阻燃丙烯酸酯壓敏膠黏劑

阻燃性前言

美國“非織造工業(yè)”副主編Ellen Wuagneux對(duì)阻燃技術(shù)作了簡要分析。他認(rèn)為，阻燃材料營銷業(yè)正走熱，但全球原料供應(yīng)商并不同步；美國州級(jí)和聯(lián)邦級(jí)新的法規(guī)以及現(xiàn)代化技術(shù)的興起，都空前地對(duì)這一行業(yè)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。

阻燃性概說

根據(jù)市場(chǎng)內(nèi)情分析，北美、中美和歐洲阻燃（FR）技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭特好。美國南卡羅萊納州Spartanburg的Apexical有限公司（原Apex化學(xué)生產(chǎn)公司）技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理John Phifer說，這種形勢(shì)預(yù)示市場(chǎng)將繼續(xù)發(fā)展，并需要?jiǎng)?chuàng)新；特別是對(duì)能通過加利福尼亞州/消費(fèi)產(chǎn)品安全委員會(huì)（CPSC）床上用品標(biāo)準(zhǔn)和非鹵素阻燃處理方面的技術(shù)更感興趣。

美國加利福尼亞州是這方面活動(dòng)的熱門地域，其它各州常是馬首是瞻。據(jù)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(dāng)仁不讓的先行者。2005年完成和通過了一些法令和規(guī)范，如聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)16 CFR 1633部分等；正期望有更多的阻燃方面的行動(dòng)。到2006年末，絕大多數(shù)主要床上用品生產(chǎn)商希望生產(chǎn)和銷售這類產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)不僅是有關(guān)床上用品，還涉及居家裝飾和被褥用織物。北美自由貿(mào)易協(xié)定（NAFTA）主管Ciba塑料添加劑業(yè)務(wù)的市場(chǎng)經(jīng)理Paul Shields預(yù)料，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)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(jié)約型阻燃產(chǎn)品將是最經(jīng)濟(jì)高效的做法。

阻燃性費(fèi)用

阻燃材料生產(chǎn)發(fā)展前景雖好，然成本費(fèi)用仍是主要關(guān)注點(diǎn)，特別是當(dāng)原料和能源價(jià)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(chǎn)更多商品，幾年來這使成本費(fèi)用有很大的變化。

在家居裝飾品生產(chǎn)領(lǐng)域，Basofil創(chuàng)新了一種滿足專用阻燃目標(biāo)的產(chǎn)品，HF100，價(jià)格比老產(chǎn)品便宜20%，幾乎絕大多數(shù)專用于非織造產(chǎn)品。McKinnon宣揚(yáng)，憑借其創(chuàng)新的混和配方，價(jià)格合理、安全科學(xué)、無毒性，不需化學(xué)劑噴灑、浸漬或其它處理；并且只要應(yīng)用得當(dāng)，產(chǎn)品性能一致，能滿足各種測(cè)試要求，和其它某些化學(xué)處理溶液有所不同。

Apexical公司和用戶緊密協(xié)作，根據(jù)其應(yīng)用要求定制產(chǎn)品，取得經(jīng)濟(jì)高效成果，經(jīng)濟(jì)高效技術(shù)的重要性空前凸現(xiàn)，尤其在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域。低濃度使用有利于降低總的價(jià)格。Ciba公司的Shields稱，他們用于聚烯烴材料的阻燃劑，其添加濃度可比常規(guī)產(chǎn)品低得多，并可以在過程中融化（melt processable），在非織造生產(chǎn)中應(yīng)用時(shí)，不必降低生產(chǎn)速度；而非熔噴性產(chǎn)品通常不能在這種較細(xì)纖維生產(chǎn)中應(yīng)用。因此，能不需要二次處理時(shí)，就可以一次性完成阻燃性非織造織物的生產(chǎn)。

Ciba降低生產(chǎn)成本的另一種途徑是避免二次加工，如背面涂層等，通常是因?yàn)槿狈τ行У倪^程可融化阻燃劑，需要用如背涂等方法來獲得所需的阻燃性能。一次性方法的產(chǎn)品，其它性能不會(huì)受到阻燃劑的影響，因此通途更廣泛。

阻燃性創(chuàng)新

Apexicial公司是生產(chǎn)紡織品，包括非織造布用多種阻燃劑的企業(yè)，推出了一種非鹵素、高含磷的熔融可溶性（melt soluble）阻燃劑，Apexicial Pyrapex，可用于聚酯和尼龍織物，由于其聚合物熔融可溶性，特別受到需要阻燃保護(hù)的雙組分非織造生產(chǎn)的歡迎，作為添加劑。

Basofil纖維公司的一些新產(chǎn)品，包括床上用品和裝飾面料用經(jīng)濟(jì)高效紗線。除了高蓬松性和針刺非織造產(chǎn)品外，還有價(jià)格合適可用作絮墊料的濕法成網(wǎng)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(chǎn)品還可以用作消防人員外套、工業(yè)工作服、過濾、軍用品和汽車構(gòu)件材料等。

Ciba的Flamesrab NOR 116是過程可熔融性非鹵素阻燃劑，用于聚烯烴類纖維，包括非織造材料，顯示出優(yōu)異的阻燃效能，可大量用于多種汽車和建筑結(jié)構(gòu)材料。該公司的阻燃產(chǎn)品由于改進(jìn)了耐紫外線（UV）的穩(wěn)定性，在產(chǎn)業(yè)用和室外織物應(yīng)用方面也有發(fā)展。Shields指出，老產(chǎn)品Catch 22雖具有阻燃性，但耐UV穩(wěn)定性不好，或耐UV穩(wěn)定性好而不具有阻燃性；這種局面將不復(fù)存在，可以生產(chǎn)二全其美的產(chǎn)品了；并且正在開發(fā)中的鹵素或非鹵素新產(chǎn)品能提供更好的阻燃性能，也生產(chǎn)有過程可熔融性產(chǎn)品。

美國南卡羅萊納州Sumter的Ems-Griltech公司生產(chǎn)有Griltex品牌阻燃性共聚物熱熔性粘結(jié)劑，為顆粒狀或粉末材料。這類粘結(jié)劑可應(yīng)用于織造布或非織造織物作防火材料。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(hù)服；也可制成配料母液供應(yīng)。

迄今，常常只著眼于分析復(fù)合材料中的單個(gè)組合成分的燃燒性，而沒有考慮整體復(fù)合材料的燃燒性；有對(duì)整體復(fù)合材料甚至擴(kuò)大到一間房屋的可燃燒性進(jìn)行測(cè)試，譬如整節(jié)火車車廂。甚至有些特定法規(guī)，要求對(duì)熱熔粘結(jié)劑采用阻燃劑，主要如建筑結(jié)構(gòu)、交通工具、電子產(chǎn)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(jìn)。

阻燃性發(fā)展前景

供應(yīng)商強(qiáng)調(diào)，質(zhì)量和安全性是第一位，要重于成本費(fèi)用的考慮。更新、更安全、更科學(xué)性將占上風(fēng)。McKinnon說，工業(yè)生產(chǎn)者要牢記消費(fèi)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(wěn)定劑和鹵素阻燃劑等聚合物添加劑面臨的社會(huì)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(jié)合使用。Ems-Griltech的Hesselbart認(rèn)為，含鹵素的產(chǎn)品 燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高濃度毒性和腐蝕性氣體，并使最終成品回收利用復(fù)雜化；她最終稱，Ems-Griltech的阻燃共聚酯材料可以改進(jìn)防火性能，不再需要使用含鹵素和含重金屬的阻燃劑。

阻燃性產(chǎn)品舉例

日本大阪Kaneka公司生產(chǎn)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(shí)，需要氧氣，且空氣中的含氧量必須大于纖維中的含量，換言之，沒有火焰就不會(huì)燃燒。進(jìn)而言之，和高燃燒性的天然纖維，如棉纖維結(jié)合在一起，燃燒時(shí)Kanecaron能保持耐火性能，抵御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(huì)融化，成為液態(tài)，滴濺于人體皮膚造成嚴(yán)重灼傷。Kanecaron纖維即使燃燒，亦不會(huì)熔成液態(tài)，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(kuò)大）最終對(duì)使用者形成保護(hù)的環(huán)境。這種纖維的限氧指數(shù)（LOI）為28-38，顯著大于一般天然纖維和合成纖維，另外其阻燃性經(jīng)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(jìn)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(chǎn)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(duì)比一般后處理加阻燃劑的纖維，其阻燃效果更穩(wěn)定，具有長效性，可經(jīng)受反復(fù)家庭水洗和/或干洗，具有優(yōu)異的自熄滅性，遇火時(shí)也只會(huì)產(chǎn)生少量的低毒性氣體和煙；纖維不易吸水，洗后干燥快，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好，不易皺縮，無需熨燙，耐日曬和抗化學(xué)劑，防蟲害霉變。

中國南通羅萊化纖有限公司的羅萊牌阻燃三維卷曲短纖維，在聚合過程中加入磷質(zhì)防火化合物，該阻燃纖維產(chǎn)品耐洗可染，大量用作床上用品、服裝和家具材料。

江蘇江陰長隆化纖公司的Everblaze阻燃纖維，切斷長度32-152毫米。該公司還生產(chǎn)雙組分纖維、抗靜電纖維、PTT纖維和島-海型纖維。

后整理阻燃以新星阻燃公司為代表,填補(bǔ)了因阻燃纖維不足的市場(chǎng),新鄉(xiāng)市新星特種織物有限公司作為阻燃后整理的領(lǐng)軍企業(yè),開發(fā)了多種復(fù)合型阻燃面料,如:阻燃三防面料,阻燃防靜電面料,CVC阻燃面料,阻燃彈力面料.

阻燃整理有三個(gè)途徑：

（1）竭燃法：阻燃劑與纖維素fibre以離子鍵or共價(jià)鍵結(jié)合，使其在fibre中不溶解而獲得耐久性阻燃效果。

（2）原液法：將阻燃劑直接加入到紡絲液中。

（3）共聚法：將阻燃劑加入到聚合物鏈段中，使織物具有耐洗、耐漂、耐汗?jié)n等合格牢度，并不致被皮膚吸收。

印染廠主要采用第一種方法：

（一）、無機(jī)阻燃劑整理：

1．金屬氧化物和鹵化物：如鈦、銻的氧化物、鹵化物，一般制成懸浮液。

不耐久、手感粗，最好與其它阻燃劑一起使用，主要用于厚重織物如帳逢等。

2． 硼砂（Na2B4O710H2O）

一般與硼酸按1∶1或7∶3混合使用。價(jià)廉，不耐洗，用于室內(nèi)不常洗織物。

3．磷酸鹽

Zn3(PO4)2 、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4等，單獨(dú)or與其他阻燃劑混合使用，手感硬，最好與Ti(HSO4)4一起使用。

浸軋（10~32%尿素 5~16%（NH4）2HPO4）→烘干→焙烘→水洗→浸軋（25~50%Ti(HSO4)4）→堿洗→烘干（or再浸軋3%聚乙烯乳液）

（二）有機(jī)磷阻燃劑

1．THPC（四羥甲基氯化磷）

①系白色，可溶于水和低級(jí)醇的結(jié)晶化合物

②THPC的水溶液具有酸性：

③能與胺、酰胺、酚、醇等反應(yīng)。

④與纖維可發(fā)生類似反應(yīng)，據(jù)此推例，THPC在纖維分子間形成交聯(lián)：

⑤整理工藝：THPC—酰胺（proban）

處方： THPC， NaOH(or2.5%Na2CO3) 尿素 TMM 柔軟劑

16% 1% 9.7% 1% 0.1%

浸軋整理液→烘干 焙烘 水洗、烘干

⑥特點(diǎn)：阻燃性↑，但機(jī)械性能↓手感粗，有吸氯泛黃現(xiàn)象

2、PyrovatexCP

工作液組成：阻燃劑，緩沖劑，穩(wěn)定劑，催化劑，柔軟劑、固著劑等。

浸軋（CP）→浸軋（TMM）→烘（85℃）→焙烘（160℃）→堿洗、水洗

特點(diǎn)：阻燃性高，強(qiáng)力損失小。

上述阻燃整理劑一般對(duì)滌綸不起作用，故滌/棉混紡織物的阻燃整理必須按纖維特性分別選用適當(dāng)?shù)恼韯?

滌綸屬熱塑性fibre，260℃熔融，560℃燃燒，燃燒時(shí)or移開火源，滌綸熔融物滴落且收縮，火焰可自行熄滅。但在滌/棉混紡物中，棉fibre會(huì)形成支架作用，阻止熔體滴落，而使其繼續(xù)燃燒，滌綸失去了自熄作用，且滌綸較高的燃燒熱，會(huì)加速棉fibre的燃燒，致使燃燒現(xiàn)象更為復(fù)雜，比純紡者更危險(xiǎn)，目前還沒有理想的阻燃劑。

滌/棉阻燃整理工藝：

滌組分用三（2，3一二溴丙基）膦酸酯（TDBPP），棉組分用THPC，兩種整理劑可用同浴浸軋?zhí)幚怼?

要求：兩種整理劑有相容性，能在同一條件下固著。

工藝流程：

浸軋→烘干→熱溶（180~200℃）→皂洗（70~80℃）→水洗→烘干

特點(diǎn)：耐久性↑，服用性能↓，有機(jī)膦對(duì)人體健康有一定危害。