全棉针织阻燃绒布料在户外帐篷及临时庇护所中的防火应用

一、引言

随着户外运动的普及和应急救援体系的不断完善，户外帐篷与临时庇护所在自然灾害、军事行动、野外探险及灾后安置等场景中扮演着至关重要的角色。然而，火灾风险始终是这些临时结构面临的主要安全隐患之一。据中国应急管理部发布的《2022年全国火灾事故统计分析报告》显示，2022年全国共发生火灾74.8万起，其中因帐篷、临时建筑等易燃材料引发的火灾占比达12.3%，尤其在野外营地、灾民安置点等区域火灾隐患尤为突出。

为提升帐篷及临时庇护所的安全性能，阻燃材料的研发与应用成为关键。全棉针织阻燃绒布料因其兼具天然纤维的舒适性与现代阻燃技术的安全性，近年来在户外装备领域受到广泛关注。该材料以100%棉纤维为基础，通过化学改性或后整理工艺赋予其优异的阻燃性能，同时保留了棉纤维良好的吸湿透气性、柔软触感和环保特性，是兼顾安全与舒适的理想选择。

本文将系统探讨全棉针织阻燃绒布料在户外帐篷及临时庇护所中的防火应用，涵盖材料特性、技术参数、阻燃机理、实际应用案例以及国内外研究进展，旨在为相关行业提供科学依据和技术参考。

二、全棉针织阻燃绒布料的基本特性

2.1 材料构成与工艺特点

全棉针织阻燃绒布料是以100%天然棉纤维为原料，采用针织工艺织造成坯布后，通过浸轧—焙烘或涂层等后整理技术，施加环保型阻燃剂（如磷—氮系阻燃剂、Proban®工艺或Pyrovatex® CP系列）而成。其典型结构为双面起绒或单面起绒，表面绒毛细腻，手感柔软，适用于贴肤接触的帐篷内衬或临时庇护所内壁。

与传统涤纶阻燃布相比，全棉阻燃绒布在燃烧时不会产生熔滴，避免二次烫伤，且燃烧残留物为灰烬而非硬块，更利于火灾后的清理与救援。

2.2 阻燃机理

全棉阻燃绒布的阻燃作用主要通过以下三种机制实现：

1. 凝聚相阻燃：阻燃剂在高温下促进棉纤维脱水炭化，形成致密碳层，隔绝氧气与热量传递；
2. 气相阻燃：释放不燃气体（如NH₃、N₂、H₂O），稀释可燃气体浓度；
3. 热吸收效应：阻燃剂分解吸热，降低材料表面温度，延缓热解过程。

根据美国国家标准与技术研究院（NIST）的研究，经Proban®工艺处理的棉织物在热流密度为35 kW/m²条件下的点燃时间可延长至未处理棉布的3倍以上（Babrauskas, 2003）。

三、产品技术参数与性能指标

以下为典型全棉针织阻燃绒布料的技术参数表，数据综合自国内主要生产商（如江苏阳光集团、浙江蓝天海纺织）及国际检测机构（SGS、Intertek）的测试报告。

表1：全棉针织阻燃绒布料基本物理性能

表2：阻燃性能测试结果

注：LOI（Limiting Oxygen Index）表示材料在氮氧混合气中维持燃烧所需的最低氧浓度，数值越高，阻燃性越强。

表3：舒适性与耐久性指标

四、国内外阻燃标准与法规要求

4.1 中国标准体系

中国对帐篷及临时建筑用纺织品的防火性能有明确规范。主要标准包括：

• GB 8965.1-2020《防护服装 阻燃服 第1部分：通用要求》：规定了阻燃纺织品的燃烧性能、热防护性能（TPP）等指标，适用于临时庇护所内衬材料。
• GB/T 17591-2006《阻燃织物》：将阻燃织物分为A、B、C三级，B级以上可用于人员密集场所。
• XF 94-2012《消防员防护服装通用技术条件》：虽针对消防服，但其对材料阻燃性的要求为帐篷材料提供了参考。

4.2 国际标准对比

研究表明，经Proban®工艺处理的全棉阻燃布可同时满足NFPA 701和GB 8965.1 B级要求（Zhang et al., 2021）。

五、在户外帐篷中的防火应用

5.1 应用场景分析

全棉针织阻燃绒布料主要用于以下帐篷结构部位：

• 内层衬布：直接接触人体，要求柔软、无刺激，阻燃绒布可有效防止火星溅落引发火灾；
• 隔层材料：用于内外层之间，兼具保温与阻燃功能；
• 地布加强层：在高温环境下防止地面热源引燃。

在登山帐篷、军用野战帐篷、灾后应急帐篷中，该材料已逐步替代传统涤纶阻燃布。

5.2 实际案例

案例1：2023年甘肃地震应急帐篷项目

甘肃省应急管理厅在2023年积石山地震后部署了5000顶应急帐篷，其中3000顶采用全棉针织阻燃绒布作为内衬材料。据现场反馈，帐篷在夜间使用取暖设备时未发生任何起火事故，而同期使用的普通棉布帐篷发生2起小范围燃烧事件。经第三方检测，阻燃帐篷内衬LOI值达30.1%，显著高于普通棉布的18.5%（甘肃省产品质量监督检验研究院，2023）。

案例2：中国登山协会珠峰大本营帐篷

自2021年起，中国登山协会在珠峰大本营使用的高原帐篷全部采用江苏阳光集团提供的全棉阻燃绒布，克重280 g/m²，经50次高原洗涤后仍保持阻燃性能。国际登山向导协会（IFMGA）在2022年评估报告中指出，该材料在-20℃低温下仍保持柔韧性，且无甲醛释放，符合生态环保要求（IFMGA, 2022）。

六、在临时庇护所中的应用优势

6.1 结构安全性提升

临时庇护所多用于地震、洪水、火灾等灾害现场，人员密集，逃生通道有限。使用全棉阻燃绒布可显著延长火灾蔓延时间。根据清华大学建筑学院火灾实验室的模拟测试，在相同热源条件下，使用阻燃绒布的庇护所内部温度上升至危险水平（60℃）的时间比普通棉布延长4.7分钟，为人员疏散争取宝贵时间（Wang et al., 2020）。

6.2 环保与健康优势

与含卤阻燃剂处理的合成纤维不同，全棉阻燃绒布多采用无卤环保阻燃剂，燃烧时不产生二噁英、氰化氢等剧毒气体。据德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）检测，Proban®处理棉布燃烧烟气中CO浓度比未处理棉布降低23%，且无HCl释放（BAM, 2019）。

此外，该材料可生物降解，废弃后对环境影响小，符合可持续发展理念。

七、国内外研究进展与技术趋势

7.1 国内研究现状

近年来，中国在阻燃棉织物领域取得显著进展。东华大学朱谱新教授团队开发了新型磷—氮—硅协同阻燃体系，使棉布LOI提升至35%以上，且耐水洗性达100次（Zhu et al., 2022）。浙江理工大学研发的纳米SiO₂/磷酸酯复合阻燃剂，可显著降低热释放速率和烟密度。

7.2 国际前沿技术

• 美国北卡罗来纳州立大学：开发了生物基阻燃剂（如植酸—壳聚糖体系），实现全天然阻燃棉布，符合USDA生物基产品标准（Liu et al., 2021）。
• 英国利兹大学：采用等离子体预处理技术增强阻燃剂与棉纤维的结合力，提升耐久性（Kydd et al., 2020）。
• 瑞士HeiQ公司：推出HeiQ Allsafe®技术，将银离子与阻燃功能结合，兼具抗菌与防火性能，已应用于高端户外帐篷。

7.3 技术挑战与发展方向

尽管全棉阻燃绒布优势明显，但仍面临以下挑战：

1. 成本较高：阻燃处理增加成本约30%-50%；
2. 耐久性限制：部分阻燃剂在频繁水洗后性能下降；
3. 手感与透气性平衡：过度处理可能导致布料变硬。

未来发展方向包括：

• 开发长效耐洗阻燃剂；
• 推广无甲醛、低VOC排放工艺；
• 结合智能材料（如温敏阻燃涂层）实现自适应防火。

八、市场应用与前景分析

据《中国产业用纺织品行业发展报告（2023）》显示，2022年中国阻燃纺织品市场规模达286亿元，其中户外用品占比18.7%。预计到2027年，全棉阻燃布在帐篷及临时建筑领域的应用比例将从目前的12%提升至25%以上。

主要应用企业包括：

• 牧高笛（MOBIGARDEN）：在其“云穹”系列帐篷中采用全棉阻燃内帐；
• 凯乐石（KAILAS）：军用级应急帐篷标配阻燃绒布；
• 国家应急物资储备中心：已将阻燃帐篷纳入采购目录。

国际品牌如The North Face、MSR等也在部分高端产品线中引入类似材料，响应全球可持续发展趋势。

参考文献

1. 中国应急管理部. (2023). 《2022年全国火灾事故统计分析报告》. 北京: 应急管理部火灾调查统计司.

2. Babrauskas, V. (2003). Ignition Handbook. Fire Science Publishers.

3. GB/T 5455-2014. 《纺织品 燃烧性能 垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定》. 中国标准出版社.

4. GB 8965.1-2020. 《防护服装 阻燃服 第1部分：通用要求》. 中国标准出版社.

5. NFPA 701-2021. Standard for Fire Tests for Textiles and Films. National Fire Protection Association.

6. EN 13773:2002. Temporary buildings — Fabric structures. CEN.

7. Zhang, Y., Wang, L., & Li, J. (2021). "Flame retardant cotton fabrics for outdoor applications: Performance and durability." Textile Research Journal, 91(15-16), 1789–1801. https://doi.org/10.1177/00405175211001234

8. Zhu, P., Chen, X., & Liu, Y. (2022). "Synergistic flame retardant system based on phosphorus-nitrogen-silicon for cotton fabric." Carbohydrate Polymers, 277, 118876. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.118876

9. Liu, H., et al. (2021). "Bio-based flame retardants for cotton: Phytic acid and chitosan systems." Green Chemistry, 23(5), 2105–2116. https://doi.org/10.1039/D0GC03876K

10. Kydd, R., et al. (2020). "Plasma-assisted flame retardant finishing of cotton textiles." Surface and Coatings Technology, 384, 125289. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.125289

11. Wang, X., et al. (2020). "Fire safety evaluation of temporary shelters using flame-retardant cotton fabrics." Fire Technology, 56(4), 1653–1672. https://doi.org/10.1007/s10694-019-00948-6

12. BAM (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung). (2019). Toxicity of fire effluents from flame-retardant textiles. Berlin: BAM Report B 19-01.

13. IFMGA (International Federation of Mountain Guides Associations). (2022). High-altitude tent safety assessment report. Geneva: IFMGA Publications.

14. 甘肃省产品质量监督检验研究院. (2023). 《地震应急帐篷用阻燃材料性能检测报告》. 兰州: 甘检报字第2023-045号.

15. 中国产业用纺织品行业协会. (2023). 《中国产业用纺织品行业发展报告（2023）》. 北京: 纺织工业出版社.

16. 百度百科. (2024). “阻燃面料”、“帐篷”、“临时建筑”等词条. https://baike.baidu.com

（全文约3800字）