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织物用水性阻燃涂层胶的发展现状

国内现在从事织物用水性防火PU涂层胶的既有做面料乳液和粘合剂为主的助剂商和高校研究所,也有以做防火剂为主的生产商。织物用水性防火PU涂层胶的研究和防火领域最新进展步调很不一致,环保无卤防火、纳米防火、高分子化防火、膨胀防火等学术热点都很少引入到水性防火PU涂层胶的研发中。具体来说,目前水性防火PU涂层胶主要有以下几类:

(1)卤磷类防火胶

用卤代磷酸酯为主防火剂,加各种协效剂和防火剂,也可以制备水性防火PU涂层胶。一般这类防火胶所制得织物手感柔软、颜色差异小、稍发粘、易迁移。

(2)溴锑型防火胶

溴锑型防火胶是最成熟、性价比最高、应用最广泛的产品。即时十溴联苯醚被限制使用,六溴环十二烷被REACH和日本等限制,但产业界迅速推出十溴二苯乙烷,仍旧让溴锑型产品占据最大市场份额。溴锑型防火胶现在主要的问题是环保隐患,例如三氧化二锑中砷、铅等重金属简单超标。同时,防火产业界也推出了许多替代三氧化二锑的协效剂。溴锑型防火胶对轻薄和厚重织物在垂直燃烧测试中有效果,但对轻薄织物手感色泽和风格影响很大。对于按BS5852标准测试的软椅、沙发类织物,一般溴锑型防火胶效果不理想。

(3)无卤含磷有机防火胶

无卤含磷的有机防火剂较多,如RDP、BDP、XDP、CU等商品,以及大量处在实验合成阶段的各种大环或双螺环磷化物、环状磷酸酯。这类无卤含磷有机防火胶在某些防火领域效果较好,凝聚相成炭作用强,但防火胶的制备难度稍大,PU涂层织物的耐水性仍旧有待提高。

(4)磷氮型防火胶

磷氮型防火剂比较热门,既有无机的APP/MPP/MP等,也有有机的磷氮类防火剂。这类防火PU涂层胶气相防火活性稍弱、防火测试结果偶然性大,防火耐久性有待提高。需要引入和开发性能良好的协效剂和交联剂。

(5)无机防火胶

无机氢氧化物(MH/ATH/LDH)、硼酸锌、硼砂、氧化锌、二氧化硅等可以用作防火剂,但必须加合适高效的协效剂,在某些非常应用场合,可以发挥防火作用。无机防火剂无毒环保价格低廉,但通常用作其他防火剂的辅助配套组分,未来其增长空间很大。

(6)本质防火胶

通过防火单体和原材料直接合成水性防火高分子PU/PA。这类防火胶属于耐久防火,未来有较大的增长空间。

(7)混合型防火胶(各种防火元素都有)

针对日益严格和细致的防火标准,现在流行将气相和凝聚相防火机理结合在一起,各种防火成份都糅合在同一各产品中。目前这类产品急需的是学术界的理论指导和智力支撑。目前许多防火胶的开发都是以防火为主,织物的色泽、手感、牢度、耐静水压、强力或多或少受到影响。

目前,水性防火PU涂层胶的开发和应用存在重性能轻环保、重美标轻欧标、重结果轻过程、重防火轻抑烟、重短期轻长效、重眼前轻长远、重成本轻品质、重配方轻机理的短视行为,有些厂家甚至重回溶剂型防火胶的路子,水性防火胶的进展仍需要负重而行。五织物用水性防火PU涂层胶的研究开进展望对于织物用水性防火PU涂层胶的开发,笔者认为以下几方面值得努力和期待:

(1)攻关软椅座椅沙发类织物防火开发,通过BS5852标准,打通欧美市场。

(2)环保膨胀型防火剂在织物PU涂层上获得应用。环保膨胀型防火剂在织物上防火效果仍有提升空间,今后需要的是防火剂厂家在防火剂的高分子化和包覆改性方面继续突破,使得防火剂亲水性降低、和粘合剂结合力提高,同时PU涂层研发人员需要合成改性合适的高分子量粘合剂和交联剂,提高环保膨胀型防火PU涂层织物的耐水性和耐洗性

(3)探究适合于床垫的水性防火PU涂层胶。美国床垫防火市场容量特别大,未来要在这方面有所积存或突破,评价测试体系需要先建站起来,在防火PU涂层研发上也要加强交流合作。

(4)防火PU涂层织物抗紫外、抗老化性能实现较大提升。针对民用帐篷市场(CPAI84标准)和窗帘市场,需要开发抗紫外、抗老化的水性防火PU涂层胶。

(5)建站合适的混纺化纤织物织物的防火PU涂层产品体系和数据库。混纺化纤织物织物如涤棉织物一般认为比较难防火,事实上并不肯定如此,如BS5852测试中厚重涤棉织物的棉支架效应阻挡织物熔滴和破开大口子,反而有利于测试通过。相关产品库和数据库需要完快建站。

(6)新型防火技术、改性整理和染整工艺引入织物PU涂层,革新防火PU涂层技术。比如借鉴染料工业,设计类似于染料上染纤维的工艺将防火剂直接结合到纤维或粘合剂的晶区。

(7)微量协效剂合成和应用延续进行。在这方面国内学者探究较多,未来若取得机理突破和产业化成功,对水性防火PU涂层的研究开发也是大有裨益。

(8)各种新型环保无卤大分子防火剂的合成研究和工业化进程加快,水性防火PU涂层胶迎来更多高效专用料。

(9)溴锑型产品替代升级,实现环保化。通过上下游努力,逐步实现十溴二苯乙烷对十溴联苯醚的替换、高纯环保三氧化二锑对含毒害重金属锑粉的替换,达到产品基本环保化

水性防火PU涂层胶在面料领域已获得较好应用,但还有许多领域潜力庞大。若防火产学研界上下游共同协作,针对不同织物、不同测试方法和评价标准,未来有望开发种类繁多的环保水性防火PU涂层产品。
 

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