基于不同添加劑的阻燃纖維專利技術綜述

李陳梅

摘 要：日常使用的大部分紡織品都具有易燃性。大量資料表明，室內裝飾織物、床上用品、沙發、電熱毯等都曾是火災的源頭，因而發達國家極為重視阻燃紡織品的開發，我國對紡織品阻燃技術的研究也日趨重視。本文對基于不同添加劑的阻燃纖維專利申請進行分析，從中國、全球的專利申請量、申請人的分布等多方面統計分析，闡述了基于不同添加劑的阻燃纖維專利申請發展趨勢，重點針對阻燃纖維采用的不同添加劑：鹵系、磷系、氮系、有機硅系和無機系五大方向的發展進行了梳理。

關鍵詞：阻燃；纖維；鹵系；磷系；氮系；有機硅；無機

1、引言

阻燃纖維是指與火源接觸后，纖維不能燃燒或燃燒得不充分，僅有較小的火焰，撤走火源，火焰能較快自行熄滅的纖維。阻燃纖維除了具有紡織性能外，由于其優異的阻燃性能，使其在合成纖維中具有獨特的地位，它不僅可用于汽車、火車、飛機用阻燃紡品，而且還可以用于醫院、軍隊、森林救火服務隊的防護服，對我國的產業結構的升級和對傳統材料的研究有重大意義，對國防軍事和國民經濟有著重要的影響。

阻燃纖維可以通過合成纖維聚合物與阻燃劑的共混來實現，此方法稱聚合物阻燃改性共混法，且對纖維的風格影響較小。聚合物改性法主要是在其合成纖維聚合物溶液中添加阻燃劑均勻混合，然后經紡絲制成阻燃纖維。阻燃纖維采用的添加劑種類很多，主要分為以下幾類：鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、有機硅系阻燃劑和無機阻燃劑。

為了研究添加不同阻燃劑的阻燃纖維專利技術的發展情況，通過最準確的IPC分類號與比較準確的關鍵詞、轉庫檢索等檢索策略相結合，獲取初步結果后瀏覽篩選內容密切相關的專利文獻，然后利用S系統的統計命令和Excel對該領域的全球專利申請數據和中國專利申請數據進行統計分析。

2、專利申請趨勢分析

由圖2-1中可以看出，基于添加劑的阻燃纖維的專利發展過程可以大致如下：首先，基于添加劑的阻燃纖維的專利申請最早出現于二十世紀六十年代的美國，這也與美國是首先取得了應用于紡織品阻燃混合物相關聯，其阻燃纖維一直處于早起世界的領先地位；從1966年至1982年，該階段處于基于添加劑的阻燃纖維的初步萌芽階段，申請量較少；從1983年至1999年，該階段的專利申請量平穩發展，逐漸增多，且每隔一段時間呈現一次研究熱潮，阻燃纖維添加劑的種類發展有關，隨著，每一次某種添加劑的階段性發展都會帶動阻燃纖維的研究熱潮；從2000年至2004年，該階段的申請量驟減，這是因為歐盟頒布了關于環境保護的文件，其中著重強調禁止使用某些化學物質，導致鹵系阻燃劑發展受到阻礙；從2005年至2014年，該階段的專利申請量逐漸恢復，且保持較高的增長率，阻燃劑的新研究引發研究新熱潮，同時中國申請帶動全球基于添加劑的阻燃纖維的專利申請量發展。

從圖2-1還可以看出，中國為基于添加劑的阻燃纖維的專利申請明顯晚于全球水平，一是中國的專利事業在1985年之后才起步，二是中國本身阻燃纖維的使用率低，重視度不高，發展緩慢。但隨著2000年中國的改革開放，該項技術在中國逐步發展起來，且隨著之后中國市場需求逐步打開，目前申請量迅速增加，處于穩步發展狀態。

上圖2-2中給出了全球范圍內基于添加劑的阻燃纖維相關專利申請量排名前10位的申請人，雖然沒有集中申請量在一家企業，產生壟斷行業，但其中日本公司占據了前10位申請人的60%，日本企業的申請量高居榜首，為該技術領域中的主導國家，其次，BASF AG（德國巴斯夫）、DU PONT DE NEMOURS & CO E I（美國杜邦）、SHANGHAI PETRO-CHEM CO LTD（上海石油）、HOECHST AG（德國HOECHST）這四家企業在全球范圍內也都具備一定的競爭實力；而且前10家企業的專利申請量都是比較接近，可見技術實力相對均衡。

3、基于不同添加劑的阻燃纖維技術發展路線

如圖3-1所示在不同添加劑的阻燃纖維領域的發展，主要涉及阻燃纖維添加采用鹵系、磷系、氮系、有機硅和無機這五大阻燃劑的發展路線進行研究，有助于了解含添加劑的阻燃纖維的發展歷史和現狀，明確其未來的發展方向。

4、基于不同添加劑的阻燃纖維發展方向

（1）功能復合化 現在世界各國都在開發新型阻燃劑，功能復合化已然成為一種趨勢。歐美與日本等國家推出了氫氧化鋁、二氧化硅、硼酸鋅等具有阻燃、抑煙功能的無機與三氧化二銻的無機復合型阻燃劑。

（2）綠色化 阻燃纖維的綠色化是指，減少生產過程對環境和操作人員的毒害作用，防止纖維對穿用人產生不良影響，火災發生時，不會產生“二次毒害”（鹵、磷、氮等阻燃劑會產生有毒氣體和濃重的煙霧，危害人體和環境）。

（3）高技術化 高技術纖維是隨著宇宙開發、航空、新能源、海洋及通信技術等高新產業的發展需要而開發出來的一系列具有高性能（高強、高模、耐高溫）、高功能（高感性、高吸濕、透濕防水、抗靜電）的纖維。

隨著我國阻燃法規的不斷健全，阻燃纖維紡織產品開發力度將不斷增大，永久阻燃性織物將成為我國紡織品市場的新熱點。阻燃纖維的應用范圍也會越來越廣泛。■