CN101228025A - 防火毡材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防火毡材料，它包括：10－25wt％的膨胀石墨，以及20－45wt％的粘合剂，其余成分(总量100％)包括天然织造纤维。本发明的防火毡材料还可以包括一个100％聚酯外涂层。

Description

防火毡材料

发明领域

本发明涉及一种用于隔音及防火绝缘材料的防火毡材料。

发明背景

如今，隔音和/或防火绝缘材料的应用，除了其它行业，在建筑业及汽车制造业相对来说比较广泛。

使用的材料之一是毡。毡是由没有断口、不弯曲的织物与无纺棉纤维交错而构成，通常混入少量的植物纤维或者合成纤维。在所使用的纤维中，为了制造毡，除了棉纤维，还加入一些植物纤维，例如大麻纤维、苎麻纤维或者黄麻纤维，以及一些合成纤维，例如人造纤维、尼龙和一些聚合纤维。为了提供坚固性及最小化硬度而加入粘合剂，其通常为树脂。在工业领域，毡可以以两种状态存在：预聚合的，其中粘合剂还没有聚合，此时毡可以作为制造模制品的原材料；和聚合的，其中粘合剂已经聚合成为一种网状结构并赋予了材料足够的机械性能。

为了使粘合剂聚合，需要升高模具中材料的温度和/或压力。这些值依据所使用的材料的种类而定。毡材料一旦聚合，粘合剂与形成毡的其它成分的结合使其具有较高的坚固度和硬度。毡的最终性能取决于所使用的材料、粘合剂材料、聚合过程及其主要参数(压力和温度)。

因此，如果改变粘合剂和它的聚合过程，就可以得到几种不同的产品，也就是有着不同性能(基本的机械性能，例如硬度和坚固性，但绝缘性能保持一致)不同的毡。

毡在工业上有广泛的应用，尤其是在汽车制造业和建筑业，因为所有用于汽车制造业和建筑业的材料，都必须具有特殊的阻燃性，具有根据应用类型以及从最终装配到可能的热和/或火焰的距离的规格水平。根据此目的，阻燃剂或者防火材料被用于毡的制造上。

欧洲法律的一些改变，例如如“欧洲分类”等建筑材料认证的统一、发动机隔音材料规范中的一些改动，提高了特殊部件的防火需求标准。

要了解防火器件，必须先区分耐燃、耐火焰、耐辐射、火焰扩散和隐蔽火焰扩散(fire pocket spreading)的不同分类。

现今，化学阻燃剂被用于毡或者含耐热树脂、氨多磷酸盐或硼盐的聚集的织物，它们在树脂中的比例为15-30％。其它卤素基化合物的应用在所有部分中都是被限制的，因为它对臭氧层的负面效应。

这些化合物的一般设在于在燃烧过程中产生基团。当火焰遇到易燃物，易燃物便会由于火焰的热量而烧尽，并且释放出气体与空气中的氧气反应，形成燃烧和热产物，这些产物反过来再次使得材料分解。这种化合物的基团被称为“阻燃剂”，它们需要火焰来激活。

然而，如果燃烧的主要来源在材料/阻燃系统的外侧，因为在长期应用火焰测试(例如Volkswagen测试PV33575分钟，或Volvo测试STD1028、581610分钟)中，阻燃剂仅应用于边界区域，而在其中心位置，所有材料包括阻燃剂都会被分解。

结果是激发火焰的应用区域被完全破坏，这在由上述规格定义的区域内是允许的，但是会产生大量非常有害的燃烧烟雾，这些烟雾是由形成不同类型的化合物的阻燃剂产生的，当它们与呼吸系统的潮湿空气或粘液表面接触时可以产生酸。

在火焰隐蔽的情况下，属于一种无焰燃烧。它的快速熄灭，是带有电线的发动机和设备中所有非金属部件标准的最重要目标之一。为了达到此标准，在很多情况下，根据材料的密度，必须增加阻燃材料的含量。但要记住，它们反过来在聚合过程中参与三维网络的成型，对树脂/阻燃材料的关系有一定的限制，并且必须增加树脂的含量以使得该部分的性能与非阻燃部分的性能相同。另一方面，为了得到稳定、均质的材料，50％的非纤维化合物对制造毡的过程会有限制。

在高标准要求情况下，当隐蔽火焰被熄灭的时候，在最大量的可获得阻燃剂也不充分的地方，向混合物中加入玻璃纤维，其含量可高达40％。除了玻璃纤维的成本比较高，带有玻璃纤维的毡制造也比较困难，这意味着为了制备这些及保护工人，对生产线的投资要比较大。处理中间材料以及成品都需要有额外的保护措施，还有可能刺激皮肤和眼睛。

目前为了适应长期的火焰测试的解决方法有，使用30-50％预氧化的poliachrinitrile纤维(PANOX纤维或者碳纤维)。在其制造后和应用到无纺布前，这些纤维经历一个类似于在燃烧中发生的氧化过程，并且因此获得对任何种类氧化的高抵抗性。这种额外的处理步骤大大增加了纤维的成本，并且在全球范围内大大增加了成品的成本。

发明概述

本发明的阻燃毡材料具有一些特殊的技术特征，这使得获得较好的阻燃防火生和较高的保护性成为可能。本发明致力于基于织造物的隔音和热绝缘部分的广泛应用中，由于它们是被安装在客舱或车辆的电动机上以及建筑物中，其需要有较高的耐火性能。

本发明的材料包括一种加入了膨胀石墨作为阻燃成分的毡。石墨通常以基于六角形原子团重叠层的晶体结构为特征。它的层相当稳定和坚固，但重叠层之间的连接比较弱。膨胀石墨优选在各层之间包括氮基或者硫基化合物。这样，当石墨温度升高时，它的各层呈摺状分离，从250℃开始石墨膨胀到大概为原始大小的高达350倍。

阻燃毡材料由纤维、粘合剂和膨胀石墨组成，其特征在于当其受到火焰等的加热时，便会引起膨胀石墨粒子尺寸增大，从而占据纤维之间的空间，直至形成一个隔热层，该隔热层向着热源的方向增长。毡表面的这种效果非常明显，并因此形成一个石墨的表面层，这个层阻止了火焰及热的进入。

因为有这种结构，毡接触火焰时并不会释放出大量有害及污染的烟雾。另外，这种材料不像其它防火材料那样容易磨损，因此在持久性的火焰中也不会有失效的危险。

另外，使用了膨胀石墨，便也可以加入天然的织造纤维，例如棉花纤维、大麻纤维和黄麻纤维等。

我们已经知道本发明的阻燃毡的特征为可以有一个涂层，当叶轮发动机溢出流体如油、水或燃料，该涂层阻止了流体对毡的浸泡。因此，由阻燃材料制成的该部分涂覆有100％聚酯无纺布。基于背毡不含有常见的火焰溶剂或抑制剂产品的事实，聚酯也不需要这种溶剂或者阻燃产品。

优选实施方案

阻燃毡材料的一个优选实施方案，包括：

膨胀石墨，10-25wt％

可聚合的粘合剂，20-45wt％

纤维，补充总量至100％

任选的，由以上组成形成的阻燃毡材料的特征可为一个涂覆有100％聚酯无纺布的额外涂层。

本发明的特征和优选实施方案的例子公开后，只要不改变本发明以下所要求保护的基本特征，可以根据目的对所述部件的材料、形状、大小和位置做适应性修改。

Claims (6)

1.一种阻燃毡材料，包括织造纤维、聚合粘合剂和添加物，其特征在于：它包括，10-25wt％的作为阻燃剂的膨胀石墨，20-45wt％的粘合剂，余量为织造纤维，总量为100％。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于织造纤维是天然纤维。

3.根据权利要求2所述的材料，其特征在于织造纤维是植物纤维。

4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于粘合剂是可聚合的树脂。

5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于还包括一个100％聚酯外涂层。

6.根据权利要求5所述的材料，其特征在于所述的聚酯外涂层是一层无纺布。