织物阻燃理论
碳水化合物(纤维素纤维,木材,粮食)，受热到300℃左右,就开始裂解，裂解方式有二种可能，第一种是分解成碳和水，第二种是分解为碳氢(或含氧)化合物，主要是乙烷，乙烯，丙烯，还有部分乙醛，丙烯醛，丁烯，丁二烯，羟基丙酮，异丁烯醛，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，是通过控制热分解方式的方法来实现的。磷元素可以使碳水化合物按第一种方式裂解为碳和水。碳，是不易点燃的固相物质。水，吸热汽化，不仅降低火区温度，还稀释了空气(降低氧的含量百分比)，在供氧不足的条件下，燃烧速度下降，布片在垂直点燃后，上串火焰的热量被用来裂解纤维，分解产物中的碳和水，使火势逐渐减弱，直至熄灭。当然，磷化物祗能进入纤维无定形区的部分空间，上述反应不是全都如此。析出的也并非都是碳，而是伴随着焦碳，焦油等碳的高聚物。由于阻燃纤维在燃烧时的降温，析碳，以及磷化物残留于未燃物表面，使未能燃烧的剩余物大大增加。发生这类阻燃作用的，一般称之为凝固相阻燃剂。用尿素，三聚氰胺，氨来增加织物上含氮量，对磷处理有增效现象。燃烧时生成的PN键有利于纤维脱水反应的增加，生成的非挥发性磷酸胺盐有阻止暗火的作用。但是这里所说的含氮物指的是伯胺化合物。经过羟甲基化的胺基（仲胺，叔胺）生成P-N键的可能性就小了，印染上用的后整理剂"2D树脂"则完全没有这个作用（《阻燃材料与技术》1988试刊p41-45）。如果为了提高阻燃剂在织物上的牢度，选用羟甲基化合物作交链剂，则是另一个问题了。也有一些纤维，不是碳水化合物，如羊毛，丝绸用磷系阻燃剂效果较差。它们可以采用重金属离子络合法，如同媒染染料染色那样，钛或锆化合物与纤维络合后，有良好的阻燃效果。腈纶纤维采用有限水解方法使部分氰基变为羧基，而后用金属盐处理，生成羧酸盐。经铜，锌，钙处理后的改性腈纶，不仅有很好的阻燃性，其耐热性也有很大提高。另一类阻燃剂是卤素，卤化合物，在火焰中均裂为自由基，能有效地捕获正在燃烧着的火焰中的烃，氢，氧自由基，降低反应活性，削弱火势，这类在火焰中起作用的称为气相阻燃剂。但是有机卤化合物的分解温度大多低于320℃，过早分解逸散，会失去进入火焰的机会。作为补充；三氧化二锑与有机卤化物共热时生成卤化锑，它在较高温度条件下产生游离基，阻燃效果比单独用有机卤化物提高好几倍。以有机氯与三氧化二锑反应为例； R·Cl (250℃)→R HCl 2HCl
Sb2O3(250℃)→SbOCl（白色固体） H2O 氯氧化锑在不同温度条件下，逐步分解出可以均裂为游离基的三氯化锑。这样的阶梯温度方程共有四个平台； Ⅰ 5SbOCl(固)245~280℃→Sb4O5Cl（固） SbCl3（气） Ⅱ 4Sb4O5Cl2(固)410~470℃→5Sb3O4Cl（固） SbCl3（气） Ⅲ 3Sb3O4Cl(固)473~565℃→4Sb2O3（固） SbCl3（气） Ⅳ Sb2O3(固)658℃→Sb2O3(液) 卤-锑气相阻燃体系，作为织物后整理的缺点是；三氧化二锑对织物没有亲合力也没有可交联基团，必须依靠涂料粘合剂来固着。它的优点是；可用于任何织物。其耐洗性的好坏可由粘合剂用量来决定。就涤纶纤维来说，有机磷和卤化物（即使在没有协效剂的情况下），都能获得很好的阻燃效. 阻燃剂的毒性 *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-- 可引起皮肤过敏 *锆化合物 --可引起肺和皮肤发炎 氯代联苯 --有毒 *溴代联苯-- 毒性比氯代物低，溴越多毒属性越小 一．涤纶织物阻燃整理(1) -磷系阻燃剂用于涤纶和涤棉的磷系阻燃剂的代表性产品，是美国莫倍尔公司的恩的勃拉士19T
(Antiblaze 19T) 的结构式； 浅黄色透明液体，能与水互溶，活性有效成份＞93¼?含磷量＞20.5¼?毒性小。国内同类产品有；FRC-1（常州）FR-102（北京）在热融时，它能溶入涤纶纤维，未进入的可以被洗除。 （2）-溴系阻燃剂资料来源；1989年北京《国际阻燃研讨会论文集》。p552 对涤纶有亲和力的溴类阻燃剂，通过高温高压染色法可以进入涤纤内部，而获得耐洗的阻燃效果.在4owf)，130℃一小时条件下，几种化合物的上染率如下。 阻燃剂 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六溴环十二烷 48.2 1.5 TBA-EO四溴双酚A-羟乙基醚 75.5 4.5
DBPP-Am铵基-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公分长的弹簧圈内放1克重的长条涤纶织物，45°角点燃，三次接焰才能把织物烧尽。此时，织物上阻燃剂的含量(称为有效用量)，可以作为阻燃剂阻燃效果大小的对比标准。有关阻燃剂的测试结果列于上表，其中虽以TDBPP最好,但是它有致癌作用而被禁用，HBCD无毒，并且对分散染料染色牢度的影响最小，加强洗涤还可以改善手感。六溴环十二烷通过精磨加工，细度1μ左右时，上染率可以接近60??用HBCD处理的涤纶织物,强力没有变化,经25次洗涤,阻燃指标不变,但耐干洗稍差.,用紫外线幅照24小时,HBCD处理后的涤纶织物,强力下降50·¦右,HBCD对涤纶的光氧化促进作用可能是造成整理织物耐晒牢度差的主要原因(资料来源;上海印染学术年会论文资料集96年p218) 二．腈纶阻燃整理资料来源；1989年北京《国际阻燃研讨会论文集》。P237，p320腈纶比涤纶，尼龙容易燃烧氧指数最低（18-18.5）燃烧热最高（35.95KJ/g）是一种易燃纤维，它的阻燃整理，有效和理想的不多，合纤通用的气相阻燃整理剂，可用，也有效果，但处理中温度一高，手感就不好。采用浓硷水解方法，使纤维上氰基变为羧基钠盐，再用盐酸酸化为羧基。而后用金属盐与之反应，生成金属络合物(1)，可以获得很高的限氧指数。但是浓硷水解的不光是氰基，它也拆断纤维的长链，因此纤维强力下降比较严重，如果用水合肼来处理腈纶，氰基与联氨加成，生成二胺，进而与重金属螯合(2)，获得阻燃效果，而对纤维的损伤程度，比硷水解方法小得多。 R-C≡N NaOH
H2O→RCOONa NH3 RCOONa HCl→RCOOH 处理后的腈纶纤维在耐热性和阻燃性方面都有明显提高，耐热性最好的是钙盐，热分解温度，可从处理前的300℃提高到550℃，离火自熄性很好，铜盐处理后的限氧指数，可以从处理前的18??高到50¼?锌盐的限氧指数为32¼?但迄今为止这一方法尚未见有工业化生产报导。 3．3．1整理工艺资料来源；1989年北京《国际阻燃研讨会论文集》。p320腈纶织物，烧硷处理，盐酸中和，得到改性腈纶，即部分氰基变为羧基（略）。另法是用水合肼直接处理将氰基加成生成二胺。然后用金属盐浸泡，生成胺基螯合物。具体工艺如下；织物去油，烘干后浸泡在水合肼（工业含联氨40¼?中，浴比; 1：20，90℃，45分钟，水洗，烘干。再用硫酸锌，硫酸铜等5?水溶，液室温浸泡30分钟（浴比1：20）
3．3．2整理效果；资料来源；1989年北京《国际阻燃研讨会论文集》。p237腈纶原样
水合肼处理样 锌螯合样 铜螯合样 氧指数 18.5 - 35.0 50.0
断强（g/d） 3.18 2.15 1.96 - 断伸（¼? 42.4 20.8 29.2 -
吸湿率（¼? 1 10.0 10.1 -
三．尼龙织物阻燃整理尼龙等聚酰胺类纤维；熔点215℃，分解温度315℃，着火点530℃，熔点与着火点相差较大。燃烧时较易熔融滴落，脱离火源而不燃烧，因而被认为是自熄性的。相对地说，其蔓延燃烧的为害性较小。但是此类纺织品仍属易燃品。它的熔融物在灼烈的幅射热作用下，可以分解燃烧。尽管对尼龙织物阻燃整理进行过不少研究。可是磷，卤两系整理剂效果都不太明显。有用F/R
P53粘合。但到目前为止，值得推荐的后整理方法，仍祗有硫脲和聚硼酸酯二种方法。前者是提高氧指数，后者是降低热分解速度。（摘自；《阻燃材料及应用》p231，《阻燃材料与技术》1988
试刊p46-51） 整理工艺 配方； 羟甲基硫脲 10-20氯化铵（催化剂）
0。5-1 渗透剂 0，2 柔软剂 1-2 工艺； 浸轧，烘干，焙烘150℃，1。5-4分钟。水洗，烘干。整理效果
尼龙6的氧指数可从24。5提高到34。0
四．棉布织物阻燃整理资料来源；《全国纺织品阻燃技术研讨会论文集》p1-10（99.5
北京） 普罗本阻燃整理普罗本预缩体(65 40 其他 X/100
注： 普罗本初缩体，是由THPC和尿素(mol比1:1)缩合的水溶液，有效成份64.5-67¼?工作液中初缩体的用量以最终织物上磷的含量不少于3¸º准。工作液配制方法；加水化好后加非离子表面活性剂,渗透剂，柔软剂…如常规，浸轧、烘干、氨薰(室温2-10分钟)、冷氨水浸渍(氨水︰水=10︰60)，皂洗
(肥皂5,双氧水2克/升.45℃，10分钟)，热水洗(95℃，10分钟)。
Proban氨薰法，不仅耐久性好(耐洗200次)而且其安全性符合儿童睡衣要求。
CP型阻燃整理资料来源；《全国纺织品阻燃技术研讨会论文集》p1-10（99.5
北京） 派罗伐特克斯CP 300克 醚化氰醛树脂(固着剂) 50克
尿素 10克 壬基酚乙二醇醚(稳定剂)1克 聚乙烯乳液(柔软剂)
5克 氯化氨(催化剂) 4克/升 浸轧,烘干,焙烘(160-165℃,4-5分钟),硷洗,水洗,烘干.
注;CP是N-羟甲基丙烯酰胺二甲基磷酸酯化合物,简称NMPPA。
国产的同类产品有：CFR201（上海）CR3031（天津）FRC-2（常州）FR-101（北京）以提高耐洗性为目的的有；日本Ciba-Geige公司，改良型Pyrovatex
CP new。
二类整理剂的效果比较资料来源；《全国纺织品阻燃技术研讨会论文集》p1-10（99.5
北京） 派罗伐特克斯 普罗本 余燃(秒) 0 0 阴燃(秒) 0 0
炭化长度(cm) 8-9 6(粘胶8) 氧指数 29-34* 34.5-40.5 耐水洗 40次以上
200次 耐工业酸洗 不 可 耐氯漂 稍好 不好 耐老化(贮存)
不好 好 手感 普通 稍硬 撕强保留75 80-90耐磨保留60 80-90可释放甲醛ppm
380 960 整理对花色的影响 小 稍明显 注;*国际阻燃会议论文集P489
(1989北京) 安全性(整理后棉布) 派罗伐特克斯 普罗本
半致死量(织物上萃取物) 半致死量(织物上萃取物) LD50(鼠)
大于1万mg/kg LD50(鼠) 3200-5000 mg/kg LD50(鱼) 1000 mg/kg LD50(鲟鱼,48小时)
1000 mg/kg 皮肤剌激试验 无反应 皮肤剌激试验 阴性(n=20)
皮肤过敏试验 无反应 动物(兔皮肤) 准阴性(n=20) Amco试验
无反应 动物(兔眼球) 稍有剌激 小孩试验 无反应
织物热分解毒性(磷,氮氧化物)
浓度大于我国大气标准低于化工生产车间浓度
织物热分解毒性 低于美国波音公司标准
适用性派罗伐特克斯 家用纺织品,床上用品,室内装饰品,防护服.
普罗本 工作服,??水溶，液室温浸泡30分钟（浴比1：20）
摘自:深圳市安正化工有限公司
