纺织阻燃领域相关环保法规简介

2018-11-16 07:19唐俊毅陈忠刚蒋小云孟凡超刘清华
塑料助剂 2018年4期
关键词:联苯邻苯二甲酸阻燃剂

曾 军 唐俊毅 陈忠刚 蒋小云 孟凡超 刘清华

(杭州湘隽阻燃科技有限公司,杭州,310051)

纺织领域环保法规繁多,指标越来越苛刻,纺织阻燃产品的开发,也受到了越来越多的限制和挑战。本文对纺织阻燃环保法规进行了系统梳理。针对法规,未雨绸缪,源头管控,杜绝一切违禁物质的使用,纺织阻燃产业才能健康有序发展。

1 欧盟限制APEO的2003/53/EC指令

2003/53/EC指令规定除特定的情况如用于涂料印花的粘合剂等除外,对APEO的使用、流通和排放作了相应的限制:限定若化学品及其制备物中的APEO(烷基酚聚氧乙烯醚)及AP(烷基酚)含量高于0.1%(1000 mg/kg,质量百分率),则该化学品及其制备物不能用于纺织品和皮革加工、纸浆生产和造纸生产、化妆品、杀虫剂和生物杀灭剂的配方[1]。据研究报道,APEO能造成对眼睛和皮肤的刺激,其产生的环境激素可对人的生殖健康产生直接影响。

在织物的阻燃后整理中,涂层或者浸轧、浸渍、喷涂或阻燃染色同浴中,需要避免使用APEO类表面活性剂,更为重要的是,需要从染整的源头把关,各种前处理后整理助剂都用避免使用APEO。

2 欧盟禁用有机锡的指令2009/425/EC

2009/425/EC规定:消费品或消费组件中的特定的有机锡化合物(如三丁锡[TBT]化合物、三苯基锡[TPT]化合物、二丁基锡[DBT]以及二辛基锡[DOT]化合物)的浓度不得超过0.1%(质量分数,下同)。

由于有机锡化合物可用作PU合成反应催化剂、PVC稳定剂、纺织抗菌防霉防腐剂,导致PU类阻燃涂层胶/阻燃织物、PU软泡、PVC中特定的有机锡化合物可能超标,这需要研发人员提前规避。

3 欧盟2005/84/EC限用邻苯二甲酸盐/酯指令

2005/84/EC指令对六种邻苯二甲酸酯物质DEHP、DBP、BBP、DINP、DIDP、DNOP 进行限制,其中前三种不得用于儿童玩具和用品中,含量每种不得超过0.1%。后三种不得用于能入口的儿童玩具及儿童类物品中,每种含量不得超过0.1%。REACH限制类列表关于邻苯二甲酸盐(酯)描述与2005/84/EC指令一致。

在纺织品的阻燃涂层开发中,有不少配方采用增塑剂改善手感。但是目前,限用邻苯二甲酸盐/酯指令比较多,大量法规频繁涉及和更新,需要科研人员及时跟踪,做好新品研发和品控管理。

4 2009/251/EC禁用富马酸二甲酯指令

2009/251/EC指令规定:产品或产品零件中富马酸二甲酯(DMF)的含量不应超过0.1 mg/kg;产品及包装内不得使用含有富马酸二甲酯(DMF)的干燥剂、防霉剂小袋。国内仍然有少数企业用富马酸二甲酯 (DMF)作防霉剂应用于纺织品或包装袋,纺织阻燃品企业需要从产业链上管控富马酸二甲酯。

5 RoHS指令

RoHS指令复杂,以2011/65/EU指令(RoHS2.0)为例,其属CE认证的一部分,直接进入欧洲产品需要有认证,RoHS2.0有RoHS检测+RoHS认证(证书+测试报告),据悉,RoHS 3.0版指令也在更新中。

RoHS指令针对电子电气设备,但是也被纺织界所买家所引用(RoHS检测),限量要求是铅、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚及DEHP、BBP、DBP、DIBP均不超过0.1% ,镉不超过0.01%。

RoHS有关机构对三氧化二锑、四溴双酚A、中链氯化石蜡等也在评估。业界需未雨绸缪,开发替代品。

6 各国对甲醛的限制法规

表1为各国对甲醛的限制法规和具体要求,在限制甲醛方面各国立场是高度一致的,差别在于测试游离甲醛还是结合甲醛(释放甲醛)。纺织阻燃用交联剂或反应性阻燃剂中有羟甲基化合物,甲醛容易超标。

7 REACH法规

REACH法规较复杂,很多清单不断动态更新。纺织阻燃产业尤其需要关注的是高关注物质(SVHC):短链氯化石蜡、五氧化二砷、三氧化二砷、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯、六溴环十二烷、砷酸氢铅、三乙基砷酸酯、邻苯二甲酸二异丁酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、乙二醇单甲醚,乙二醇单乙醚、乙二醇乙醚醋酸酯、丙烯酰胺、邻苯二甲酸二烷基酯 (6-11个碳链)、1-甲基2-吡咯烷酮、邻苯二甲酸二甲氧乙酯、二乙二醇二甲醚、砷酸铅、砷酸钙、三乙二醇二甲醚、邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、磷酸三(2-氯乙基)酯、硼酸、无水四硼酸钠、七水合四硼酸钠、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、1-甲基-2-吡咯烷酮、二乙二醇二甲醚、异氰尿酸三缩水甘油酯、磷酸三(二甲苯)酯 (TXP)、4,4’-二氨基二苯甲烷、双酚 A、乙二胺(EDA)、DCHP、偶氮二甲酰胺、八甲基环四硅氧烷(D4)、D5、D6 等。

REACH中有大量物质清单,比如REACH的附录14(XIV)是授权物质清单,制造商如果使用这些物质需要进行授权申请,授权物质清单的很多物质来自于高关注物质清单(SVHC)中。而对于REACH法规附录17(XVII),则是限制物质清单,表2为与纺织阻燃相关的信息,产品开发中需避免使用相关物质。

表1 各国对甲醛的限制法规和具体要求Tab.1 Regulations on the restriction of formaldehyde and specific requirements in different countries

表2 欧盟REACH之附录17Tab.2 ANNEX XVII to REACH by European Commission

当然,REACH对聚合型阻燃剂/阻燃材料有豁免,这也给纺织界指明了环保阻燃研究和应用的方向。

8 欧盟EN71-3指令

EN71-标准将玩具材料分成3类,包括19项:铝、锑、砷、钡、硼、镉、铬(III)、铬(VI)、钴、铜、铅、锰、汞、镍、硒、锶、锡、有机锡、锌,各种材料限量不一。

苛刻的重金属限制,使得传统的溴锑涂层产品很难符合EN71-3的要求。由于很多儿童玩具和儿童童车、用品都应用EN71-3标准,纺织阻燃产品的开发中重金属类协效剂及稳定剂的使用受限制[2]。

9 美国CPSIA法案

美国《消费品安全改进法案》(CPSIA/HR4040)是一部法律。CPSIA影响着美国所有生产、进口、分销玩具、服装和其他儿童产品及护理品的相关行业。对儿童产品中任何可接触部分总铅含量的限值为100 mg/kg,即基材总铅100 mg/kg,对含铅油漆或涂层的限制:90 mg/kg(百万分率),对邻苯二甲酸酯的限量如下:邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)这三种是不论是否可以接触的部分都必须<1000 mg/kg。可被放入口中的儿童玩具或儿童护理产品的DINP,DIDP,DNOP各不得超过1000 mg/kg。

美国CPSIA法案对纺织阻燃涂层有着深远的影响,传统溴锑型产品难满足要求,需开发环保无卤产品。

10 美国玩具标准ASTM F963-11

ASTM F963对出口美国市场的玩具产品有普遍要求。其中,法规对玩具材料有阻燃要求,而就环保而言,ASTM F963-11的化学测试中重金属含量的测试和 EN71-3不一样,它不需要做很多材料的测试,只做表面涂层的测试。如果有表面涂层的话,要做重金属元素(锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒)的测试。值得幸运的是,纺织材料不需要检测总铅和可溶性铅的含量,只需要测试其他七种可溶性重金属的含量。

11 加拿大相关环保法规

加拿大环境保护法:主要限制多溴联苯和多溴联苯醚,邻苯二甲酸盐,均为总含量不得大于1000 mg/kg,禁用六溴环十二烷,甲乙酮肟,短链型氯化石蜡,中链型氯化石蜡,长链型氯化石蜡,挥发性有机化合物(VOC),磷酸三氯乙酯(TCEP)、三-(2,3-二溴丙基)膦酸酯(TRIS)

加拿大玩具产品化学安全法规:《加拿大消费品安全法》(S.C.2010,c.21,CCPSA),《玩具法规》SOR/2011-17以及《表面涂料条例》等。这些法案条例中对于重金属(如铅、汞)、邻苯二甲酸盐、有机溶剂等的限量做了相应的规定。2010年,加拿大政府发布表面涂层材料修改法规,规定特定产品表面涂层铅含量从600 mg/kg降至90 mg/kg。《表面涂料条例》中将汞的限值定为10 mg/kg(此限值是加拿大所特有的)。

加拿大《危险产品法案》:加拿大的《危险产品法案》对七大重金属限量要求与美国CPSIA及EN71-3的区别是,对汞测试总量,要求不得检出,而对铅测试总铅需≤600 mg/kg,其他五大重金属均≤1000 mg/kg。

玩具产品中阻燃纺织品也是重要一类,因此对相关重金属、阻燃剂、增塑剂的限量也须满足相关指令。

12 日本相关环保法规

日本的某些测试方法有自身特色,比如,测试甲醛用吸光度,有机锡的测试也是直接在法规中明示用分光光度计在286 nm处检测不出。日本环保法规对甲醛、违禁重金属、有机锡、有机汞、违禁农药,违禁阻燃剂都有限制,这对织物后整理阻燃提出了较高要求,需要采用环保粘合剂、交联剂、阻燃剂、协效剂。

表3 日本相关环保法规Tab.3 Regulations on the control of harmful substances in daily necessities or household products in Japan

13 Oeko-Tex Standard 100

Oeko-Tex Standard 100现在是使用最为广泛的纺织品生态标志[3]。Oeko-Tex Standard 100限制的有害物质种类非常多,本文不一一列举,仅就阻燃剂而言,Oeko-Tex Standard 100便规定PBB(多溴联苯),TRIS,TEPA,pentaBDE (五溴联苯醚),octaBDE (八溴联苯醚),DecaBDE (十溴联苯醚),HBCDD(六溴环十二烷),TCEP,BBMP(二溴新戊二醇)、TBBPA、BIS(二(2,3-二溴丙基)磷酸酯),SCCP(短链氯化石蜡)等阻燃剂不得适用[3]。在测试项目上,仅针对部分阻燃剂要求在I~III类织物上含量不超过0.1%。

Oeko-Tex Standard 100要求极其苛刻,但是,对于高分子型阻燃材料,限制不多。纺织阻燃产品的研发,可能从纺织材料的纤维本身开始分子改性或化学共聚,才会有更好的发展前景。

14 美国加州Prop 65

美国加利福尼亚州65号提案(安全饮用水和有毒物质强制法令)于1986年11月颁布实施。目前已经有超过1000种的化学物质被公布。所列化学物质包括烟草烟雾、金属(例如:铅、镉和镍)和有机化学物质 (例如邻苯二甲酸酯:BBP、DBP、DEHP、DIDP、DnHP等,及多环芳香烃:苯并芘等)。

例如,加州65法规对玩具产品的要求如下:制造商在加州销售的特定产品不得含有铅和邻苯二甲酸酯:特定产品中DEHP(邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯)、BBP(邻苯二甲酸丁基苄基酯)、DBP(邻苯二甲酸二丁酯)、DIDP(邻苯二甲酸二异癸酯)和DnHP(邻苯二甲酸二正己酯)每种的含量不超过0.1%(1000 mg/kg);特定产品中:PVC 部件的铅含量小于 0.02%(200 mg/kg);可接触到的非PVC部件铅含量小于0.06%(600 mg/kg)。

美国加州是对阻燃要求比较高的州,CA117(TB 117)-2013也专门就减少软垫家具中阻燃剂的添加(TDCPP、TDBPP和 TCEP等)做了规定,须避免使用违禁的邻苯二甲酸酯、违禁重金属和卤代磷酸酯。

15 汽车内饰VOC法规

美国环保局材料确保对环境和人体危害程度达到最低点后才能使用,另外,美国加州65提案中对VOC的限制为室内空气总挥发性有机物含量低于0.5 mg/m3。

德国环保署与德国汽车制造学会联合制定的“德国汽车车内环境标准”相关规定,车内装饰,坐套垫、胶粘剂等装饰材料含有的苯、甲醛、丙酮、二甲苯必须低于德国汽车内饰环保标准、如甲醛含量≤0.08 mg/m3。

日本汽车工业协会制定了JASO M 902:2007《自动车部品-内装材-挥发性有机化合物散发测定方法》,专门针对汽车零部件及装饰品VOC测定方法。

中国环保部/国家质检总局联合发布《GB/T 27630-2011乘用车内空气质量评价指南》国家标准,并于正式实施。《指南》规定了车内空气中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛的浓度要求。

除此之外,全球各大汽车厂商都制定了相应的企业标准用以规范汽车材料中VOC含量。

对于汽车内饰纺织品的阻燃而言,要VOC、气味、雾化值、甲醛等达标,许多磷酸酯阻燃剂如TCPP、TDCP、TCEP、RDP、CP、CU 及水溶性 APP 等固体阻燃剂不宜应用推广,溶剂型粘合剂、交联剂也受限。

与纺织阻燃相关的环保法规很多,国内的产业界积极应对,及时开展新材料新工艺新技术的开发应用,许多违禁物被更环保低毒的品种替代,同时各种新型协效剂也有应用。另外,高分子阻燃剂、本质阻燃材料的开发也取得了较大的进展。各种环保阻燃产品和技术的应用,推动了整个纺织阻燃产业的可持续发展。

16 结论

目前环保法规和指令日益繁多,指标日益苛刻,许多国家、地区或组织都对APEO、甲醛、特定有机锡、毒害邻苯二甲酸酯、违禁重金属、多溴联苯、多溴联苯醚、六溴环十二烷、TCEP、TCPP、TDCPP等进行了限制,纺织阻燃产品面临越来越大的挑战。对高分子纤维本身进行化学共聚或分子改性、制备本质阻燃纤维和本质阻燃粘合剂,或应用高分子阻燃剂/阻燃材料,从材料源头解决环保与阻燃问题,更值得期待。

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