CN105442340A - 高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革及其制备方法，制备方法包括如下步骤：(1)将碳纤维短切丝制备得到碳纤维短纤无纺布；(2)将步骤(1)中所制备的碳纤维无纺布用聚乙烯醇上浆处理；(3)将步骤(2)的产物浸渍于聚氨酯浆料中，然后水洗，干燥，得到超细纤维基布；所述的聚氨酯浆料中，各组分的重量份数如下：聚氨酯：100份，表面活性剂：0.5～3份，阻燃剂：15～100份，有机溶剂：20～100份；(4)对步骤(3)中制备的产物造面，即可得到高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革。本发明节约了能源，防止了对环境的影响，氧指数高、燃烧无敌落、烟密度小、拉伸强度高、手感柔软，可应用作高铁、动车、汽车的座椅和内饰件面料。

Description

高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超细纤维合成革，具体是一种用于高速列车座椅的高阻燃超细纤维合成革及其制备方法。
背景技术
高速列车座椅面料所用的材料对氧指数(阻燃性)、可滴落性、烟密度等方面都具有较高要求，其中氧指数要求达到32，目前主要采用的是织物面料和真皮面料。国内将纤度在1.1dtex(若为尼龙6，其直径约为：11.14μm)以下的纤维统称为超细纤维，将超细纤维与聚氨酯(PU)弹性体的复合材料称为超细纤维合成革(文献：《合成工艺学》(曲建波等.合成革工艺学[M].北京：化学工业出版社，2010.)，而常规的超细纤维合成革及中国专利200910053440.2(申请号)公开的超细纤维合成革在阻燃性、可滴落性及烟密度等方面难以达到高速列车座椅的要求。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种用于高速列车座椅的高阻燃性能的超细纤维合成革及其制造方法，以克服现有技术存在的缺陷。
本发明的方法，包括如下步骤：
(1)将碳纤维短切丝采用本领域公知的方法制备得到碳纤维短纤的无纺布；所述的公知的方法，如文献(《合成工艺学》(曲建波等.合成革工艺学[M].北京：化学工业出版社，2010.)公开的用针刺法；
所述的碳纤维是一种以丙烯腈纤维为原料经过预氧化、炭化等过程制备而得到的一种含碳量≥95％的纤维，包括含碳量≥99％的石墨纤维；
所述的碳纤维单根纤维的直径：1～11μm；
所述的碳纤维，为保持工艺的可操作性，其长度为38～50mm；
所述的无纺布制备的工艺(包含面密度、针刺密度等)可以根据文献提供的方法及行业内的技术人员根据产品的品质要求调整而得到。
(2)将步骤(1)中所制备的碳纤维无纺布用聚乙烯醇上浆处理，处理过程依次包括：无纺布上浆、烘干轧平和卷绕；
所述的聚乙烯醇的聚合度为：1000-2000；
所述上浆液的重量浓度为：0.5％～10％；
所述的烘干轧平的温度为：50℃～180℃；
所述的烘干轧平的速度为：0.1m/min～10m/min；
(3)将步骤(2)的产物浸渍于聚氨酯浆料中，时间为0.5～3小时，然后水洗，将有机溶剂除去，干燥即可制备得到超细纤维基布，为确保聚氨酯浆料能含浸充分，采用槽体浸渍工艺；
所述的聚氨酯浆料中，各组分的重量份数如下：
聚氨酯：100份
表面活性剂：0.5～3份
阻燃剂：15～100份
有机溶剂：20～100份
所述的聚氨酯为一种溶解于有机溶剂的含氨基甲酸酯结构的聚合物，包括聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯和聚酯聚醚共聚型聚氨酯中的一种或多种；
所述的表面活性剂为一种凝固调节剂，包括阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂中的一种或多种，如文献(《合成工艺学》(曲建波等.合成革工艺学[M].北京：化学工业出版社，2010.)报道的OT-70，OT-90，S-60，S-80等。
所述的阻燃剂选自三聚氰胺、三(五溴苄基)异氰尿酸酯、2，4-二(N，N-二羟甲基氨基)-6-(1，1，1-三氯甲基)-1，3，5-三嗪(TM-DACT)、硫化锌、草酸铝、可膨胀石墨、多壁碳纳米管、氧化锌的一种或多种；
所述的有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮，优选N,N-二甲基甲酰胺。
所述的水洗和烘干过程为超细纤维合成革行业内的常规处理过程，在文献《合成工艺学》(曲建波等.合成革工艺学[M].北京：化学工业出版社，2010.)中也有相关报道；
聚氨酯浆料的制备方法，为常规的物理混合方法，混合后，过80目～1000目的滤网过滤；
(4)对步骤(3)中制备的超细纤维基布进行造面，造面工艺按中国专利CN101929083A的实施例12进行，即可得到一种高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革。
所述的造面即超细纤维合成革的干法生产过程，也就是超细纤维合成革的涂层制备；
本发明的优点在于：
本发明的一种高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革，其制备过程中既不需要用甲苯进行减量处理也不需要用强碱进行减量处理，节约了能源，防止了减量过程对环境的影响。本发明的高阻燃超细纤维合成革具有氧指数高、燃烧无敌落、烟密度小、拉伸强度高、手感柔软的优点，可应用作高铁、动车、汽车的座椅和内饰件面料。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。
以下实施例子中，所用的聚氨酯树脂为浙江华峰合成树脂有限公司公开销售的商品树脂，牌号为：JF-W-DP4050、JF-W-TL4030、JF-W-TL4090。
实施例1
(1)用碳纤维T-300(日本东丽公司，牌号为：T300-3K)，纤维直径为7μm，长度为50mm，通过针刺无纺布设备制得无纺布。
(2)将(1)中所制备的碳纤维无纺布进行聚乙烯醇(PVA)上浆处理，其中聚乙烯醇其聚合度为：2000；上浆液的重量浓度为：0.5％；烘干轧平的温度为：180℃；烘干轧平的速度为：10m/min；
(3)按下述重量分数配置聚氨酯浆料：
聚氨酯(JF-W-DP4050)：100份，表面活性剂(S-60)：0.5份，三(五溴苄基)异氰尿酸酯15份，DMF：20份；
聚氨酯浆料通过1000目的滤网过滤，然后把聚氨酯浆料含浸入(2)得到无纺布中3小时(确认)，然后进行水洗和干燥，即可制备得到超细纤维基布。
(4)对(3)中制备的超细纤维基布进行造面即可得到一种高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革。
实施例2
(1)用碳纤维M40J(日本东丽公司，牌号为：M40J-6K)，纤维直径为5μm，长度为50mm，通过针刺无纺布设备制得无纺布。
(2)将(1)中所制备的碳纤维无纺布进行聚乙烯醇(PVA)上浆处理，其中聚乙烯醇其聚合度为：1200；上浆液的浓度为：3％；烘干轧平的温度为：130℃；烘干轧平的速度为：8m/min；
(3)按下述比例配置聚氨酯浆料：
聚氨酯(JF-W-TL4030)：100
表面活性剂(OT-70)：2
可膨胀石墨：50
DMF：100
聚氨酯浆料通过300目的滤网过滤，然后把聚氨酯浆料含浸入(2)得到无纺布中1小时(确认)，然后进行水洗和干燥即可制备得到超细纤维基布。
(4)对(3)中制备的超细纤维基布进行造面即可得到一种高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革。
实施例3
(1)用碳纤维(按文献报道的方法制备：张旺玺.《聚丙烯腈基碳纤维》[M].上海：东华大学出版社，2005.)，纤维直径为1μm，长度为38mm，通过针刺无纺布设备制得无纺布。
(2)将(1)中所制备的碳纤维无纺布进行聚乙烯醇(PVA)上浆处理，其中聚乙烯醇其聚合度为：1000；上浆液的浓度为：10％；烘干轧平的温度为：50℃；烘干轧平的速度为：0.1m/min；
(3)按下述比例配置聚氨酯浆料：
聚氨酯(JF-W-TL4030)：100
表面活性剂(OT-90)：2
氧化锌：90
DMAC：85
聚氨酯浆料通过80目的滤网过滤，然后把聚氨酯浆料含浸入(2)得到无纺布中0.5小时，然后进行水洗和干燥即可制备得到超细纤维基布。
(4)对(3)中制备的超细纤维基布进行造面即可得到一种高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革，该实施例的性能见表1。
实施例4
(1)用碳纤维(按文献报道的方法制备：张旺玺.《聚丙烯腈基碳纤维》[M].上海：东华大学出版社，2005.)，纤维直径为11μm，长度为45mm，通过针刺无纺布设备制得无纺布。
(2)将(1)中所制备的碳纤维无纺布进行聚乙烯醇(PVA)上浆处理，其中聚乙烯醇其聚合度为：1800；上浆液的浓度为：5％；烘干轧平的温度为：150℃；烘干轧平的速度为：5m/min；
(3)按下述比例配置聚氨酯浆料：
聚氨酯(JF-W-TL4090)：100
表面活性剂(S-80)：2
TM-DACT：40
乙酸乙酯：95
聚氨酯浆料通过150目的滤网过滤，然后把聚氨酯浆料含浸入(2)得到无纺布中2小时，(确认)然后进行水洗和干燥即可制备得到超细纤维基布。
(4)对(3)中制备的超细纤维基布进行造面即可得到一种高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革，该实施例的性能见表1。
表1各实施例的性能情况
氧指数测试按GB/T2406.2-2009进行；滴落物、烟雾等级、燃烧等级按DIN54837：2007及DIN5510-2：2009进行分级；拉伸强度测试按GB/T1040.3-2006进行。

Claims (8)

1.高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将碳纤维短切丝制备得到碳纤维短纤无纺布；
(2)将步骤(1)中所制备的碳纤维无纺布用聚乙烯醇上浆处理；
(3)将步骤(2)的产物浸渍于聚氨酯浆料中，然后水洗，干燥，得到超细纤维基布；
所述的聚氨酯浆料中，各组分的重量份数如下：
聚氨酯：100份
表面活性剂：0.5～3份
阻燃剂：15～100份
有机溶剂：20～100份；
(4)对步骤(3)中制备的超细纤维基布进行造面，即可得到所述的高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碳纤维含碳量≥95％，碳纤维单根纤维的直径：1～11μm，长度为38～50mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上浆处理过程依次包括：无纺布上浆、烘干轧平和卷绕；
所述的聚乙烯醇的聚合度为：1000-2000；
所述上浆液的重量浓度为：0.5％～10％；
所述的烘干轧平的温度为：50℃～180℃；
所述的烘干轧平的速度为：0.1m/min～10m/min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，将步骤(2)的产物浸渍于聚氨酯浆料中，时间为0.5～3小时。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的聚氨酯包括聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯和聚酯聚醚共聚型聚氨酯中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的阻燃剂选自三聚氰胺、三(五溴苄基)异氰尿酸酯、2，4-二(N，N-二羟甲基氨基)-6-(1，1，1-三氯甲基)-1，3，5-三嗪(TM-DACT)、硫化锌、草酸铝、可膨胀石墨、多壁碳纳米管、氧化锌的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮。
8.根据权利要求1～7任一项5所述方法制备的高速列车座椅用高阻燃超细纤维合成革。
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CP01 Change in the name or title of a patent holder
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Address after: 201508, No. 888 Ting Wei Road, Shanghai, Jinshan District

Patentee after: Shanghai Huafeng Super Fiber Technology Co.,Ltd.

Address before: 201508, No. 888 Ting Wei Road, Shanghai, Jinshan District

Patentee before: HUAFON MICROFIBRE (SHANGHAI) Co.,Ltd.