闡述常規(guī)阻燃纖維的研究現(xiàn)狀

黎聰?湛權(quán)

摘 要 基于對(duì)常規(guī)阻燃纖維專利分布的研究，對(duì)常規(guī)阻燃纖維進(jìn)行分類，論述不同類型的常規(guī)阻燃纖維的國(guó)內(nèi)外研發(fā)狀況，為阻燃纖維的研究提供參考。

關(guān)鍵詞 阻燃纖維;專利;紡絲

常規(guī)阻燃纖維是指在滌綸、錦綸、丙綸等合成纖維基礎(chǔ)上，通過(guò)阻燃劑共混、共聚、接枝改性等方法制得的阻燃纖維，其具有原材料易得、生產(chǎn)簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)[1]。通過(guò)在VEN數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索統(tǒng)計(jì)可知，常規(guī)阻燃纖維專利申請(qǐng)量從20世紀(jì)70年代開(kāi)始持續(xù)增加，在1990-1995間迎來(lái)第一個(gè)高峰，在1995-2005年間申請(qǐng)量逐漸下滑，從2005年開(kāi)始又開(kāi)始了迅速增加，其研發(fā)主要分布在下述五類阻燃纖維。

1阻燃聚酯纖維

德國(guó)Hoechst AKtiengeselichaft公司在1990年6月申請(qǐng)專利EP90111307A公開(kāi)了一種含有二羧酸阻燃劑的聚酯纖維，具有優(yōu)良的阻燃性能。國(guó)內(nèi)首次成功研制并開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的聚酯纖維用共聚型磷系阻燃劑是青島大學(xué)阻燃聚酯纖維研究所于1998年開(kāi)發(fā)的雙反應(yīng)性功能團(tuán)的反應(yīng)型磷系阻燃劑羧酸烷基磷酸（SF-FRII），達(dá)到了同期國(guó)際同類產(chǎn)品水平[2]。東華大學(xué)在2011年開(kāi)發(fā)了幾款低熔滴或無(wú)熔滴阻燃聚酯纖維，以減少阻燃材料在燃燒時(shí)熔滴對(duì)人體的燙傷和阻止火焰的蔓延（CN201110323999）。

2阻燃聚酰胺纖維

日本ASAHI化學(xué)公司在1982年申請(qǐng)了一份阻燃聚酰胺長(zhǎng)絲的制備專利（JP4027282A），公開(kāi)了將聚酰胺切片和五氧化二磷溶解在硫酸中制備紡絲液，再通過(guò)濕法紡絲可以制備出具有阻燃功能的聚酰胺長(zhǎng)絲。美國(guó)ALLIED公司在1985年申請(qǐng)了一份聚酰胺阻燃纖維（EP85103246A），公開(kāi)了將鋅、鉬、氯與聚乙烯混合制備成阻燃聚乙烯母粒，然后將阻燃聚乙烯母粒與尼龍6切片共混，熔融紡絲，制得阻燃聚酰胺纖維。國(guó)內(nèi)的天津發(fā)博紡織材料有限公司于2002年申請(qǐng)了一份錦綸6阻燃纖維及其制作方法的專利（CN1357652A），公開(kāi)了先采用溴系、磷系或氮系芳香聚酰有機(jī)胺化合物與錦綸6制成阻燃功能母粒，再將其與錦綸6切片混合熔融紡絲制備錦綸6阻燃纖維。

3阻燃聚丙烯纖維

日本CHISSO公司在1983年使用聚丙烯作為第一組分、聚乙烯作為第二組分及熱分解溫度為270℃阻燃劑作為第三組分通過(guò)熔融紡絲制備成皮芯結(jié)構(gòu)的聚烯烴阻燃纖維（參見(jiàn)EP83300640A）。美國(guó)TECHLON FIBERS公司在1986年先用三氧化二銻、抗氧劑、低密度聚乙烯制備一種添加劑小球，然后將其與聚丙烯樹(shù)脂混合、擠壓、紡絲，制得一種具有良好耐熱性能、色彩穩(wěn)定的聚丙烯阻燃纖維（參見(jiàn)EP86309696A）。江蘇省紡織研究所采用四溴雙酚A、雙-（2，3-二溴丙基）醚為主阻燃劑、氧化銻為副阻燃劑復(fù)配聚丙烯樹(shù)脂通過(guò)粉末注射器紡制阻燃聚丙烯長(zhǎng)絲，其可紡性能穩(wěn)定，極限氧指數(shù)大于27%（參見(jiàn)CN87102486A）。四川大學(xué)、中山科成化纖有限公司將膨脹阻燃劑（聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺）、聚丙烯切片、分散劑、抗氧劑、紫外吸收劑復(fù)配生產(chǎn)出無(wú)鹵膨脹型阻燃母粒，再將其與聚丙烯熔融紡絲制備出無(wú)鹵阻燃聚丙烯纖維，其阻燃效果好，接觸火焰燃燒時(shí)基本無(wú)煙（參見(jiàn)CN102146596）。

4阻燃聚丙烯腈纖維

意大利SNIA VISCOSA公司在1980年將丙烯腈與偏二氯乙烯在DMF中共聚，并在紡絲液中加入五氧化二銻微粒，紡絲后制備出一種具有高光澤度、阻燃效果良好的聚丙烯腈纖維（參見(jiàn)DE3008753A）。日本KANEGAFUCHI化工公司在1983年使用丙烯腈、溴代乙烯、甲基丙烯酸酯和含有鎂、錫無(wú)機(jī)阻燃劑制備出具有高阻燃性、高透明度的聚丙烯阻燃纖維（參見(jiàn)JP21699583A）。國(guó)內(nèi)聚丙烯腈阻燃纖維的起步時(shí)間較晚，中國(guó)石化與中國(guó)紡織科學(xué)研究院在2003年申請(qǐng)了一種阻燃丙烯腈共聚物纖維的發(fā)明專利（CN1455034）：將丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉溶于含NaSCN水溶液中制備紡絲原液，再加入有機(jī)阻燃劑亞乙基-雙（四溴鄰苯二甲酰亞胺），采用濕法紡絲制備一種阻燃丙烯腈共聚物纖維，其極限氧指數(shù)為27。

5阻燃粘膠纖維

國(guó)外對(duì)阻燃粘膠纖維的開(kāi)發(fā)較高，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。美國(guó)FMCP公司在1962年的專利US19620245653A中公開(kāi)在粘膠中添加阻燃劑三-2，3-二溴丙基磷酸，然后通過(guò)濕法紡絲制備阻燃纖維素纖維。日本KOHJIN公司在1988年將阻燃劑和活性炭加入到粘膠原液中，然后紡制成纖維素纖維，其極限氧指數(shù)達(dá)到28-30（參見(jiàn)EP88111729A）。國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人對(duì)于阻燃纖維的研制也較早，如趙玉山等人在1995年的專利CN1098149公開(kāi)了將硅酸鹽按一定比例加入到粘膠原液制成紡絲液，紡絲后再在含金屬（氨或乙二胺）絡(luò)合物溶液中處理一定時(shí)間，形成纖維素聚硅酸鹽纖維。山東海龍股份有限公司報(bào)道了一種阻燃粘膠纖維制造方法，是將焦磷酸酯類阻燃劑微粒、非離子表面活性劑、分散劑和溶劑水混合均勻，制成阻燃劑乳液，加入到粘膠中紡制成阻燃纖維素纖維，其極限氧指數(shù)在28.4-37.3（參見(jiàn)CN101215726）。

6結(jié)束語(yǔ)

伴隨著世界工業(yè)文明的發(fā)展，常規(guī)阻燃纖維的制造工藝和制造技術(shù)得到迅猛發(fā)展，從環(huán)境保護(hù)、人類安全和阻燃效率的角度出發(fā)，開(kāi)發(fā)無(wú)鹵、低煙、低毒的環(huán)境友好型纖維將成為未來(lái)常規(guī)阻燃纖維的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒振高，王西亭，施楣梧.常規(guī)阻燃纖維的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].纖維技術(shù)，2006，（3）：45-49.

[2] 李建立，齊魯.合成纖維阻燃改性的技術(shù)進(jìn)展[J].合成纖維工業(yè)，2005，28（4）：33-36.