基于不同添加剂的阻燃纤维专利技术综述

摘 要：日常使用的大部分纺织品都具有易燃性。大量资料表明，室内装饰织物、床上用品、沙发、电热毯等都曾是火灾的源头，因而发达国家极为重视阻燃纺织品的开发，我国对纺织品阻燃技术的研究也日趋重视。本文对基于不同添加剂的阻燃纤维专利申请进行分析，从中国、全球的专利申请量、申请人的分布等多方面统计分析，阐述了基于不同添加剂的阻燃纤维专利申请发展趋势，重点针对阻燃纤维采用的不同添加剂：卤系、磷系、氮系、有机硅系和无机系五大方向的发展进行了梳理。

关键词：阻燃；纤维；卤系；磷系；氮系；有机硅；无机

1、引言

阻燃纤维是指与火源接触后，纤维不能燃烧或燃烧得不充分，仅有较小的火焰，撤走火源，火焰能较快自行熄灭的纤维。阻燃纤维除了具有纺织性能外，由于其优异的阻燃性能，使其在合成纤维中具有独特的地位，它不仅可用于汽车、火车、飞机用阻燃纺品，而且还可以用于医院、军队、森林救火服务队的防护服，对我国的产业结构的升级和对传统材料的研究有重大意义，对国防军事和国民经济有着重要的影响。

阻燃纤维可以通过合成纤维聚合物与阻燃剂的共混来实现，此方法称聚合物阻燃改性共混法，且对纤维的风格影响较小。聚合物改性法主要是在其合成纤维聚合物溶液中添加阻燃剂均匀混合，然后经纺丝制成阻燃纤维。阻燃纤维采用的添加剂种类很多，主要分为以下几类：卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、有机硅系阻燃剂和无机阻燃剂。

为了研究添加不同阻燃剂的阻燃纤维专利技术的发展情况，通过最准确的IPC分类号与比较准确的关键词、转库检索等检索策略相结合，获取初步结果后浏览筛选内容密切相关的专利文献，然后利用S系统的统计命令和Excel对该领域的全球专利申请数据和中国专利申请数据进行统计分析。

2、专利申请趋势分析

由图2-1中可以看出，基于添加剂的阻燃纤维的专利发展过程可以大致如下：首先，基于添加剂的阻燃纤维的专利申请最早出现于二十世纪六十年代的美国，这也与美国是首先取得了应用于纺织品阻燃混合物相关联，其阻燃纤维一直处于早起世界的领先地位；从1966年至1982年，该阶段处于基于添加剂的阻燃纤维的初步萌芽阶段，申请量较少；从1983年至1999年，该阶段的专利申请量平稳发展，逐渐增多，且每隔一段时间呈现一次研究热潮，阻燃纤维添加剂的种类发展有关，随着，每一次某种添加剂的阶段性发展都会带动阻燃纤维的研究热潮；从2000年至2004年，该阶段的申请量骤减，这是因为欧盟颁布了关于环境保护的文件，其中着重强调禁止使用某些化学物质，导致卤系阻燃剂发展受到阻碍；从2005年至2014年，该阶段的专利申请量逐渐恢复，且保持较高的增长率，阻燃剂的新研究引发研究新热潮，同时中国申请带动全球基于添加剂的阻燃纤维的专利申请量发展。

从图2-1还可以看出，中国为基于添加剂的阻燃纤维的专利申请明显晚于全球水平，一是中国的专利事业在1985年之后才起步，二是中国本身阻燃纤维的使用率低，重视度不高，发展缓慢。但随着2000年中国的改革开放，该项技术在中国逐步发展起来，且随着之后中国市场需求逐步打开，目前申请量迅速增加，处于稳步发展状态。

上图2-2中给出了全球范围内基于添加剂的阻燃纤维相关专利申请量排名前10位的申请人，虽然没有集中申请量在一家企业，产生垄断行业，但其中日本公司占据了前10位申请人的60%，日本企业的申请量高居榜首，为该技术领域中的主导国家，其次，BASF AG（德国巴斯夫）、DU PONT DE NEMOURS & CO E I（美国杜邦）、SHANGHAI PETRO-CHEM CO LTD（上海石油）、HOECHST AG（德国HOECHST）这四家企业在全球范围内也都具备一定的竞争实力；而且前10家企业的专利申请量都是比较接近，可见技术实力相对均衡。

3、基于不同添加剂的阻燃纤维技术发展路线

如图3-1所示在不同添加剂的阻燃纤维领域的发展，主要涉及阻燃纤维添加采用卤系、磷系、氮系、有机硅和无机这五大阻燃剂的发展路线进行研究，有助于了解含添加剂的阻燃纤维的发展历史和现状，明确其未来的发展方向。

4、基于不同添加剂的阻燃纤维发展方向

（1）功能复合化 现在世界各国都在开发新型阻燃剂，功能复合化已然成为一种趋势。欧美与日本等国家推出了氢氧化铝、二氧化硅、硼酸锌等具有阻燃、抑烟功能的无机与三氧化二锑的无机复合型阻燃剂。

（2）绿色化 阻燃纤维的绿色化是指，减少生产过程对环境和操作人员的毒害作用，防止纤维对穿用人产生不良影响，火灾发生时，不会产生“二次毒害”（卤、磷、氮等阻燃剂会产生有毒气体和浓重的烟雾，危害人体和环境）。

（3）高技术化 高技术纤维是随着宇宙开发、航空、新能源、海洋及通信技术等高新产业的发展需要而开发出来的一系列具有高性能（高强、高模、耐高温）、高功能（高感性、高吸湿、透穹浪、抗静电）的纤维。

随着我国阻燃法规的不断健全，阻燃纤维纺织产品开发力度将不断增大，永久阻燃性织物将成为我国纺织品市场的新热点。阻燃纤维的应用范围也会越来越广泛。■