闡述常規阻燃纖維的研究現狀

黎聰?湛權

摘 要 基于對常規阻燃纖維專利分布的研究，對常規阻燃纖維進行分類，論述不同類型的常規阻燃纖維的國內外研發狀況，為阻燃纖維的研究提供參考。

關鍵詞 阻燃纖維;專利;紡絲

常規阻燃纖維是指在滌綸、錦綸、丙綸等合成纖維基礎上，通過阻燃劑共混、共聚、接枝改性等方法制得的阻燃纖維，其具有原材料易得、生產簡便的優點[1]。通過在VEN數據庫中檢索統計可知，常規阻燃纖維專利申請量從20世紀70年代開始持續增加，在1990-1995間迎來第一個高峰，在1995-2005年間申請量逐漸下滑，從2005年開始又開始了迅速增加，其研發主要分布在下述五類阻燃纖維。

1阻燃聚酯纖維

德國Hoechst AKtiengeselichaft公司在1990年6月申請專利EP90111307A公開了一種含有二羧酸阻燃劑的聚酯纖維，具有優良的阻燃性能。國內首次成功研制并開發生產的聚酯纖維用共聚型磷系阻燃劑是青島大學阻燃聚酯纖維研究所于1998年開發的雙反應性功能團的反應型磷系阻燃劑羧酸烷基磷酸（SF-FRII），達到了同期國際同類產品水平[2]。東華大學在2011年開發了幾款低熔滴或無熔滴阻燃聚酯纖維，以減少阻燃材料在燃燒時熔滴對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化學公司在1982年申請了一份阻燃聚酰胺長絲的制備專利（JP4027282A），公開了將聚酰胺切片和五氧化二磷溶解在硫酸中制備紡絲液，再通過濕法紡絲可以制備出具有阻燃功能的聚酰胺長絲。美國ALLIED公司在1985年申請了一份聚酰胺阻燃纖維（EP85103246A），公開了將鋅、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。國內的天津發博紡織材料有限公司于2002年申請了一份錦綸6阻燃纖維及其制作方法的專利（CN1357652A），公開了先采用溴系、磷系或氮系芳香聚酰有機胺化合物與錦綸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熔融紡絲制備成皮芯結構的聚烯烴阻燃纖維（參見EP83300640A）。美國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脂混合、擠壓、紡絲，制得一種具有良好耐熱性能、色彩穩定的聚丙烯阻燃纖維（參見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配聚丙烯樹脂通過粉末注射器紡制阻燃聚丙烯長絲，其可紡性能穩定，極限氧指數大于27%（參見CN87102486A）。四川大學、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、紫外吸收劑復配生產出無鹵膨脹型阻燃母粒，再將其與聚丙烯熔融紡絲制備出無鹵阻燃聚丙烯纖維，其阻燃效果好，接觸火焰燃燒時基本無煙（參見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、錫無機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JP21699583A）。國內聚丙烯腈阻燃纖維的起步時間較晚，中國石化與中國紡織科學研究院在2003年申請了一種阻燃丙烯腈共聚物纖維的發明專利（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，其極限氧指數為27。

5阻燃粘膠纖維

國外對阻燃粘膠纖維的開發較高，已經實現工業化生產。美國FMCP公司在1962年的專利US19620245653A中公開在粘膠中添加阻燃劑三-2，3-二溴丙基磷酸，然后通過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，其極限氧指數達到28-30（參見EP88111729A）。國內申請人對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）絡合物溶液中處理一定時間，形成纖維素聚硅酸鹽纖維。山東海龍股份有限公司報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，其極限氧指數在28.4-37.3（參見CN101215726）。

6結束語

伴隨著世界工業文明的發展，常規阻燃纖維的制造工藝和制造技術得到迅猛發展，從環境保護、人類安全和阻燃效率的角度出發，開發無鹵、低煙、低毒的環境友好型纖維將成為未來常規阻燃纖維的發展趨勢。

參考文獻

[1] 鄒振高，王西亭，施楣梧.常規阻燃纖維的技術現狀與發展趨勢[J].纖維技術，2006，（3）：45-49.

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