皮革中阻燃剂含量及其阻燃性能的检测方法
沈 云,夏东琴,孙 冬,裴 超,葛佳涛
(浙江方圆皮革轻纺检测认证有限公司,浙江 海宁 314400)
摘 要:简述了阻燃剂的分类、特点、原理和近年来阻燃技术发展的现状以及未来的发展趋势。介绍了皮革阻燃性能的提升工艺。综述了目前法规、标准对于皮革中阻燃剂限量及皮革阻燃性能的要求与测试方法。
关键词:皮革;阻燃剂;阻燃性能;测试方法
前 言
制革产业是拥有综合资源优势的传统产业,中国的皮革制品产量居世界第一。皮革制品作为日常消费品中的一种高档产品,长期以来受到人们的青睐和认可,真皮沙发、真皮服装、真皮皮鞋、真皮皮包等皮革制品一直是消费者日常购物的首选。除了日常消费品以外,由于皮革具有良好的隔热、透气性、耐磨性和抗穿刺力等优异性能,皮革也应用于消防装备、建筑装饰材料及飞机、高铁、汽车等交通工具的内饰材料等[1]。
尽管皮革的主要成分是天然胶原高分子蛋白质,其燃烧氧指数在24%~30%之间,本身属于难燃物质,但因为制革过程非常复杂,需要加入多种化学物质,导致皮革燃烧后所产生的废气危害性很大,而且烟尘密度较高,使得皮革在自燃时产生的危险也更大。为了保证生命和财产的安全,一般应用于森林消防装备、建筑装饰材料及飞机、高铁、汽车等交通工具内饰领域的皮革材料,在加工生产过程中均会添加一定量的阻燃剂,以降低皮革的燃烧性能,使其更具备防火阻燃的效果。
1阻燃剂市场的发展
20世纪70—80年代,全球主要工业发达国家的阻燃剂技术快速发展,品种也从50余种增加到100余种,消费量更是达到了惊人的上百万吨。从2005年开始,阻燃剂消费市场和生产的重心逐渐转移至亚洲地区,以中国为代表的亚洲市场快速增长。2020年,中国已形成以万盛股份、雅克科技、苏利股份以及晨化股份为代表的阻燃剂生产厂家,年产总量达到上百万吨。
2阻燃剂的分类
阻燃剂种类繁多,可按不同的分类方式进行划分。
2.1按照应用方法分类
按照应用方法分类,阻燃剂可分为反应型和添加型。反应型一般是将阻燃剂和被阻燃物按一定方式和比例混合,在一定条件下进行化学反应,而后再经过配料加工成阻燃型制品。添加型是指阻燃剂和各种被阻燃物之间不发生化学反应,仅是经过一种简单的物理混合与分散过程,将阻燃剂加入被阻燃物中。
2.2按照化学成分分类
按照化学成分分类:阻燃剂可分为有机型和无机型,而有机型中又主要包括有机卤系、有机磷系。见表1。
表1 三大类阻燃剂的比较
类别 |
无机型阻燃剂 |
有机型阻燃剂 |
|
卤系咀燃剂 |
磷系阻燃剂 |
||
代表物质 |
氢氧化铝、氢氧化镁、 氧化梯、无机磷系、淜系等 |
多淏联苯、多淏联苯酪、 四淏双酚A 等 |
DBP 、TPP 、TDCP 、 TCEP、TCPP 等 |
阻燃原理 |
冷却机理、稀释机理 |
隔离膜机理、 消除自由基机理 |
碳化机理 |
优点 |
低毒、少烟、 低腐蚀性,价格便宜 |
阻燃效率离,材料相容性好 |
阻燃效率高,材料相容性好, 低毒、少烟、低腐蚀性 |
缺点 |
咀燃效率低,材料相容性差, 添加虽大,影响材料性能 |
放出毒性、腐蚀性气体, 燃烧烟雾大 |
通用性较差 |
3 皮革中阻燃剂含量及其检测方法
3.1皮革中阻燃剂限量规定
由于阻燃剂具有危害性,欧美及其他发达国家不断出台各种环保法规对阻燃剂进行限用/禁用。
欧盟2003/11/EC法令规定,在市场销售的家具革产品中多溴联苯含量不得高于0.1%[2];欧盟POPs法规规定消费品中的五溴联苯醚、四溴联苯醚、七溴联苯醚的限量要求为10 mg/kg,六溴环十二烷的限量要求为100 mg/kg,六溴联苯为禁用;美国服装鞋类协会(AAFA)将多溴联苯、五溴联苯醚、八溴联苯醚、十溴二苯醚以及三(2,3-二溴丙基)膦酸酯列入禁用物质清单[3];韩国KC Mark法规规定纺织品/皮革中禁用五溴联苯醚、八溴联苯醚、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯。
在皮革领域,目前国内暂无相关标准对阻燃剂的限量进行明确规定。但GB/T 31008—2014《足部防护鞋(靴)材料安全性选择规范》、GB/T 31009—2020《足部防护鞋(靴)限量物质要求及测试方法》中将阻燃剂归为1类限量物质,并说明皮革原材料中可能存在[4-5]。QB/