一、前言
阻燃纤维是指这样一种纤维,它或者是纤维材料本身具有阻燃功能,或者是纤维经处理后,与火源接触纤维不能燃烧或燃烧反应不充分,仅有较小火焰燃烧,火源撤走后,火焰能较快地自行熄灭。阻燃纤维织物就是指采用阻燃纤维或经阻燃剂与树脂特殊加工整理而成的具有良好阻燃性能的织物。阻燃纤维是一种具有良好阻燃性能的高功能纤维。经国际权威检测机构SGS认定,极限氧指数LOI值大于或等于28%的纤维为阻燃纤维。阻燃纤维分为涤纶阻燃、粘胶阻燃、腈纶阻燃等。而在人们大量消费纤维制品,享受它带给人们的温暖、舒适、靓丽的同时,因纤维制品燃烧引起的火灾也已经成为现代社会的重大灾害之一。对由火灾引起的死亡事故进行调查的结果表明,由室内装饰品及纺织品引起的火灾量占到总火灾量的第一位。同时我们发现,可燃性纺织品燃烧时释放的有害气体对人体的危害程度大大超过阻燃性纺织品。因此,为防止火灾,生产阻燃纤维已越来越受到重视。在国外,美国联邦安全委员会针对美国连续不断的火灾给人们的生命安全带来的巨大威胁,在原来美国加州TB603标准的基础上制定出了要求更为严格的1633法案,并且在2007年7月1日开始在美国的50个州强制实施。该法案主要针对的是床垫产品的阻燃性能。
二、国内外部分阻燃纤维公司开发的新产品与建设的产能情况
1.山东理工大学
山东理工大学研究人员采用铜离子处理腈纶,再与水合肼及反应助剂组成的混合水溶液反应制备了阻燃腈纶,探讨了处理工艺条件对纤维性能的影响。结果表明,在水合肼加入量为20Ml,w(NaOH)为5%的NaOH4.7Ml,质量分数为10%的精炼剂9.4mL,甩干时间3min,热处理温度160℃,热处理时间180min条件下,得到的阻燃腈纶断裂强度为2.15Cn/dtex,断裂伸长率为21.4%,极限氧指数为32.83%。
2.北美LLC公司
2012年第一季度获悉,北美LLC公司开发阻燃热塑性弹性体,北美LLC联盟聚合物和服务公司开发出面向生活消费、工业电子电源线和辅助电缆领域的无卤阻燃苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体。该新产品中的MaxelastFH7800系列可用于制造电源插头,充电器电缆,电子电源线,辅助电缆及带状导线,可作为无卤和无邻苯二甲酸酯柔性聚氯乙烯的替代物,产品易于加工,表面性能良好。该系列具有邵尔A硬度从60到96多款产品可供选择,依据等级的不同,产品分别符合《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》对6种有害物质以及多环芳烃和氯酚含量的要求,符合UL组织规定的1581(充电器电缆)和94(电源插头)标准。
3.四川东材科技集团股份有限公司
2012年上半年获悉,四川东材科技集团股份有限公司拟建3万吨/年(年产7200套大尺寸绝缘结构件)无卤永久性高阻燃聚酯生产线,该项目选址在锦阳市经济开发区,新增生产设备122台,组成一条无卤永久性高阻燃聚酯生产线。
4.荣盛石化公司
2012年3月获悉,上市公司--荣盛石化公司日前发布公告,拟由全资子公司--浙江盛元化纤有限公司投资建设年产29万吨差别化涤纶长丝改造提升项目。该项目投资总额为18.93亿元,预计建成投运后年营业收入可达50亿元,利润总额5.72亿元。该项目前期建设已经开始,预计建设期两年,2013年11月达产。浙江盛元化纤有限公司年产29万吨差别化涤纶长丝改造提升项目建设地点为杭州市萧山区益农镇,拟利用企业现有车间和原有的20万吨聚酯产能,通过引进增加设备,形成新增9万吨阻燃聚酯、8.8万吨阻燃FDY、10万吨超细旦FDY丝及配套用纸管的生产能力,并将原有10万吨环保健康多功能纤维(POY丝)后加工为10万吨环保健康多功能DTY丝,最终形成29万吨差别化涤纶长丝的年生产能力。
5.上海石化公司
2012年4月获悉,中国石化上海石油化工股份有限公司制定的《阻燃聚酯切片行业标准》通过中国化学纤维工业协会组织的专家审定。此前,上海石化主持或参与过制定阻燃聚酯切片、涤纶预取向丝、缝纫线用纶短纤维、涤纶工业长丝、纤维级聚酯切片、涤纶超短纤维的产品质量国家标准或行业标准。这些标准已基本涵盖了涤纶聚酯系列产品。《阻燃聚酯切片行业标准》将为中国阻燃聚酯切片的生产、贸易流通领域的检验以及第三方监督检验提供依据,也将进一步促进聚酯行业的发展。
6.吉林化纤股份有限公司
2012年5月份获悉,吉林化纤股份有限公司在成功开发磷系阻燃粘胶纤维的基础上,又深入开发了以黑色系为主,多种颜色体系为辅的磷系原液着色阻燃粘胶纤维,这一技术不仅填补了国内空白,且打破了国外的技术垄断,也成为吉林化纤新品开发的亮点。据介绍,吉林化纤的阻燃粘胶纤维是在其具有自主知识产权的粘胶专用磷系阻燃剂DXL1212基础上进行研发的,DXL1212阻燃剂由吉林化纤股份有限公司控股子公司吉溧化工有限公司,也是国内唯一一家专业阻燃剂生产厂家生产的,是世界上除克莱恩公司外实现工业化生产最重要的生产厂家。从2008年开始,吉林化纤利用三年时间,成功完成从阻燃剂开发到阻燃纤维小试、中试及工业化生产的全过程,产品质量达到国内先进水平,获得了用户的认可。从2011年下半年开始,公司又着手研究原液着色阻燃粘胶纤维,并于2012年3月成功实现了工业化生产,目前,公司已开发出以黑色阻燃纤维为主,不同颜色为辅的原液着色阻燃粘胶纤维体系。吉林化纤股份有限公司的副总工程师夏郁葱表示,在开发过程中,公司的研发团队克服了很多技术难题,磷系阻燃纤维是粘胶纤维中最重要的差别化品种之一,也是技术含量非常高的纤维品种。这主要是因为天然纤维素分子在接枝共聚上存在许多困难,目前的阻燃粘胶纤维均是采用共混方式,但因其阻燃剂加入量非常大,给实际生产带来诸多不利因素,对产品质量影响很大。如果再加入着色颜料,其生产会变得更加困难,尤其会对纤维的强度损伤大,为解决这一生产难题,研发团队分别在纳米技术、乳化分散技术、高湿模量纤维技术等多个方面进行攻关,经过半年的小试和中试,成功地克服了上述难题。该纤维的重要指标极限氧指数LOI值达到28以上,成品强度能够达到2.0CN/dtex以上,且可纺性稳定,产品试纺达到用户要求。
7.兰精公司
回顾在2012年5月18-20日期间召开的TechtextilNorthAmerica(北美国际产业用纺织品及非织造布展)上,Lenzing(兰精)公司推出了新型的黑色阻燃纤维LenzingFR®BLACK,该纤维是目前市场上唯一一种黑色阻燃再生纤维素纤维。LenzingFR®BLACK采用专利技术加工,从而使纤维强度大大提高,并进而延长纺织产品的使用寿命。此外,其优异的耐光色牢度和耐汗渍牢度进一步提升了防护服的附加值。该纤维生产工艺绿色环保,独特的着色技术不会产生废水,因为染料是直接加入纺丝物料中的。LenzingFR®BLACK纤维可用于各种工业热防护服中,这些领域要求服装具有耐久的颜色。目前,以天然木材为原料、采用LenzingModal®生产工艺加工的LenzingFR®已为全球阻燃纤维素纤维树立了标杆。
8.山东银鹰化纤有限公司
山东银鹰化纤有限公司在入行之初,就对市场上的粘胶阻燃纤维进行了大量的比对和认真的筛选。早期的阻燃粘胶纤维是采用后整理的方法生产的。它是在纤维制成后或在生产过程中,用含氮有机磷酸酯类化合物对纤维进行处理,或将三氧化二锑与含卤素的阻燃剂以乳胶状态涂在纤维的表面。这种方法制备的纤维阻燃效果较好,但是遇火产生的烟雾大,纤维耐水洗性能差,在纤维进行染整过程中阻燃性能容易受到损伤。后来,人们开发出了共混添加法用于生产阻燃纤维,它是在纤维素磺酸酯溶解后期将阻燃剂添加于纺丝原液中,制成具有阻燃性的粘胶纤维。使用这种方法时,为了达到阻燃的要求,在粘胶原液中就需要添加大量的阻燃剂,添加阻燃剂重量通常是纤维重量的15%~30%。由于阻燃剂是在纺丝之前加入到粘胶原液中的,这就要求阻燃剂不仅要耐碱、耐酸、耐热性优良,而且要不溶于水。近年来,人们开始研究接枝共聚法生产阻燃粘胶纤维。纤维和含磷及卤素元素的乙烯基单体发生接枝共聚可以得到阻燃的粘胶纤维。纤维素具有较高的结晶度,同时分子间和分子内存在大量的氢键,纤维素不能溶于大多数的有机溶剂当中,所以寻找进行阻燃性能接枝聚合的环境和引发条件非常困难。用这种方法制备阻燃粘胶纤维的技术难度和生产成本也是最大的,目前它仅限于实验室开发。目前研究较多、已经工业化生产的阻燃粘胶纤维主要是采用添加法制备的。以兰精公司为代表的添加焦磷酸酯类有机物制备的阻燃粘胶纤维,产品性能优良,但是售价极高,属于高端产品,同时兰精公司具有完善的知识产权保护和对阻燃剂的市场垄断。我国国内生产的硅系阻燃剂生产制备阻燃粘胶纤维技术,产品强力较低、疵点率高、手感差,多用于制备非织造布、填充物等一次性安全防护用品。最终,山东银鹰化纤有限公司确定了性价比介于硅系、磷系阻燃剂之间的纺织用硅氮系阻燃纤维的研制、开发方案,并进行了大量卓有成效的工作,成功找到了适用的硅氮系新型阻燃剂类型和制备方法,在2010年7月完成了阻燃纤维的初次中试化生产。之后,山东银鹰化纤有限公司与青岛大学、杭州奥通、新乡长弘化工等单位密切合作,不断摸索,优化工艺,多次进行中试生产。为了提高阻燃纤维的稳定性、可纺性,公司斥资建成了完善的纺前注射系统。经过不懈努力,山东银鹰化纤有限公司于2011年12月顺利完成了硅氮系新型阻燃粘胶纤维的大线稳定生产。
三、结束语
随着经济的发展和城市现代化进程的加速,人们对纺织品的阻燃要求日益提高。因为大多具有可燃的特性,纺织品越来越成为引发火灾的重要因素之一。据有关部门统计,全世界由纺织品引起的火灾数量约占火灾总数的一半,起火的主要原因是由床上用品和室内装饰物引起的,而且事故的次数有逐年递增的趋势,造成的直接经济损失达数千亿美元,给人类生存带来了巨大的灾难。因此,阻燃纤维对于减少火灾事故的发生,保障人民的生命安全以及避免惨重的经济损失有重大的意义。 转载本网专稿请注明:"本文转自锦桥纺织网"
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