防阻燃面料前言
美國“非織造工業”副主編Ellen Wuagneux近日對阻燃技術作了簡要分析。他認為,阻燃材料行銷業目前正走熱,但全球原料供應商並不同步;美國州級和聯邦級新的法規以及現代化技術的興起,都空前地對這一行業提出了新的要求和挑戰。防阻燃面料概說
根據市場內情分析,北美、中美和歐洲阻燃(FR)技術發展勢頭特好。美國南卡羅萊納州Spartanburg的Apexical有限公司(原Apex化學生產公司)技術市場經理John Phifer說,這種形勢預示市場將繼續發展,並需要創新;特別是對能通過加利福尼亞州/消費產品安全委員會(CPSC)床上用品標準和非鹵素阻燃處理方面的技術更感興趣。
美國加利福尼亞州是這方面活動的熱門地域,其它各州常是馬首是瞻。據北卡羅萊納州Charlotte的Basofil纖維公司的CEO,Bob Mckinnon稱,加利福尼亞州是這方面當仁不讓的先行者。2005年完成和通過了一些法令和規範,如聯邦標準16 CFR 1633部分等;正期望有更多的阻燃方面的行動。到2006年末,絕大多數主要床上用品生產商希望生產和銷售這類產品。
通過CPSC以及加利福尼亞州的努力,將率先公布一些阻燃標準,這些標準不僅是有關床上用品,還涉及居家裝飾和被褥用織物。北美自由貿易協定(NAFTA)主管Ciba塑膠添加劑業務的市場經理Paul Shields預料,根據標準的內容,阻燃性或阻隔織物的使用將受人青睞,具有必要FR效能的節約型阻燃產品將是最經濟高效的做法。
防阻燃面料關鍵仍是費用
阻燃材料生產發展前景雖好,然成本費用仍是主要關注點,特別是當原料和能源價格仍是扶搖直上。Basofil纖維公司,其降低成本的主要策略之一是減少高性能纖維的含量、生產更多商品,幾年來這使成本費用有很大的變化。在家居裝飾品生產領域,Basofil創新了一種滿足專用阻燃目標的產品,HF100,價格比老產品便宜20%,幾乎絕大多數專用於非織造產品。McKinnon宣揚,憑藉其創新的混和配方,價格合理、安全科學、無毒性,不需化學劑噴灑、浸漬或其它處理;並且只要套用得當,產品性能一致,能滿足各種測試要求,和其它某些化學處理溶液有所不同。
Apexical公司和用戶緊密協作,根據其套用要求定製產品,取得經濟高效成果,經濟高效技術的重要性空前凸現,尤其在產業用紡織品領域。低濃度使用有利於降低總的價格。Ciba公司的Shields稱,他們用於聚烯烴材料的阻燃劑,其添加濃度可比常規產品低得多,並可以在過程中融化(melt processable),在非織造生產中套用時,不必降低生產速度;而非熔噴性產品通常不能在這種較細纖維生產中套用。因此,能不需要二次處理時,就可以一次性完成阻燃性非織造織物的生產。
Ciba降低生產成本的另一種途徑是避免二次加工,如背面塗層等,通常是因為缺乏有效的過程可融化阻燃劑,需要用如背塗等方法來獲得所需的阻燃性能。一次性方法的產品,其它性能不會受到阻燃劑的影響,因此通途更廣泛。
防阻燃面料創新
Apexicial公司是生產紡織品,包括非織造布用多種阻燃劑的企業,最近推出了一種非鹵素、高含磷的熔融可溶性(melt soluble)阻燃劑,Apexicial Pyrapex,可用於聚酯和尼龍織物,由於其聚合物熔融可溶性,特別受到需要阻燃保護的雙組分非織造生產的歡迎,作為添加劑。Basofil纖維公司的一些新產品,包括床上用品和裝飾面料用經濟高效紗線。除了高蓬鬆性和針刺非織造產品外,還有價格合適可用作絮墊料的濕法成網織物、枕頭和其它床上用品自熄滅性面料以及低中檔絮墊料。此外,Basofil的產品還可以用作消防人員外套、工業工作服、過濾、軍用品和汽車構件材料等。
Ciba的Flamesrab NOR 116是過程可熔融性非鹵素阻燃劑,用於聚烯烴類纖維,包括非織造材料,顯示出優異的阻燃效能,可大量用於多種汽車和建築結構材料。該公司的阻燃產品由於改進了耐紫外線(UV)的穩定性,在產業用和室外織物套用方面也有發展。Shields指出,老產品Catch 22雖具有阻燃性,但耐UV穩定性不好,或耐UV穩定性好而不具有阻燃性;這種局面將不復存在,現在可以生產二全其美的產品了;並且正在開發中的鹵素或非鹵素新產品能提供更好的阻燃性能,也生產有過程可熔融性產品。
美國南卡羅萊納州Sumter的Ems-Griltech公司生產有Griltex品牌阻燃性共聚物熱熔性粘結劑,為顆粒狀或粉末材料。這類粘結劑可套用於織造布或非織造織物作防火材料。目前正在家居或辦公室家具和裝飾材料中使用,如地毯和窗簾等以及各種防護服;也可製成配料母液供應。
迄今,常常只著眼於分析複合材料中的單個組合成分的燃燒性,而沒有考慮整體複合材料的燃燒性;最近,有對整體複合材料甚至擴大到一間房屋的可燃燒性進行測試,譬如整節火車車廂。甚至有些特定法規,要求對熱熔粘結劑採用阻燃劑,主要如建築結構、交通工具、電子產品和家具裝飾材料等。Ems-Griltech阻燃熱熔添加劑顯示出在這方面有改進。
防阻燃面料發展前景
供應商強調,質量和安全性是第一位,要重於成本費用的考慮。更新、更安全、更科學性將占上風。McKinnon說,工業生產者要牢記消費者健康和安全是最為重要。人們還期望不再使用鹵素材料,部分原因是增塑劑、穩定劑和鹵素阻燃劑等聚合物添加劑面臨的社會壓力日甚。在此以前,鹵素阻燃劑是熱塑性聚合物通用的防燃燒劑,常和三氧化二銻材料結合使用。Ems-Griltech的Hesselbart認為,含鹵素的產品 燃燒時,會產生高濃度毒性和腐蝕性氣體,並使最終成品回收利用複雜化;她最終稱,Ems-Griltech的阻燃共聚酯材料可以改進防火性能,不再需要使用含鹵素和含重金屬的阻燃劑。
亞洲阻燃劑供應商的創新舉例
日本大阪Kaneka公司生產的Kanecaron品牌改性聚丙烯腈纖維,它含35-85%丙烯腈成分,具有防燃燒性能、柔性好、染色容易。這種纖維燃燒時,需要氧氣,且空氣中的含氧量必須大於纖維中的含量,換言之,沒有火焰就不會燃燒。進而言之,和高燃燒性的天然纖維,如棉纖維結合在一起,燃燒時Kanecaron能保持耐火性能,抵禦天然纖維的燃燒火焰,緩和燃燒速度,隔絕空氣,停止燃燒。很多合成纖維加熱會融化,成為液態,滴濺於人體皮膚造成嚴重灼傷。Kanecaron纖維即使燃燒,亦不會熔成液態,而僅是炭化,稍微收縮,因此消除受傷可能性。Kanecaron的不熔滴性及其自熄滅性(炭化而防止火焰擴大)最終對使用者形成保護的環境。這種纖維的限氧指數(LOI)為28-38,顯著大於一般天然纖維和合成纖維,另外其阻燃性經洗滌不衰退,可與其它非阻燃性纖維按一定比率混紡織布增進安全性。日本Toyobo公司紡織纖維部的Toyobo Heim阻燃聚酯纖維,有長絲和短纖二種品類,在生產纖維的過程中,用共聚方法加入阻燃材料。纖維本身帶阻燃性,對比一般後處理加阻燃劑的纖維,其阻燃效果更穩定,具有長效性,可經受反覆家庭水洗和/或乾洗,具有優異的自熄滅性,遇火時也只會產生少量的低毒性氣體和煙;纖維不易吸水,洗後乾燥快,產品尺寸穩定性好,不易皺縮,無需熨燙,耐日曬和抗化學劑,防蟲害霉變。