CN101134380A - 具有表面覆盖层的纤维增强的热塑性片材 - Google Patents

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Abstract

在一个实施方案中，复合片材材料包括多孔芯层，该多孔芯层包括热塑性聚合物，基于多孔芯层的总重量，约20wt％－约80wt％的增强纤维，和有效量的阻燃剂。

Description

具有表面覆盖层的纤维增强的热塑性片材
相关申请的交叉参考
本申请是2004年3月26日提交的美国专利申请No.10/810739的部分继续，在此通过参考将其全文引入。
技术领域
本发明一般地涉及多孔纤维增强的热塑性聚合物复合片材，和更特别地涉及具有阻燃剂、烟雾抑制剂和/或协同化合物以及表面覆盖层的多孔纤维增强的热塑性聚合物复合片材，从而提供降低的火焰蔓延、降低的烟雾密度、降低的热量释放和降低的气体排放中的至少一种。
背景技术
在美国专利Nos.4978489和4670331中公开了多孔纤维增强的热塑性复合片材，且在产品制造工业中用于许多和不同应用，这是因为纤维增强的热塑性片材容易模塑成制品。例如，使用已知的技术，例如热冲压、压塑和热成形成功地由纤维增强的热塑性片材形成制品。
由于各种不同的应用，因此对纤维增强的热塑性片材进行各种不同性能试验。例如，当在可能遭受火焰事件，例如着火的环境内使用成形制品时，该纤维增强的热塑性片材的火焰蔓延、烟雾密度和气体排放特征是重要的。出于安全的担心，需要改进纤维增强的热塑性片材产品的火焰、烟雾和毒性性能。
发明内容
一方面，提供包括多孔芯层的复合片材材料。该多孔芯层包括热塑性聚合物，基于多孔芯层的总重量，约20wt％-约80wt％的增强纤维，和有效量的阻燃剂。
另一方面，提供制造多孔纤维增强的热塑性片材的方法。该方法包括提供具有至少一层多孔芯层的多孔纤维增强的热塑性片材，所述多孔芯层包括热塑性材料，约20wt％-约80wt％的增强纤维，和有效量的阻燃剂。该方法还包括层压至少一层表层到多孔纤维增强的热塑性片材表面上。每一表层包括至少一层热塑性膜、弹性膜、金属箔、热固性涂层、无机涂层、纤维基稀松布(scrim)、非织造织物和织造织物，表层的极限氧指数大于约22，这根据ISO4589来测量，以提高多孔纤维增强的热塑性片材的燃烧、烟雾、热量释放和气体排放特征中的至少一种。
附图说明
图1是根据本发明的实施方案的例举的纤维增强的热塑性片材的截面示意图。
图2是根据本发明另一实施方案的例举的纤维增强的热塑性片材的截面示意图。
图3是根据本发明另一实施方案的例举的纤维增强的热塑性片材的截面示意图。
具体实施方式
以下详细地描述具有降低的火焰蔓延、降低的烟雾密度、降低的热量释放和降低的气体排放特征的多层、多孔的纤维增强的热塑性复合材料。在例举的实施方案中，多层、多孔的纤维增强的热塑性片材包括一层或更多层多孔芯层，所述多孔芯层由一种或更多种热塑性材料，在该热塑性材料内分散的约20wt％-约80wt％的纤维，和有效量的卤素的阻燃剂形成。芯层的至少一个表面被在使用或者不使用粘合剂或者粘结层的情况下，在热和/或压力下层压到芯层上的表层覆盖。至少部分地选择表层材料，以便当暴露于火焰事件下时，赋予复合片材火焰蔓延、热量释放、烟雾密度和气体排放所需的降低。此外，可通过一起层压两层或更多层具有不同热塑性材料和/或不同纤维的多孔芯层，从而改进处理、可模塑性和最终应用性能。此外，可在芯层之间层压表层，以影响性能特征。另外，可通过将至少一层表层层压到芯层表面上，从而改进可模塑性和成形性，其中表层是纤维基稀松布、非织造织物和织造织物中的至少一种。
参考附图，图1是例举的纤维增强的热塑性复合片材10的截面示意图，它包括一层多孔芯层12，和层压到芯层12的外表面18和20上的表层14和16。在一个实施方案中，复合片材10的厚度为约0.5mm-约50mm，和在另一实施方案中，厚度为约0.5mm-约25mm。此外，在一个实施方案中，表层14和16各自的厚度为约25μm-约5mm，和在另一实施方案中，为约25μm-约2.5mm。
由开孔结构制成的网幅形成芯层12，所述开孔结构通过无规交叉至少部分通过一种或更多种热塑性树脂保持在一起的增强纤维形成，其中多孔芯层12中的孔隙含量范围一般地为芯层12总体积的约5％至约95％，和尤其约30％至约80％。在另一实施方案中，多孔芯层12由开孔结构制成，所述开孔结构通过无规交叉至少部分通过一种或更多种热塑性树脂保持在一起的增强纤维形成，其中约40％-约100％的孔结构是开孔结构且允许空气和气体流过。在一个实施方案中，芯层12的密度为约0.2gm/cc-约1.8gm/cc，和在另一个实施方案中，为约0.3gm/cc-约1.0gm/cc。使用已知的制造工艺，例如湿法成网工艺、气流成网工艺、干混和工艺、梳理和针织工艺，和制造非织造产品所使用的其它已知工艺，形成芯层12。这种制造工艺的结合也是有用的。芯层12包括约20％-约80wt％具有高的弹性拉伸模量和平均长度为约7至约200mm的纤维，和约20％-约80wt％全部或者基本上未凝固的纤维或者粒状热塑性材料，其中重量百分数基于芯层12的总重量。在另一实施方案中，芯层包括约35％-约55wt％的纤维。加热网幅到高于芯层12上的热塑性树脂的玻璃化转变温度，以便基本上软化塑料材料并通过一个或更多个凝固装置，例如轧辊、压延辊、双层皮带层压机、转位压机(indexing press)、多层平板机、压热器(autoclave)和层压与凝固片材和织物所使用的其它这种装置，以便塑料材料可流动并润湿纤维。设定在凝固装置内的凝固元件之间的间隙小于未凝固网幅的尺寸并大于若它充分凝固时网幅的尺寸，从而允许网幅膨胀和在穿过辊之后保持基本上可渗透。在一个实施方案中，设定间隙比若它充分凝固时网幅的尺寸大约5％-约10％。充分凝固的网幅是指充分压缩和基本上不具有孔隙的网幅。充分凝固的网幅具有小于5％的孔隙含量和可以忽略不计的开孔结构。
高弹性拉伸模量是指弹性拉伸模量显著高于可由网幅结构形成的凝固片材。落入这一类的纤维包括金属纤维、金属化无机纤维、金属化合成纤维、玻璃纤维、石墨纤维、碳纤维和陶瓷纤维，和诸如芳族聚酰胺纤维(以商品名Kevlar和Nomex销售)之类的纤维，且通常包括在室内温度和压力下，拉伸模量大于约10，000MPa的任何纤维。
粒状塑料包括为在制造过程中提高网幅结构的内聚性可包括的短塑料纤维。通过利用网幅结构内塑料材料的热特征，从而进行粘结。充分地加热网幅结构，引起热塑性组分在与它相邻的颗粒和纤维的表面处熔融。
在一个实施方案中，单独的增强纤维平均不应当小于约7mm，这是因为较短的纤维通常在最终的模塑制品内没有提供充足的增强性。此外，纤维平均不应当大于约2OOmm，这是因为这种纤维难以在制造工艺中处理。
在一个实施方案中，使用玻璃纤维，且为了赋予结构强度，纤维的平均直径为约7至约22微米。直径小于约7微米的纤维可容易地变得气载，且可引起环境健康和安全问题。直径大于约22微米的纤维难以在制造工艺中处理，且在模塑之后不能有效地增强塑料母体。
在一个实施方案中，热塑性材料至少部分为粒状形式。合适的热塑性塑料包括，但不限于，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈基苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、polybutyleneterachlorate和聚氯乙烯(增塑和未增塑的)，和这些材料彼此或者与其它聚合物材料的共混物。其它合适的热塑性塑料包括，但不限于，聚芳醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热塑性聚酯、聚醚酰亚胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、液晶聚合物、商业上称为
Figure A20071010492300091
的聚(1，4-亚苯基)化合物，高热聚碳酸酯，例如Bayer的
Figure A20071010492300092
，高温尼龙，和硅氧烷，以及这些材料彼此或与其它聚合物材料的合金和共混物。优选地，热塑性材料的极限氧指数(LOI)大于约22，这根据ISO 4589-2，第2版，1996年3月15日，试验方法来测量。预期可使用任何热塑性树脂，所述热塑性树脂没有受到水的化学进攻，且在没有化学或热分解的情况下，可足以通过加热软化以允许熔融和/或模塑。
在一个实施方案中，塑性颗粒不需要过细，但比约1.5mm粗糙的颗粒不令人满意，这是因为它们在模塑工艺过程中没有充分地流动，以产生均匀的结构。使用较大的颗粒可导致当凝固时，材料弯曲模量下降。在一个实施方案中，塑料颗粒的尺寸不大于约1mm。
芯层12进一步包括有效量的含有至少一种N、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po、F、C1、Br、I和At的至少一种阻燃剂。在一个例举的实施方案中，阻燃剂是卤素阻燃剂。在另一实施方案中，阻燃剂是卤化的热塑性聚合物，例如四溴双酚A。在一个实施方案中，在芯层12内阻燃剂的用量范围可以是约2wt％-约13wt％，在另一实施方案中，为约2wt％-约5wt％，和在另一实施方案中，为约5wt％-约13wt％。
芯层12也可包括用量为约0.2wt％-约10wt％的一种或更多种烟雾抑制剂组合物。合适的烟雾抑制剂组合物包括，但不限于，锡酸盐、硼酸锌、钼酸锌、硅酸镁、钼酸锌钙、硅酸钙、氢氧化钙及其混合物。
芯层12也可包括协同剂材料，以增加卤素阻燃剂的效率。合适的协同剂材料包括，但不限于，三氯苯磺酸钾钠(sodiumtrichlorobenzene sulfonate potassium)、二苯基砜-3-磺酸盐及其混合物。
参考图1，由可耐受介于约200℃至约425℃的加工温度的材料形成表层14和16。表层14和16可以是热塑性膜、弹性膜、金属箔、热固性涂层、无机涂层、纤维增强的稀松布，和织造或非织造织物材料。根据ISO 4589-2，第2版，1996年3月15日，试验方法测量的LOI大于约22的任何合适的热塑性材料，其中包括热塑性材料的共混物，可用于形成热塑性膜，例如聚(醚酰亚胺)、聚(醚酮)、聚(醚-醚酮)、聚(苯硫醚)、聚(醚砜)、聚(酰胺-酰亚胺)、聚(芳基砜)及其结合物。形成稀松布的合适纤维包括，但不限于，玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维、无机纤维、金属纤维、金属化合成纤维、金属化无机纤维及其结合物。优选地，在形成稀松布中所使用的纤维的LOI大于约22，这根据ISO 4589-2，第2版，1996年3月15日，试验方法来测量。
在一个实施方案中，无机涂层包括至少一种石膏糊剂、碳酸钙糊剂、灰泥和混凝土的层。纤维基稀松布包括借助湿法成网、气流成网、纺粘和射流喷网方法制造的轻质的非织造覆盖材料。纤维基稀松布包括例如，玻璃、碳、聚丙烯腈、芳族聚酰胺纤维、聚(对亚苯基苯并双
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唑)、聚(醚一酰亚胺)、聚(苯硫醚)等。非织造织物包括热塑性材料、热固性粘合剂、无机纤维、金属纤维、金属化无机纤维和金属化合成纤维。
通过任何合适的层压方法，使用热和/或压力，在使用或者不使用粘合剂或者粘结层，例如使用轧辊或者层压机的情况下，将表层14和16层压到芯层12上。在芯层12形成之后，将表层14和16层压到芯层12上，和在一个实施方案中，将表层14和16层压到芯层12上，之后将芯层切割成预定尺寸的片。在另一实施方案中，先将芯层12切割成片，再在芯层12上层合表层14和16。在一实施方案中，层压工艺的温度大于表层和芯层中热塑性树脂的玻璃化转变温度，例如大于约100℃。在另一实施方案中，在室温下，使用热固性粘合剂和压力，将表层14和16粘结到芯层12上。
图2是另一例举的纤维增强的热塑性片材30的截面示意图，它包括芯层32和34，以及层压到芯层32和34上的表层36、38和40。特别地，芯层32包括第一表面42和第二表面44，和芯层34包括第一表面46和第二表面48。排列芯层32和34，以便芯层32的第二表面44与芯层34的第一表面46相邻。表层36位于芯层32的第一表面42上，表层38位于芯层34的第二表面48上，和表层40位于芯层32的第二表面44和芯层34的第一表面46之间。一起层压芯层32和34，以及表层36、38和40，形成纤维增强的热塑性片材30。
芯层32和34，类似于以上所述的芯层12，它包括约20％-约80wt％具有高的弹性拉伸模量的纤维和约20％-约80wt％的热塑性材料。芯层32中的热塑性材料和/或纤维可以与芯层34中的热塑性材料和/或纤维相同或不同，这取决于片材30的所需性能。
表层36、38和40，类似于以上所述的表层14和16，它由可耐受介于约200℃至约425℃的加工温度的材料形成。表层36、38和40可以是热塑性膜、纤维增强的稀松布和织造或非织造织物材料。可由相同材料形成表层36、38和40，或者可由不同材料形成，这取决于片材30所需的性能。
在替代的实施方案中，片材30不包括在芯层32和34之间层压的表层40。在进一步替代的实施方案中，仅仅片材30的外表面之一包括表层和/或在芯层32和34之间层压的表层。在进一步替代的实施方案中，片材30包括覆盖至少一部分芯层32的第二表面44和芯层34的第一表面46的表层或者在芯层32和34之间层压的表层40。
图3是另一例举的纤维增强的热塑性片材60的截面示意图，它包括多孔芯层62、64和66，以及层压到芯层62、64和66上的表层68、70、72和74。特别地，芯层62包括第一表面76和第二表面78，芯层64包括第一表面80和第二表面82，和芯层66包括第一表面84和第二表面86。排列芯层62、64和66，以便芯层62的第二表面78与芯层64的第一表面80相邻，和芯层64的第二表面82与芯层66的第一表面84相邻。表层68位于芯层62的第一表面76上，表层70位于芯层66的第二表面86上，表层72位于芯层62的第二表面78和芯层64的第一表面80之间，和表层74位于芯层64的第二表面82和芯层66的第一表面84之间。一起层压芯层62、64和66，以及表层68、70、72和74，形成纤维增强的热塑性片材60。
芯层62、64和66类似于以上所述的芯层12，它包括约20％-80wt％具有高的弹性模量的纤维和约20％-约80wt％的一种或更多种热塑性材料。每一芯层62、64和66中的热塑性材料和/或纤维可以与每一其它芯层中的热塑性材料和/或纤维相同或不同，这取决于片材60所需的性能。
表层68、70、72和74与以上所述的表层14和16类似，它由可耐受介于约200℃至约425℃的加工温度的材料形成。表层68、70、72和74可以是热塑性膜、纤维增强的稀松布和织造或非织造织物材料。可由相同材料形成表层68、70、72和74，或者可由不同材料形成，这取决于片材60所需的性能。在替代的实施方案中，片材60包括一层或更多层表层68、70、72和74，但并非所有这四层表层。在另一实施方案中，片材60包括覆盖芯层62、64和66的至少一部分表面的一层或更多层表层68、70、72和74。
可在下述应用中使用以上所述的多孔纤维增强的热塑性复合片材，但不限于这些：建筑设施、飞行器、火车和海洋船只侧壁面板、天花板、货物(crago)衬里、办公室隔板、电梯井衬板、天花板瓷砖、用于轻质家具和目前用蜂窝夹层结构、热塑性片材和FRP制造的其它这种用具的凹入框架(recessed housing)。可使用本领域已知的方法，其中包括例如，压力成形、热成形、热冲压、真空成形、压缩成形和热压处理，将该复合片材模塑成各种制品。高劲度与重量之比、能用深拉部分热成形、最终寿命的可循环能力、声学和所需低火焰蔓延指数、热量释放、烟雾密度和气体排放性能的结合使得该多孔纤维增强的热塑性复合材料比目前使用的产品成为更理想的产品。
通过参考下述实施例进一步描述本发明，其中列出所述实施例，为的是仅仅阐述的目的，且不打算限制本发明的范围。除非另有说明，所有用量以重量份形式列出。
对比例试验比较表示为样品A的对照样品和表示为样品B和C的本发明实施方案的例举样品的火焰、烟雾和气体排放。样品A是由聚(醚-酰亚胺)(它以商品名ULTEM商购于General Electric Compnay)和双酚A聚碳酸酯树脂(它以商品名LEXAN商购于General ElectricCompany)的共混物形成的多孔纤维增强的片材，其中树脂以5％和55％的重量比共混。将共混的树脂分散在含有约40wt％标称纤维直径为16微米和平均长度为12.7mm的玻璃纤维的多孔纤维增强的片材内。样品B是根据本发明的实施方案，用76微米厚的聚(醚-酰亚胺)膜(它以商品名ULTEM商购于General Electric Company)层压的样品A的多孔纤维增强的片材。样品C是根据本发明的实施方案，在外表面上层压、用27g/m2芳族聚酰胺纤维稀松布(它以商品名KEVLAR商购于E.I.du Pont de Nemours and Company)层压的样品A的多孔纤维增强的片材。样品D是用8mil厚的聚丙烯膜层压的样品A的多孔纤维增强的片材。样品D是对比样品，它含有LOI为17的层压聚丙烯膜。下表I-II中列出了结果。
下表IV中列出了比较样品E、样品F、样品G、样品H、样品I和样品J的火焰和烟雾特征的对比例试验，所述样品E是由各自重量比为25％的聚(醚-酰亚胺)和聚碳酸酯树脂的共混物与50wt％直径为16微米和长度为12.7mm的玻璃纤维形成的多孔纤维增强的片材，所述样品F是由重量比为5和55％的聚(醚-酰亚胺)和生态友好的阻燃剂基聚碳酸酯树脂的共混物结合40wt％直径为16微米和长度为12.7mm的玻璃纤维形成的多孔纤维增强的片材，所述样品G是由聚碳酸酯树脂和50wt％直径为16微米和长度为12.7mm的玻璃纤维形成的多孔纤维增强的片材，所述样品H由聚丙烯和55wt％直径为16微米和长度为12.7mm的玻璃纤维形成的多孔纤维增强的片材，所述样品I是由聚芳醚树脂和50wt％玻璃纤维形成的多孔纤维增强的片材，所述样品J是由各自重量比为33wt％和17wt％的聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二酯结合50wt％直径为16微米和长度为12.7mm的玻璃纤维形成的多孔纤维增强的片材。
使用在英国专利Nos.1129757和1329409中所述的湿法成网造纸法，制造样品A-J的纤维增强的热塑性片材。在双层皮带层压机内，在325℃和2bar下，将该纤维增强的热塑性片材进一步置于热和压力下，部分凝固该片材并使树脂润湿纤维。由与样品A相同的纤维增强的热塑性片材制备样品B，但在以上所述的条件下，使用双层皮带层压机，用75微米厚的聚(醚-酰亚胺)膜覆盖表面。由与样品A相同的纤维增强的热塑性片材制备样品C，但在以上所述的条件下，使用双层皮带层压机，用27g/m2的芳族聚酰胺纤维稀松布覆盖表面。由与样品A相同的纤维增强的热塑性片材制备样品D，但在以上所述的条件下，使用双层皮带层压机，用8mil厚的聚丙烯膜覆盖表面。
根据标题为Standard Method for Surface Flammability ofMaterials Using a Radiant Heat Energy Source(使用辐射热能源，材料表面可燃性的标准方法)的ASTM方法E-162-02A，使用辐射热源和样品材料的倾斜样品，测量可燃特征。由火焰向前行进的速度和测试材料释放热量的速度得到火焰蔓延指数。关键标准是火焰蔓延指数(FSI)和滴落/燃烧滴落观察结果。用于客车内部材料应用的美国和加拿大的要求是FSI为小于或等于35且没有燃烧滴落物。UnderwritersLaboratory(UL)要求大于10英尺2的部分应当具有小于或等于200的FSI，以获得来自UL的列表。
根据标题为Standard Method for Specific Optical Density ofSmoke Generated by Solid Materials(由固体材料阐述的烟雾的比光密度的标准试验方法)的ASTM方法E-662-03，通过在密闭的腔室内，将试样暴露于火焰和非火焰条件下，从而测量烟雾特征。进行透光率测量，并用于计算在试验时间段期间生成的烟雾的比光密度。关键标准是通过暴露于辐射炉或者辐射炉加上多种火焰下的样品所产生的烟雾的光密度(Ds)。用光密度对时间(通常20分钟)作图。最大光密度和达到这一最大值的时间是重要的输出值。美国和加拿大铁路法规和一些美国和加拿大的客车准则设定在1.5分钟时的最大值Ds为小于或等于100，和在4分钟时的最大值Ds为小于或等于200。对于许多大型的室内用具来说，全球空气法规设定在4分钟时的Ds小于或等于200。
还根据由Boeing Corporation和FAR 25.853(a)Appendix F.PartIV(OSU 65/65)Calorimeter开发的FAA试验BSS-7239，测量毒性和火焰的FAA要求。
在飞行器的客舱内部的大型部件典型地需要满足以上所述的ASTM E162和ASTM E662，以及在4分钟时的最大值Ds为200。塑料的难度试验常规地为OSU 65/65热量释放试验。在这一试验中，将试验材料暴露于确定的辐射热源下，并记录比色计的测量结果。关键标准是在5分钟的试验期间平均最大热量释放不应当超过65kW/m2，和在试验的头2分钟期间释放的平均总的热量不应当超过65kW-min/m2。
在60秒的垂直燃烧试验中，将部件暴露于小规模的开放火焰下60秒，和关键标准是燃烧长度为小于或等于150mm，和在小于或等于15秒的燃烧时间之后，火焰的滴落时间为小于或等于3秒。
表I
试验方法 样品A 样品B 样品C 样品D
ASTM E-162：平均火焰蔓延指数Fs火焰滴落 10无 5.5无 6.0无 >200是
ASTM E-662：在1.5分钟时的烟雾密度Ds在4.0分钟时的烟雾密度Ds最大烟雾密度Ds最大值 965315 225182 6133289 6133289
FAR 25.85 3(a)Appendix F，PartIV：2分钟总的热量释放最大热量释放 54kW/m254kW/m2 45kW/m241kW/m2 48kW/m248kW/m2 N/A
60秒垂直燃烧：垂直燃烧时间燃烧长度 合格91.4mm 合格61.0mm 合格53.3mm
表II
BSS-7239：气体 样品A(4分钟时的ppm) 样品B(4分钟时的ppm)
HCN 1 1
CO 200 100
NO+NO3 2 2
SO2 <1 <1
HF <1 <1
HCl 2 1
表III
试验方法 样品E 样品F 样品G 样品H 样品I 样品J
ASTM E-162：Fs火焰滴落 27.5无 50无 45无 245F.D.* 39无 69无
ASTM E-662：在1.5分钟时的Ds在4.0分钟时的Ds最大值Ds最大值 13114299 N/A 18100388 21146495 285359 1679294
*F.D.＝火焰滴落
上述试验结果表明，与样品A相比，样品B的具有聚(醚酰亚胺)表层和样品C的具有芳族聚酰胺纤维稀松布的纤维增强的热塑性片材显示出降低的火焰蔓延指数Fs、降低的烟雾密度Ds、降低的热量释放和降低的气体排放。正如表1所示，样品B和C显示出比样品A的试验结果优越的试验结果。例如，样品B和C(Fs分别是5.5和6.0)显示出比样品A(它的Fs为10)低的火焰蔓延指数Fs。特别地，根据ASTME-162、ASTM E-662、FAR 25.853(a)和60秒的垂直燃烧试验进行的试验，样品B和C显示出较低的试验结果。唯一不正常的是样品C的4分钟烟雾密度Ds结果。对比样品D(它包括LOI仅仅为17的热塑性膜)显示出大于200的火焰蔓延指数Fs和显示出火焰滴落。此外，样品E-J中的每一种显示出至少一个显著高于样品B和C的火焰蔓延指数Fs和4分钟烟雾密度Ds的火焰蔓延指数Fs和4分钟烟雾密度Ds。
进一步的对比例试验比较表示为样品K的对照样品和表示为样品L和M的本发明实施方案的例举样品的火焰、烟雾和气体排放。样品L类似于以上所述的样品A。样品K类似于以上所述的样品G，且是由聚(醚-酰亚胺)(它以商品名ULTEM商购于General Electric Company)和不含阻燃剂添加剂的双酚A聚碳酸酯树脂(它以商品名LEXAN商购于General Electric Company)的共混物形成的多孔纤维增强的片材。
进一步的对比实施例试验比较表示为样品K的对照样品和表示为样品L和M的本发明实施方案的例举样品的火焰、烟雾和气体排放，其中使用标称16微米、长12.7mm的湿法短切玻璃纤维，和粉化的聚醚酰亚胺树脂、在300℃/12.kgf下的标称MFI≥25g/10min的相对高流动性的双酚A聚碳酸酯(BPA-PC)树脂，与在聚合物主链内含有双酚A和四溴双酚A(TBBPA)单元且标称溴含量为26％和在300℃/12.kgf下的标称MFI≥7g/10min的无规共聚物聚碳酸酯树脂的共混混合物做此对比。在不同共混比下聚碳酸酯树脂的粉末共混便于转变在核心网幅内所使用的树脂的总的溴含量。核心网幅的面积重量为2000±100g/m2和w/w玻璃含量为约45％±5％。制备样品K但不使用含溴的树脂。使用在英国专利Nos.1129757和1329409中所述的湿法成网造纸工艺，制造样品K-M的纤维增强的热塑性片材。在双层皮带层压机中，在325℃和2bar下，将纤维增强的热塑性片材进一步置于热和压力下，使片材部分凝固并使树脂润湿纤维。
表IV
试验方法 样品K 样品L 样品M
溴含量wt％ 0 8.1 9.0
ASTM E-162：平均火焰蔓延指数Fs火焰滴落 45无 10无 6无
ASTM E-662：在1.5分钟时的烟雾密度Ds在4.0分钟时的烟雾密度Ds最大烟雾密度Ds最大值 18100388 9165315 4114272
样品K-M的试验结果表明，与对照样品M相比，在样品L和M内添加溴降低火焰蔓延指数Fs。还表明与对照样品M相比，在样品L和M内添加溴将降低最大烟雾密度Ds。
当引入此处所描述和/或例举的方法与制品，其中包括任何一个和所有实施方案中的元素时，量词“一、一个、该和所述(a，an，the，said)”拟指一个或更多个该元素。术语“含、包括和具有(comprise，include，have)”拟包括端值且是指可存在除了所列举的元素以外的其它元素。
尽管相对于具体的不同实施方案描述了本发明，但本领域的技术人员要意识到可在权利要求的精神和范围内，在改性的情况下实施本发明。

Claims (28)

1.含多孔芯层的复合片材材料，所述多孔芯层包括：
热塑性聚合物，
基于所述多孔芯层的总重量，约20wt％-约80wt％的增强纤维，和有效量的阻燃剂。
2.权利要求1的复合片材材料，其中所述阻燃剂包括N、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po、F、Cl、Br、I和At中的至少一种。
3.权利要求1的复合片材材料，其中所述阻燃剂包括卤代热塑性聚合物。
4.权利要求3的复合片材材料，其中所述卤代热塑性聚合物包括四溴双酚A聚碳酸酯。
5.权利要求3的复合片材材料，其中所述芯层包括约2.0wt％-约13.0wt％的溴。
6.权利要求3的复合片材材料，其中所述芯层包括约2.0wt％-约5.0wt％的溴。
7.权利要求1的复合片材材料，进一步包括烟雾抑制剂组合物，所述烟雾抑制剂组合物包括锡酸盐、硼酸锌、钼酸锌、硅酸镁、钼酸锌钙、硅酸钙和氢氧化钙中的至少一种。
8.权利要求1的复合片材材料，进一步包括三氯苯磺酸钾钠和二苯基砜-3-磺酸盐中的至少一种。
9.权利要求1的复合片材材料，进一步包括至少一层表层，所述每一表层覆盖所述多孔芯层的至少一部分表面，所述表层包括热塑性膜、弹性膜、金属箔、热固性涂层、无机涂层、纤维基稀松布、非织造织物和织造织物中的至少一种，所述表层的极限氧指数大于约22，这根据ISO 4589-2，第1版，1996年，在覆盖所述多孔芯层的至少一部分表面所使用的预定厚度下测量。
10.权利要求9的复合片材材料，其中所述热塑性膜包括聚(醚酰亚胺)、聚(醚酮)、聚(醚-醚酮)、聚(苯硫醚)、聚(芳砜)、聚(醚砜)、聚(酰胺-酰亚胺)、聚(1，4-亚苯基)、聚碳酸酯、尼龙和硅氧烷中的至少一种。
11.权利要求9的复合片材材料，其中所述纤维基稀松布包括玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、石墨纤维、碳纤维、无机矿物纤维、金属纤维、金属化合成纤维和金属化无机纤维中的至少一种。
12.权利要求11的复合片材材料，其中所述纤维基稀松布包括聚丙烯腈、对芳族聚酰胺纤维、间芳族聚酰胺纤维、聚(对亚苯基-2，6-苯并双唑)(poly(p-phenylene-2，6-benzobisoxazole))、聚(醚-酰亚胺)和聚(苯硫醚)中的至少一种。
13.权利要求9的复合片材材料，其中所述热固性涂层包括不饱和聚氨酯、乙烯基酯树脂、酚醛树脂和环氧树脂中的至少一种。
14.权利要求9的复合片材材料，其中所述无机涂层包括含选自Ca、Mg、Ba、Si、Zn、Ti和Al中的阳离子的矿物。
15.权利要求14的复合片材材料，其中所述无机涂层包括石膏、碳酸钙和灰泥中的至少一种。
16.权利要求9的复合片材材料，包括：
具有第一表面和第二表面的第一多孔芯层；和
覆盖所述第一和第二表面中至少之一个表面的至少一部分的至少一层表层。
17.权利要求9的复合片材材料，它包括：
第一和第二多孔芯层，所述每一芯层包括第一和第二表面，所述第一芯层的所述第二表面与所述第二芯层的所述第一表面相邻地布置；和
覆盖所述第一芯层的所述第一和第二表面和所述第二芯层的所述第一和第二表面中的至少一个表面的至少一部分的至少一层表层。
18.权利要求17的复合片材材料，其中所述第一多孔芯层包括与所述第二多孔芯层不同的热塑性材料和不同的纤维中的至少一种。
19.权利要求9的复合片材材料，包括：
第一、第二和第三多孔芯层，每一所述芯层包括第一和第二表面，所述第一芯层的所述第二表面与所述第二芯层的所述第一表面相邻地布置，所述第二芯层的所述第二表面与所述第三芯层的所述第一表面相邻地布置；和
覆盖所述第一芯层的所述第一和第二表面，所述第二芯层的所述第一和第二表面，和所述第三芯层的所述第一和第二表面中的至少一个表面的至少一层表层。
20.权利要求19的复合片材材料，其中所述多孔芯层之一包括与至少一个所述其它层不同的热塑性材料和不同的纤维中的至少一种。
21.权利要求1的复合片材材料，其中所述热塑性聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈基苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、polybutyleneterachlorate、聚氯乙烯、聚苯醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热塑性聚酯、聚醚酰亚胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、聚(1，4-亚苯基)化合物和硅氧烷中的至少一种。
22.制造多孔纤维增强的热塑性片材的方法，所述方法包括：
提供含至少一层多孔芯层的多孔纤维增强的热塑性片材，所述多孔芯层包括热塑性材料，约20wt％-约80wt％的纤维，和有效量的阻燃剂；和
层压至少一层表层到多孔纤维增强的热塑性片材的表面上，每一表层包括热塑性膜、弹性膜、金属箔、热固性涂层、无机涂层、纤维基稀松布、非织造织物和织造织物中的至少一种，所述表层的极限氧指数大于约22，这根据ISO 4589-2，第1版，1996年来测量，以提高多孔纤维增强的热塑性片材的火焰、烟雾、热量释放和气体排放特征中的至少一个。
23.权利要求22的方法，其中阻燃剂包括N、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po、F、Cl、Br、I和At中的至少一种。
24.权利要求22的方法，其中阻燃剂包括卤代热塑性聚合物。
25.权利要求24的方法，其中卤代热塑性聚合物包括四溴双酚A聚碳酸酯。
26.权利要求22的方法，其中芯层包括约2.0wt％-约13.0wt％的溴。
27.权利要求22的方法，其中芯层进一步包括烟雾抑制剂组合物，所述烟雾抑制剂组合物包括锡酸盐、硼酸锌、钼酸锌、硅酸镁、钼酸锌钙、硅酸钙和氢氧化钙中的至少一种。
28.权利要求22的方法，其中芯层进一步包括三氯苯磺酸钾钠和二苯基砜-3-磺酸盐中的至少一种。
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