織物阻燃理論
碳水化合物(纖維素纖維,木材,糧食)，受熱到300℃左右,就開始裂解，裂解方式有二種可能，第一種是分解成碳和水，第二種是分解為碳氫(或含氧)化合物，主要是乙烷，乙烯，丙烯，還有部分乙醛，丙烯醛，丁烯，丁二烯，羥基丙酮，異丁烯醛，丙二烯和含量不多的丙酮，丙烯醇，苯，甲苯，羧酸，糠醛，甲醇，甲基丁二烯。阻燃，是通過控制熱分解方式的方法來實現的。磷元素可以使碳水化合物按第一種方式裂解為碳和水。碳，是不易點燃的固相物質。水，吸熱汽化，不僅降低火區溫度，還稀釋了空氣(降低氧的含量百分比)，在供氧不足的條件下，燃燒速度下降，布片在垂直點燃后，上串火焰的熱量被用來裂解纖維，分解產物中的碳和水，使火勢逐漸減弱，直至熄滅。當然，磷化物祗能進入纖維無定形區的部分空間，上述反應不是全都如此。析出的也并非都是碳，而是伴隨著焦碳，焦油等碳的高聚物。由于阻燃纖維在燃燒時的降溫，析碳，以及磷化物殘留于未燃物表面，使未能燃燒的剩余物大大增加。發生這類阻燃作用的，一般稱之為凝固相阻燃劑。用尿素，三聚氰胺，氨來增加織物上含氮量，對磷處理有增效現象。燃燒時生成的PN鍵有利于纖維脫水反應的增加，生成的非揮發性磷酸胺鹽有阻止暗火的作用。但是這里所說的含氮物指的是伯胺化合物。經過羥甲基化的胺基（仲胺，叔胺）生成P-N鍵的可能性就小了，印染上用的后整理劑"2D樹脂"則完全沒有這個作用（《阻燃材料與技術》1988試刊p41-45）。如果為了提高阻燃劑在織物上的牢度，選用羥甲基化合物作交鏈劑，則是另一個問題了。也有一些纖維，不是碳水化合物，如羊毛，絲綢用磷系阻燃劑效果較差。它們可以采用重金屬離子絡合法，如同媒染染料染色那樣，鈦或鋯化合物與纖維絡合后，有良好的阻燃效果。腈綸纖維采用有限水解方法使部分氰基變為羧基，而后用金屬鹽處理，生成羧酸鹽。經銅，鋅，鈣處理后的改性腈綸，不僅有很好的阻燃性，其耐熱性也有很大提高。另一類阻燃劑是鹵素，鹵化合物，在火焰中均裂為自由基，能有效地捕獲正在燃燒著的火焰中的烴，氫，氧自由基，降低反應活性，削弱火勢，這類在火焰中起作用的稱為氣相阻燃劑。但是有機鹵化合物的分解溫度大多低于320℃，過早分解逸散，會失去進入火焰的機會。作為補充；三氧化二銻與有機鹵化物共熱時生成鹵化銻，它在較高溫度條件下產生游離基，阻燃效果比單獨用有機鹵化物提高好幾倍。以有機氯與三氧化二銻反應為例； R·Cl (250℃)→R HCl 2HCl
Sb2O3(250℃)→SbOCl（白色固體） H2O 氯氧化銻在不同溫度條件下，逐步分解出可以均裂為游離基的三氯化銻。這樣的階梯溫度方程共有四個平臺； Ⅰ 5SbOCl(固)245~280℃→Sb4O5Cl（固） SbCl3（氣） Ⅱ 4Sb4O5Cl2(固)410~470℃→5Sb3O4Cl（固） SbCl3（氣） Ⅲ 3Sb3O4Cl(固)473~565℃→4Sb2O3（固） SbCl3（氣） Ⅳ Sb2O3(固)658℃→Sb2O3(液) 鹵-銻氣相阻燃體系，作為織物后整理的缺點是；三氧化二銻對織物沒有親合力也沒有可交聯基團，必須依靠涂料粘合劑來固著。它的優點是；可用于任何織物。其耐洗性的好壞可由粘合劑用量來決定。就滌綸纖維來說，有機磷和鹵化物（即使在沒有協效劑的情況下），都能獲得很好的阻燃效. 阻燃劑的毒性 *磷-氮系列-- 毒性很小 *磷-溴(磷酸三[2，3-二溴丙基]酯）-- 致癌物 甲醛化合-- 可引起皮膚過敏 *鋯化合物 --可引起肺和皮膚發炎 氯代聯苯 --有毒 *溴代聯苯-- 毒性比氯代物低，溴越多毒屬性越小 一．滌綸織物阻燃整理(1) -磷系阻燃劑用于滌綸和滌棉的磷系阻燃劑的代表性產品，是美國莫倍爾公司的恩的勃拉士19T
(Antiblaze 19T) 的結構式； 淺黃色透明液體，能與水互溶，活性有效成份＞93¼?含磷量＞20.5¼?毒性小。國內同類產品有；FRC-1（常州）FR-102（北京）在熱融時，它能溶入滌綸纖維，未進入的可以被洗除。 （2）-溴系阻燃劑資料來源；1989年北京《國際阻燃研討會論文集》。p552 對滌綸有親和力的溴類阻燃劑，通過高溫高壓染色法可以進入滌纖內部，而獲得耐洗的阻燃效果.在4owf)，130℃一小時條件下，幾種化合物的上染率如下。 阻燃劑 上染率 有效用量( TDBPP磷酸三(2,3溴丙基)酯 79.5 2 TDCP磷酸三(2,3二氯丙基)酯 57.5 3 TCP磷酸三甲苯酯 73.3 3.5 HBCD六溴環十二烷 48.2 1.5 TBA-EO四溴雙酚A-羥乙基醚 75.5 4.5
DBPP-Am銨基-磷酸二(2,3溴丙基)酯 0 - DBDPE十溴二苯醚 0 -采用Coil接焰法(在10公分長的彈簧圈內放1克重的長條滌綸織物，45°角點燃，三次接焰才能把織物燒盡。此時，織物上阻燃劑的含量(稱為有效用量)，可以作為阻燃劑阻燃效果大小的對比標準。有關阻燃劑的測試結果列于上表，其中雖以TDBPP最好,但是它有致癌作用而被禁用，HBCD無毒，并且對分散染料染色牢度的影響最小，加強洗滌還可以改善手感。六溴環十二烷通過精磨加工，細度1μ左右時，上染率可以接近60??用HBCD處理的滌綸織物,強力沒有變化,經25次洗滌,阻燃指標不變,但耐干洗稍差.,用紫外線幅照24小時,HBCD處理后的滌綸織物,強力下降50·¦右,HBCD對滌綸的光氧化促進作用可能是造成整理織物耐曬牢度差的主要原因(資料來源;上海印染學術年會論文資料集96年p218) 二．腈綸阻燃整理資料來源；1989年北京《國際阻燃研討會論文集》。P237，p320腈綸比滌綸，尼龍容易燃燒氧指數最低（18-18.5）燃燒熱最高（35.95KJ/g）是一種易燃纖維，它的阻燃整理，有效和理想的不多，合纖通用的氣相阻燃整理劑，可用，也有效果，但處理中溫度一高，手感就不好。采用濃鹼水解方法，使纖維上氰基變為羧基鈉鹽，再用鹽酸酸化為羧基。而后用金屬鹽與之反應，生成金屬絡合物(1)，可以獲得很高的限氧指數。但是濃鹼水解的不光是氰基，它也拆斷纖維的長鏈，因此纖維強力下降比較嚴重，如果用水合肼來處理腈綸，氰基與聯氨加成，生成二胺，進而與重金屬螯合(2)，獲得阻燃效果，而對纖維的損傷程度，比鹼水解方法小得多。 R-C≡N NaOH
H2O→RCOONa NH3 RCOONa HCl→RCOOH 處理后的腈綸纖維在耐熱性和阻燃性方面都有明顯提高，耐熱性最好的是鈣鹽，熱分解溫度，可從處理前的300℃提高到550℃，離火自熄性很好，銅鹽處理后的限氧指數，可以從處理前的18??高到50¼?鋅鹽的限氧指數為32¼?但迄今為止這一方法尚未見有工業化生產報導。 3．3．1整理工藝資料來源；1989年北京《國際阻燃研討會論文集》。p320腈綸織物，燒鹼處理，鹽酸中和，得到改性腈綸，即部分氰基變為羧基（略）。另法是用水合肼直接處理將氰基加成生成二胺。然后用金屬鹽浸泡，生成胺基螯合物。具體工藝如下；織物去油，烘干后浸泡在水合肼（工業含聯氨40¼?中，浴比; 1：20，90℃，45分鐘，水洗，烘干。再用硫酸鋅，硫酸銅等5?水溶，液室溫浸泡30分鐘（浴比1：20）
3．3．2整理效果；資料來源；1989年北京《國際阻燃研討會論文集》。p237腈綸原樣
水合肼處理樣 鋅螯合樣 銅螯合樣 氧指數 18.5 - 35.0 50.0
斷強（g/d） 3.18 2.15 1.96 - 斷伸（¼? 42.4 20.8 29.2 -
吸濕率（¼? 1 10.0 10.1 -
三．尼龍織物阻燃整理尼龍等聚酰胺類纖維；熔點215℃，分解溫度315℃，著火點530℃，熔點與著火點相差較大。燃燒時較易熔融滴落，脫離火源而不燃燒，因而被認為是自熄性的。相對地說，其蔓延燃燒的為害性較小。但是此類紡織品仍屬易燃品。它的熔融物在灼烈的幅射熱作用下，可以分解燃燒。盡管對尼龍織物阻燃整理進行過不少研究。可是磷，鹵兩系整理劑效果都不太明顯。有用F/R
P53粘合。但到目前為止，值得推薦的后整理方法，仍祗有硫脲和聚硼酸酯二種方法。前者是提高氧指數，后者是降低熱分解速度。（摘自；《阻燃材料及應用》p231，《阻燃材料與技術》1988
試刊p46-51） 整理工藝 配方； 羥甲基硫脲 10-20氯化銨（催化劑）
0。5-1 滲透劑 0，2 柔軟劑 1-2 工藝； 浸軋，烘干，焙烘150℃，1。5-4分鐘。水洗，烘干。整理效果
尼龍6的氧指數可從24。5提高到34。0
四．棉布織物阻燃整理資料來源；《全國紡織品阻燃技術研討會論文集》p1-10（99.5
北京） 普羅本阻燃整理普羅本預縮體(65 40 其他 X/100
注： 普羅本初縮體，是由THPC和尿素(mol比1:1)縮合的水溶液，有效成份64.5-67¼?工作液中初縮體的用量以最終織物上磷的含量不少于3¸º準。工作液配制方法；加水化好后加非離子表面活性劑,滲透劑，柔軟劑…如常規，浸軋、烘干、氨薰(室溫2-10分鐘)、冷氨水浸漬(氨水︰水=10︰60)，皂洗
(肥皂5,雙氧水2克/升.45℃，10分鐘)，熱水洗(95℃，10分鐘)。
Proban氨薰法，不僅耐久性好(耐洗200次)而且其安全性符合兒童睡衣要求。
CP型阻燃整理資料來源；《全國紡織品阻燃技術研討會論文集》p1-10（99.5
北京） 派羅伐特克斯CP 300克 醚化氰醛樹脂(固著劑) 50克
尿素 10克 壬基酚乙二醇醚(穩定劑)1克 聚乙烯乳液(柔軟劑)
5克 氯化氨(催化劑) 4克/升 浸軋,烘干,焙烘(160-165℃,4-5分鐘),鹼洗,水洗,烘干.
注;CP是N-羥甲基丙烯酰胺二甲基磷酸酯化合物,簡稱NMPPA。
國產的同類產品有：CFR201（上海）CR3031（天津）FRC-2（常州）FR-101（北京）以提高耐洗性為目的的有；日本Ciba-Geige公司，改良型Pyrovatex
CP new。
二類整理劑的效果比較資料來源；《全國紡織品阻燃技術研討會論文集》p1-10（99.5
北京） 派羅伐特克斯 普羅本 余燃(秒) 0 0 陰燃(秒) 0 0
炭化長度(cm) 8-9 6(粘膠8) 氧指數 29-34* 34.5-40.5 耐水洗 40次以上
200次 耐工業酸洗 不 可 耐氯漂 稍好 不好 耐老化(貯存)
不好 好 手感 普通 稍硬 撕強保留75 80-90耐磨保留60 80-90可釋放甲醛ppm
380 960 整理對花色的影響 小 稍明顯 注;*國際阻燃會議論文集P489
(1989北京) 安全性(整理后棉布) 派羅伐特克斯 普羅本
半致死量(織物上萃取物) 半致死量(織物上萃取物) LD50(鼠)
大于1萬mg/kg LD50(鼠) 3200-5000 mg/kg LD50(魚) 1000 mg/kg LD50(鱘魚,48小時)
1000 mg/kg 皮膚剌激試驗 無反應 皮膚剌激試驗 陰性(n=20)
皮膚過敏試驗 無反應 動物(兔皮膚) 準陰性(n=20) Amco試驗
無反應 動物(兔眼球) 稍有剌激 小孩試驗 無反應
織物熱分解毒性(磷,氮氧化物)
濃度大于我國大氣標準低于化工生產車間濃度
織物熱分解毒性 低于美國波音公司標準
適用性派羅伐特克斯 家用紡織品,床上用品,室內裝飾品,防護服.
普羅本 工作服,??水溶，液室溫浸泡30分鐘（浴比1：20）
摘自:深圳市安正化工有限公司
