關(guān)于阻燃技術(shù)與皮革阻燃劑

發(fā)布時(shí)間：2020-09-09 09-09 17:37 作者：康阜新材料

皮革由于其優(yōu)越的綜合性能,早就得到了廣泛的應(yīng)用：各種皮衣、皮鞋、皮件、真皮沙發(fā)、皮革裝飾材料……在人們的生活中處處可以看到皮革制品的身影。具有防火阻燃性能的功能性皮革也早就在一些高溫或有火災(zāi)隱患的地方得以應(yīng)用。由于具有防火、防風(fēng)、防潮、保暖、阻燃隔熱、耐磨、防穿刺、拿持靈活、使用周期長(zhǎng)等特點(diǎn),阻燃皮革已經(jīng)用做制作野外工作和生存的各種裝備,如手套,防火鞋、靴等。在森林滅火和軍隊(duì)野外作戰(zhàn)中發(fā)揮了十分重要的作用。除此以外,為了減少火災(zāi)發(fā)生的幾率和降低火災(zāi)的生命財(cái)產(chǎn)損失,在高層建筑、大型交通工具,如火車、飛機(jī)等的內(nèi)裝飾中阻燃皮革也有廣泛的應(yīng)用。如果皮革的阻燃性能和其它物理性能有進(jìn)一步的提高,將阻燃皮革應(yīng)用于工業(yè)和航空航天工業(yè)的特種防護(hù)服也有很好的前景。隨著人們對(duì)消防安全要求的提高和人們家居、汽車、出游要求的高檔化,阻燃皮革的需求量必然大大增加,其市場(chǎng)潛力很大。阻燃皮革需求的增加必然帶動(dòng)皮革阻燃材料的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的發(fā)展。目前,我國(guó)皮革阻燃劑的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的能力,阻燃劑的品種和質(zhì)量與國(guó)外產(chǎn)品和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求有較大的差距,存在巨大的商機(jī)。

皮革是一種經(jīng)過(guò)一系列加工處理得到的天然高分子材料,在它的加工過(guò)程中,經(jīng)歷了浸灰、浸酸、軟化、鞣制、復(fù)鞣、加脂、涂飾等加工過(guò)程,有許多不同種類及質(zhì)量的材料如鞣劑、復(fù)鞣劑、加脂劑和涂飾劑等加入到革中或在革的表面。這些操作或材料都對(duì)皮革的阻燃性能產(chǎn)生了重大而復(fù)雜的影響。因此,要對(duì)皮革實(shí)現(xiàn)阻燃,制造柔軟豐滿、機(jī)械性能好、阻燃性好的皮革難度很大。主要原因在于一般阻燃材料用到皮革工藝中會(huì)使皮革手感變硬,失去柔軟豐滿的特性。以目前情況看,國(guó)內(nèi)對(duì)皮革阻燃技術(shù)的研究還很少,加強(qiáng)對(duì)皮革阻燃進(jìn)行研究是十分必要的。深入研究皮革的燃燒過(guò)程、燃燒性能和阻燃機(jī)理,選擇或合成皮革適用的阻燃劑,設(shè)計(jì)并優(yōu)化一整套的阻燃皮革制造工藝是我國(guó)皮革工作者面臨的一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)。

許多學(xué)者開(kāi)展了對(duì)于皮革的燃燒性能的研究。由于制革工藝的復(fù)雜多變性,不同種類的革在制造過(guò)程中采用工藝不同,使用的化料也不一樣,得到的成革其纖維編織情況及所含各種化工材料的量千差萬(wàn)別,這使得對(duì)皮革的燃燒性能作一個(gè)總體的客觀評(píng)價(jià)十分不易。從現(xiàn)有的研究看,我們只能說(shuō)與大部分未加阻燃處理的高分子材料相比,皮革更不易燃燒。如MiltonBailey等人對(duì)鞋面材料阻燃性的研究表明,在空氣中其測(cè)試的革樣有焰燃燒的時(shí)間為0～1.2秒,陰燃時(shí)間為0～3.5秒,試樣燃燒長(zhǎng)度僅為0～0.254cm。除此以外,他們對(duì)鞋面革的傳熱性能及皮鞋在火場(chǎng)的模擬實(shí)驗(yàn)均表明了革相對(duì)優(yōu)異的阻燃性能。而國(guó)內(nèi)王志成等人的研究中未使用任何阻燃劑,厚度為0.170cm的革樣其氧指數(shù)達(dá)到30%,有焰燃燒的時(shí)間為6.24s,陰燃時(shí)間為77.99s,試樣燃燒長(zhǎng)度僅為4.01cm。

   

在國(guó)外,對(duì)皮革阻燃技術(shù)的研究和阻燃劑的開(kāi)發(fā)開(kāi)始得較早,早在1950年,美國(guó)皮革化學(xué)家協(xié)會(huì)就制定了ALCAmethodE50,這種方法類似于有機(jī)物的阻燃性能的垂直燃燒測(cè)試方法。用這種方法觀察記錄點(diǎn)燃試樣所需的時(shí)間、有焰燃燒時(shí)間、陰燃時(shí)間,燃燒長(zhǎng)度及失重率,用以衡量皮革的阻燃性能。為了克服垂直燃燒法存在的結(jié)束點(diǎn)不明顯,操作條件不好統(tǒng)一,術(shù)語(yǔ)多等缺點(diǎn),美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)也制定了皮革阻燃性能的氧指數(shù)測(cè)定法ASTMD2863-77來(lái)衡量材料的阻燃性能,這兩種方法被廣泛應(yīng)用于皮革燃燒及阻燃皮革的研究中。美國(guó)辛辛那提大學(xué)的KadirDonmez等人就利用著兩種方法對(duì)采用不同加脂劑、阻燃劑和不同阻燃劑使用方法對(duì)皮革的阻燃性能的影響進(jìn)行了研究。MiltonBailey等對(duì)比了作為某種鞋面革的阻燃情況。法國(guó)里昂皮革技術(shù)中心也曾對(duì)皮革的阻燃技術(shù)進(jìn)行研究。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段對(duì)皮革阻燃方面的研究還不多,特別是針對(duì)皮革專用的高效、無(wú)毒、無(wú)腐蝕、耐久性好,多功能的阻燃材料和工業(yè)化產(chǎn)品幾乎還是空白。已見(jiàn)報(bào)道的研究工作主要集中在對(duì)某些工段(復(fù)鞣、加脂、涂飾等)、不同皮化材料及阻燃劑對(duì)皮革阻燃性能的影響方面的考察,關(guān)于合成某種皮革阻燃劑或是得到成熟的阻燃皮革工藝的報(bào)道很少,對(duì)皮革阻燃機(jī)理的研究還未見(jiàn)報(bào)道。四川大學(xué)李立新等研制的新型阻燃性三聚氰胺樹(shù)脂鞣劑具有較好的阻燃效果,同時(shí)有良好的復(fù)鞣填充性能,是一種成功的皮革阻燃劑。煙臺(tái)皮革研究所利用幾種不含鹵素的化合物,采用濕態(tài)滲透和干態(tài)涂飾相結(jié)合的工藝,研制開(kāi)發(fā)出的阻燃革阻燃性能達(dá)到了國(guó)際最高標(biāo)準(zhǔn),而且是一種完全無(wú)害的”綠色”皮革產(chǎn)品,其生產(chǎn)成本僅僅比一般皮革高10%。

迄今為止,世界上已經(jīng)研制或生產(chǎn)了成千上萬(wàn)種阻燃劑。對(duì)于皮革來(lái)說(shuō),它與其它的合成高分子材料有著本質(zhì)的區(qū)別,選擇一種有效的皮革專用阻燃劑就顯得很復(fù)雜。參照當(dāng)今國(guó)際阻燃技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合制革生產(chǎn)的特殊性,優(yōu)秀的皮革阻燃劑應(yīng)滿足以下幾點(diǎn):

(1)阻燃劑的熱性質(zhì)適應(yīng)于皮革材料:阻燃劑的分解溫度應(yīng)略小于皮革的分解溫度,以確保其阻燃效能。

(2)與皮革的吸附、結(jié)合性能好:我們希望其具有一定的耐水洗、干洗性能,最好本身具有一些活性基團(tuán),可以在皮纖維內(nèi)結(jié)合而不易洗出。與皮革的相容性差的阻燃劑在皮革的制造和使用過(guò)程中易滲出,影響阻燃的耐久性和其它性能。

(3)阻燃效率高:為了減少阻燃劑的用量,盡量保持皮革的手感和物理機(jī)械性能,所以優(yōu)秀的皮革阻燃劑要求有效阻燃成分的含量要盡量高。在這一方面,還要注重多種阻燃劑的協(xié)同阻燃作用,最大限度地加強(qiáng)阻燃劑的阻燃效率。

(4)產(chǎn)品成本低:關(guān)于成本,不僅要考慮阻燃劑的價(jià)格,還要綜合考察其對(duì)阻燃效率和在制革總的成本中所占的比重。

(5)無(wú)毒性:為了確保阻燃劑在生產(chǎn),應(yīng)用過(guò)程中及革制品在使用過(guò)程中的安全,阻燃劑最好是無(wú)毒無(wú)害,對(duì)眼睛皮膚無(wú)刺激,燃燒分解產(chǎn)物毒性小。

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