開發(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合；開發(fā)具有不同應用范圍的系列阻燃劑等。這些都將是未來發(fā)展的趨勢和方向。