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绿色阻燃剂无卤阻燃剂在纺织面料中的应用

浏览:56 发布日期:2018-01-03

  绿色阻燃剂无卤阻燃剂在纺织面料中的应用

  生态环境问题是当今世界人类面临的中心问题之一,目前地球生态环境的恶化已明显威胁人类的生存。而绿色化学是将原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不生成或很少生成副产品或废物,实现废物“零排放”的一种化学生产工艺,无卤阻燃剂厂家认为,该工艺具有原料无毒无害、转化率高、环境友好等特性。

  绿色阻燃剂因其从设计思想、原料选择、配色设计、工艺流程到产品的保存、应用及废品处理等各个环节都遵从绿色化学理念,也就是说最大限度地减少或取消那些对人类健康、生态环境、社会安全有害的原料和生产工艺的使用,不以人的安全和环境污染为代价来提高材料的阻燃效果,所以它真正实现了从源头上阻止阻燃材料的污染。

  一、绿色阻燃剂分类

  阻燃织物中的阻燃剂的作用就是减少材料着火的机会和减慢火焰蔓延的速度。在人们对阻燃剂需求量增大的同时,阻燃剂的性能要求也更加多面化。绿色阻燃剂本身在生产和使用过程中应是无毒害的,它应有良好的耐热稳定性、耐老化性、耐光稳定性、无腐蚀性,同时,其燃烧产物应为低烟低毒。目前绿色阻燃剂的种类繁多,按化学成分、组成结构及阻燃机理,可分为无卤阻燃剂、纳米高聚物/无机复合阻燃剂、无机阻燃剂和膨胀型阻燃剂。

  1、无卤阻燃剂

  无卤阻燃剂主要包括磷系阻燃剂 、金属氢氧化物阻燃剂。

  磷系阻燃剂的阻燃机理主要是含磷化合物受热时会分解生成聚偏磷酸。聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物,在燃烧物表面形成隔离层。另外,由于聚偏磷酸脱水作用促进炭化,使表面形成炭化膜,从而起到阻燃作用,磷系阻燃聚合物燃烧时,对环境污染少,阻燃剂含量较少就能达到好的阻燃效果,且对聚合物材料的各种性能影响小,得到了广泛的应用。

  氢氧化铝和氢氧化镁是金属氢氧化物阻燃剂的主要品种,它有无毒性、低烟、腐蚀小、价格低、热稳定性好等特点,被誉为无公害阻燃剂。

  将氢氧化铝、氢氧化镁超微细化,并用有机硅偶联剂或脂肪酸进行表面改性处理,可以使其在树脂中迅速分散成一体,从而降低火焰的传播速度,使燃烧时生成的烟量、有毒气体量和腐蚀性气体量都相当少,大大提高了其阻燃抑烟的效果。

  2、膨胀型阻燃剂

  可膨胀石墨是一种特殊的膨胀型阻燃剂。该阻燃剂无需酸源脱水,在高温下,可膨胀石墨中的嵌入层受热易分解,产生的气体使石墨的层间距迅速扩大几十至几百倍。当可膨胀石墨与高聚物混合时,在火焰的作用下,可膨胀石墨能在高聚物的表面形成一坚韧的炭层,从而起到阻燃的作用。

  3、无机阻燃剂

  无机阻燃剂主要包括硅系阻燃剂、硼酸系阻燃剂:

  有机硅系阻燃剂是近年来开发的一种新型高效、低毒、防熔滴、环境友好的无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂,它在赋予高聚物优异阻燃抑烟性的同时,还能改善材料的加工性能及提高材料的机械强度,特别是低温冲击强度。

  随着环保意识的日益加强,硅系阻燃剂及以硅阻燃剂为基础的复合物将是今后研究和开发绿色化阻燃剂的主要趋势之一。

  硼酸锌是一种有效的、多功能阻燃剂、抑烟剂。它含有结晶水,在火焰中,这些水释放出来,吸收热量,减少了火焰蔓延所需要的热量并稀释了氧含量。硼酸锌还可以与其他金属化合物在材料表面形成熔融的硼酸盐隔离层,并形成硼酸盐骨架,对氧气起到很好的阻隔效果。

  4、纳米高聚物/无机复合材料阻燃剂

  纳米复合材料是指将材料中的一个或多个组分以纳米尺寸或分子水平均匀地分散在另一组分的基体中,它的研究只有十几年的历史。但是试验证明,因其存在超细的尺寸,所以各种类型的纳米复合材料的性质比其相应的宏观或微米级复合材料均有较大改善,材料的热稳定性和阻燃性能也有较大幅度提高。

  二、绿色阻燃剂在纺织品中的应用

  随着科技的发展,人们对于纺织品安全性能的要求也越来越高,纺织品阻燃安全性能已经成为国际上纺织品检测的重要指标之一,而国内对阻燃安全性能的检测要求也越来越重视。除了使用本质阻燃面料,如芳纶、腈棉、杜邦凯夫拉、诺梅克斯、澳大利亚PR97等,后整理阻燃面料也已经在大量地使用过程中,使用更加绿色安全的阻燃剂对纺织品进行阻燃整理也日趋为各国的纺织品市场所接受。

  这些绿色的阻燃剂不仅应用于那些特殊工种服装,如焊工服、消防服,也可以应用于日常的纺织面料中,如居家装饰和被褥用织物,军用品和汽车构件材料中也大量用到了阻燃纺织品。因此,安全、绿色、手感良好的阻燃剂市场占有率也会增加。

  绿色阻燃剂如无卤阻燃剂,因其高效、低烟、低毒等特性,最终可以取代含卤阻燃剂;磷系阻燃剂和无机氢氧化物也应进一步加强研究,特别是在阻燃剂的微胶囊化技术、超细化技术、表面改性处理技术等方面,通过微胶囊化可以降低红磷的吸湿水解性,减少有毒磷化氢气体的放出;膨胀型阻燃剂和高聚物/无机纳米复合材料阻燃剂因其具有优良的阻燃性能和物理性能以及无毒、无污染等优点,必将成为下一步研究开发的重点。