防静电功能阻燃服的防护要求

文/单国良 盛华 于浩然

石油化工行业的易燃易爆场所居多，目前，石油化工企业给员工配备的防护服装基本为防静电服，以防止静电引起的火灾事故，但由于该类防护服不具备阻燃功能，一旦发生火灾，极易给员工造成二次伤害。为确保员工的安全与健康，一些大型央企和国企已开始为重点岗位作业人员和重点工种作业人员配备具有防静电功能的阻燃服。

目前，防静电服相关标准有GB 12014—2009《防静电服》，防阻燃服相关标准有GB 8965.1—2009《防护服装 阻燃防护 第1 部分 阻燃服》（以下简称“GB 8965.1”）。对具有防静电功能的阻燃服而言，主要的性能指标包括阻燃性能、热防护性能、热稳定性、模拟闪燃现场的假人轰燃烧伤率、面料点对点电阻、服装带电电荷量等方面。本文主要介绍阻燃指标和防静电指标两个方面。

阻燃面料包括材料阻燃和后处理阻燃两种，材料阻燃面料构成织物的材料组合本身具有足够的阻燃性；后处理阻燃面料的阻燃性来源于后道的化学后处理加工，阻燃剂通过化学缩聚或交联与纤维连为一体或涂层在纤维表面，后处理阻燃面料在洗涤过程可能出现阻燃剂脱落，导致阻燃性降低。由于阻燃剂中存在甲醛，使用过程中与纤维进行缩聚反应中又会持续释放甲醛，不够环保，所以材料阻燃面料是未来阻燃防护服的发展趋势。

阻燃指标

阻燃性包括续燃、阴燃、损毁长度、熔融、熔滴指标。GB 8965.1中的阻燃性测试采用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》的垂直燃烧法，标准火源在面料的垂直最下端点火12 秒，火源移开后面料持续燃烧时间不应超过2 秒，如超过2 秒，该织物被视为非阻燃物。部分织物在接触火源后产生快于火焰延展速度的收缩或通过熔滴断裂离开火源实现自熄，这类织物续燃时间即使不超过2 秒，仍可能被视为非阻燃。

有防静电功能的阻燃防护服（图片由中石化胜利检测中心提供）

阴燃

阴燃是指续燃结束后织物的无焰燃烧。在垂直燃烧体系中，阴燃时间判定较为困难。按照术语定义，续燃结束后，碳化区域的红热区不断扩大的时间为放热过程，计为阴燃时间，红热区域缩小或变暗的时间视为冷却过程，不记为阴燃时间。相对续燃时间而言较难判断，测试的误差也较大。在美标NFPA 2112 Standard on Flame-Resistant Garments for Protection of Industrial Personnel Against Flash Fire（以下简称“NFPA 2112”）的垂直燃烧试验中，记录阴燃时间而不作为判断阻燃性的指标。在实际测量中发现，阴燃多出现在厚重织物或阻燃性强的织物中，如碳纤维织物，自身不燃烧但可以被烤红，给人的印象是阴燃时间长，而熔融类或收缩型的化纤织物反而没有阴燃，阴燃指标不完全与阻燃性正相关，在学术上存在一定争议。

损毁长度

损毁长度是与烧伤率对应的简化测量指标，虽不能替代烧伤率指标，但在没有烧伤率测试的情况下，损毁长度越短对应的烧伤率应该越低。GB 8965.1 将损毁长度分为A 级和B 级，A 级要求不高于50 毫米，B级要求不高于100 毫米。美标NFPA 2112 中要求不高于100 毫米均为合格。垂直燃烧火源的绝热温度可以达到2 000 摄氏度以上，实际温度大概在920 摄氏度左右，损毁长度的单个测量值低于50 毫米的样品不少，但同一产品能确保每次检测损毁长度均低于50 毫米的并不多，所以一般而言，损毁长度选择不高于100 毫米的B 级就够了。如工作场所的易燃易爆概率较大，想获得更高热防护效果的，可以将损毁长度指标定为不超过75 毫米或不超过50 毫米。

熔融、熔滴指标

熔融、熔滴指标主要限制熔融纤维使用比率和使用方法。如果织物出现熔融、熔滴，炙热液体附着在皮肤上，冷却凝固的熔融织物与皮肤粘为一体，在治疗阶段较难剥离，会对伤者造成二次伤害，所以，只要有熔融或熔滴，织物均判不合格。熔融、熔滴属定性判断指标，是否决项。如果缺失这两项指标，垂直燃烧试验的续燃、阴燃、损毁长度的三项测试数据将没有意义。

热防护性、热稳定性

热防护性、热稳定性是对垂直燃烧测试的重要补充。热防护性能指标，简称TPP，在GB 8965.1 中只要求A 级测试热防护性能，该值越大越好。GB 8965.1 的热防护指标与NFPA 2112 保持一致。在EN ISO 11612 Protective clothing—Clothing to protect against heat and flame 的阻燃服标准中，将热传导、热对流、热辐射3 个指标明确分开测试，虽试验方法有所不同，原理基本一致。

热稳定性是在规定的温度环境中一定时间内织物抵抗热收缩的指标。A 级和B 级对应的测试温度分别为260 摄氏度和180 摄氏度，5 分钟后热收缩率不得高于10%。一旦身体突然被闪燃火焰包围，如果身上的服装大幅度收缩，热量的传导能力大大增加，烧伤面积会陡增，同时穿着人员离开火场后不容易将衣服脱下散热，脱衣服的过程中可能擦伤皮肤。

模拟闪燃现场的假人轰燃烧伤率

在标准GB 8965.1 中没有模拟闪燃现场的假人轰燃烧伤率指标，但在该标准即将出台的2019 年修订版中会有该指标。模拟闪燃现场的假人轰燃烧伤率，是阻燃服整体在实际闪燃现场的模拟试验。阻燃性能指标（续燃、阴燃、损毁长度、熔融、熔滴指标）更多地反映织物（包括面料、中间层、里料）或织物组合的阻燃性能，而模拟闪燃现场的假人轰燃烧伤率除了反映以上性能外，对服装裁剪、款型设计均提出了综合性要求。服装相对于人体越宽松，烧伤率越低。二度及三度烧伤率之和超过受检面积50%则视为不合格，不超过25%的，符合A 级指标。

在轰燃试验中，总热功率达到84 千瓦每平方米，由于人体周围向上的热对流非常强烈，所以连体服装相对分体服装烧伤率低，头部有阻燃防护比没有阻燃防护的烧伤率低。

防静电指标

面料点对点电阻、服装带电电荷量是防静电性能的两个指标。根据GB 12014—2009《防电弧服》的规定，防静电面料点对点电阻应介于1×105～ 1×1011Ω 之间，过低判为导体，过高判为绝缘体；防静电服装的带电电荷量应不高于0.6 uC/件。面料点对点电阻是指当织物表面存在静电荷堆积时，依靠纵横交错的导电长丝将电荷平均分散到织物各处，降低织物与环境的整体电势差，也降低织物局部与局部之间的电势差，减少或杜绝静电火花产生的可能性。服装带电电荷量是服装与易产生静电的物体按规定条件进行摩擦后产生的静电荷，服装上所带静电荷的总量越少越好。摩擦中，产生的静电荷如果能快速耗散，残留在服装上的静电荷就少，反之残留的静电荷就多。

近年来国产导电短纤维，导电长丝的生产技术日趋成熟，产量规模大，制造成本大幅度降低，采用材料防静电工艺已经得到普及。从目前的检测数据看，即使在纺纱中混入少量的导电短纤维，一定间隔的导电长丝方格结构对点对点电阻指标而言仍必不可少。从现有技术上说，加炭粉的黑色导电长丝的防静电性能优于加金属氧化物成分的灰色或白色导电长丝。

以上是对有防静电功能的阻燃服的阻燃性能和防静电性能应达到指标的分析。为使有防静电功能的阻燃服具备多项组合功能，所用材料要确保各项功能符合相关要求。

目前，国际大型石油石化企业如埃克森美孚、BP、壳牌等都将该类防护服作为员工日常工作服进行配备，在我国，随着阻燃、静电防护技术的发展，以及石油石化企业安全意识的不断增强，也应为职工配备此类防护服。尤其是我国通过多年的发展，已经成为众多国际品牌的面料和服装的原产国，以国产原料为基础的产品质量也已经达到国际水平，为我国的石油石化企业普及有防静电功能的阻燃服创造了良好条件。建议国家尽快完善相关配备规范，以推动防护服的整体防护水平再上新台阶。