CN107553992A - 一种机动车内饰环保阻燃面料复合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机动车内饰环保阻燃面料复合物及其制备方法,包括机动车内饰环保阻燃面料、阻燃里料,二者通过火焰复合、阻燃胶水复合或阻燃热熔胶复合实现紧密结合。该机动车内饰环保阻燃复合面料具有布面干爽、绿色环保、低烟少毒、低VOC、低雾化值、无异味、手感柔软、阻燃性能优异、剥离强度高、回弹性好、抗静电性能佳等特点,可广泛应用于小汽车、客车、货车、高铁、动车、城铁、低速火车的座椅、安全座椅、顶棚、门板、扶手等。

Description

一种机动车内饰环保阻燃面料复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃材料领域,具体涉及一种机动车内饰环保阻燃面料复合物及其制备方法。
背景技术
近年,机动车燃烧事故频发,国家有关部委发文指出,机动车内饰材料燃烧测试标准是确保机动车安全的重要因素之一。各国针对车用内饰面料的燃烧性都有明确的法规,我国在校车、客车及火车用内饰面料的阻燃性能要求上提出了新标准,水平燃烧测试指标由原来的燃烧速度≤100mm/min降低至≤70mm/min。客车内饰材料的阻燃要求仅参照国家强制性 GB8410-2006控制水平燃烧速度,不足以有效的防止火灾、延缓火势蔓延。因此,应工信部要求,有关单位综合参考国内外的相关标准,组织制定并完善汽车强制性国家标准《客车内饰材料的燃烧特性》,行业标准JT/T 1095-2016《营运客车内饰材料阻燃特性》在2017年4 月1日正式实行,两个标准增加垂直燃烧速度、氧指数、烟密度等多项指标要求,提高了汽车内饰的防火阻燃性能要求。另外,为了更好地防范火灾的发生,有关单位制定了《TB/ T3237-2010动车组用内装材料阻燃技术条件》。新标准相比TB/T3138标准,最大的区别在于对燃烧性能要求的基础上,充分考虑了火灾危险的烟雾密度和毒性气体指标。TB/T3237是动车组列车自营运以来对内饰材料首次提出的全面阻燃标准,不仅改进了TB/T3138所涉及的阻燃内容,更引进了烟雾毒性的概念,与国外标准(如DIN 5510-2、BS 6853、NF F 16-101 等)紧密接轨。产品的烟密度要求比国外同类标准更加严格,对无焰燃烧模式下的发烟量要求(Ds1.5≤100,Ds4≤200),在有焰燃烧模式下也要求发烟量达到同样要求。TB/T3237对烟雾毒性的要求是通过限定具体每一种毒性气体的浓度值来实现(而不同于国外其它同类标准以毒性指数来衡量烟雾毒性的危害程度),一定程度上提高了对产品的要求,动车内装饰材料需要全面减少8种有毒气体的产生或低于规定的浓度要求。
机动车内饰材料大多由高分子材料制备,主要由碳、氢元素构成,大多数是易燃、可燃物品。行驶过程中,发动机故障、电器短路、交通事故等各种因素易引起重大火灾,传统的金属和无机非金属材料燃烧时热释放速率大,热值高、火焰传播快且不易熄灭,产生浓烟和有毒气体,造成巨大的财产损失和人员伤亡。因此,机动车内饰材料必须要有很好的阻燃性,降低火焰蔓延速率,给予乘客充分的逃生时间。
传统的阻燃内饰材料在阻燃耐久性和安全环保等方面存在严重不足,遇火燃烧时烟雾大,极限氧指数很少达到或高于27.0%,市场上目前的汽车内饰面料复合物的LOI≤24%。
申请号为CN200810196030.9的发明公开了一种后整理纳米负离子汽车内饰面料的制备方法,在去离子水中加入所述纳米负离子粉末,经过高速搅拌,在40~50℃下加入分散剂聚丙烯酸钠和硅烷偶联剂,所述去离子水、纳米负离子粉末、分散剂、偶联剂的质量比为 100:8-15:3.0-3.5:3-4,所述硅烷偶联剂选自乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、巯基硅烷或脲基硅烷;经搅拌、超声分散处理后,得到纳米负离子整理剂,再将该纳米负离子整理剂稀释后,采用浸-轧-烘工艺,制得所述后整理纳米负离子汽车内饰面料。申请号为 CN201410761549.2的发明公开了一种阻燃PET/PTT/TPEE复合纤维,其组分按质量百分数配比为:PET:32%-64%、PTT:20%-30%、TPEE:5%-15%、阻燃剂:6%-10%、阻燃协效剂:2%-5%、相容剂:2%-4%、抗氧剂:0.1%-0.5%、成核剂:0.1%-1%、润滑剂:0.1%-1%,所述阻燃剂为聚苯基膦酸二苯砜酯,所述阻燃协效剂为三氧化二锑。申请号为CN201510607477.0的发明涉及一种车用阻燃改性增强涤纶及其生产方法,该涤纶的生产方法包括如下步骤:A.将原料聚碳酸磷酸酯与PBT通过共混造粒的方法制得母粒;B.将母粒采用熔融注入法与PET熔体混合后进行纺丝,制得POY涤纶丝。本发明的有益效果是:利用聚碳酸磷酸酯的超高分子量的无规特性,使得结晶性聚合物涤纶取向不结晶,具有较高的断裂强度,较低的模量;同时利用含磷物质,使得涤纶具有较高的极限氧指数,达到永久阻燃效果。申请号为CN201510609666.1 的发明公开了一种汽车内饰面料复合再生泡棉压制的顶棚片材,再生阻燃橡塑泡棉层一侧复合有汽车内饰面料层,形成再生阻燃橡塑泡棉汽车内饰面料薄片层,再生阻燃橡塑泡棉汽车内饰面料薄片层上复合有粘剂层,通过粘剂层将该片材固定于汽车顶棚上。制备方法:将再生阻燃橡塑泡棉层和汽车内饰面料层压制成再生阻燃橡塑泡棉汽车内饰面料薄片层;在再生阻燃橡塑泡棉层上涂布粘剂层的胶水;即制得汽车内饰面料复合再生泡棉压制的顶棚片材;使用时,将保护层揭除。申请号为CN201520737435.4的实用新型涉及一种绿色环保低VOC 透气新型汽车内饰复合面料,包括面料和经编间隔织物,面料和经编间隔织物之间通过热熔胶复合。本实用新型的有益效果是:1)低VOC绿色环保,有效减少了有毒有害物质的释放; 2)提升了汽车内饰面料的透气性和舒适性;3)减少一道火焰复合工序,减少底布的使用。申请号为CN201420369218.X的实用新型涉及一种导湿透气环保型汽车内饰面料,该面料采用畦编组织结构,带有该畦编组织的面料包括正面平针组织和背面平针组织,正面平针组织和背面平针组织经集圈组织连接,所述正面平针组织采用再生涤纶长丝,所述背面平针组织采用玉米纤维长丝。面料采用畦编组织结构,将再生的涤纶长丝和玉米纤维长丝结合起来,实现两种材料的互补。申请号为CN201410684365.0的发明公开了一种纳米负离子汽车内装饰面料的制备方法,包括纳米负离子整理剂的制备及采用轧-烘-焙工艺对面料进行后处理等步骤。通过将能够释放或发射负离子的材料加工成纳米级粒径的整理剂,再使用上述整理剂对汽车内饰面料进行纳米负离子后整理加工,赋予纺织品保健功能。整理剂中的电气石是热释电和压电材料,当其受到物理刺激、摩擦、振动时,易产生大量负离子,因此,随着振动次数的不断增加,整理后织物产生更多的负离子。申请号为CN201220023428.4的实用新型公开了一种纳米负离子汽车内饰面料,由GB1、GB2、GB3三把梳栉编织而成,所述GB1、GB2为四列经缎组织,所述GB3为经斜组织,所述GB1的组织结构为10/12、23/21,所述GB2的组织结构为23/21、10/12,所述GB3的组织结构为10/34。该实用新型能释放高浓度的空气负离子。
上述各专利都不涉及机动车内饰面料复合物的高效阻燃问题,目前除本申请人开发高阻燃性能的交通产业内饰面料复合物之外,国内外其它厂家和研究机构均没有LOI高于27.0%的机动车内饰面料复合物(面料/海绵/衬垫底布),且一直以来国内外产业界都用水平燃烧法作为评价标准,LOI并不是强制指标,因此通常的机动车内饰面料复合物产品的LOI实际测试值都较低。目前,《客车内饰材料的燃烧特性》新标准,对客车内饰材料阻燃性能的要求,规定所有汽车纺织材料(包括座椅面料)的极限氧指数≥27.0%(悬挂类材料的极限氧指数≥ 30%);水平燃烧法测试其等级不低于B级,垂直燃烧速度≤100mm/min,烟密度等级(SDR) ≤75。小汽车的内饰阻燃标准修改和提高也已经提上日常,高铁动车阻燃面料对LOI和烟气毒性要求也很高,环保和阻燃法规日益严格,传统机动车内饰面料复合物已经不符合时代发展要求。
在消防安全形势越发严峻、阻燃环保要求越来越严、原材料价格越来越高的情况下,尤其是制备聚氨酯海绵的原材料TDI和MDI价格剧烈波动而且危化品异氰酸酯安全环保形势严峻的情况下,聚氨酯软泡海绵难以实现大幅度提升极限氧指数和减少异味的情况下,本发明立足于减少对聚氨酯海绵的依赖,提供一种机动车内饰环保阻燃面料复合物及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种机动车内饰环保阻燃面料复合物及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种机动车内饰环保阻燃面料复合物,包括机动车内饰环保阻燃面料、阻燃里料,所述机动车内饰环保阻燃面料和所述阻燃里料质量比 10-66.6:90-33.4,通过火焰复合、阻燃胶水复合或阻燃热熔胶复合而实现紧密结合,所述机动车内饰环保阻燃面料由含磷阻燃材料和非阻燃材料混纺而成或交织而成,所述含磷阻燃材料为含磷阻燃涤纶、含磷阻燃丙纶、含磷阻燃尼龙、含磷阻燃腈纶、含磷阻燃氨纶、含磷阻燃维纶中的一种或多种,所述非阻燃材料包含涤纶、丙纶、尼龙、腈纶、维纶、氨纶中的一种或多种,所述机动车内饰环保阻燃面料中含磷阻燃材料含量在50wt%-99wt%之间,所述机动车内饰环保阻燃面料中磷含量在0.28wt%-5.9wt%之间,其极限氧指数在24.5%-38.9%之间;
所述阻燃里料面密度为100g/m2-550g/m2,体积密度为12kg/m3-360kg/m3,由短纤通过针刺工艺织造并经过压紧而制得,具有类似棉絮状或海绵状多层式结构,且其表面有绒毛结构;其中至少有50wt%的短纤由含磷阻燃材料制成,其余为非阻燃材料制成;由含磷阻燃材料制成的短纤为含磷阻燃涤纶短纤、含磷阻燃丙纶短纤、含磷阻燃尼龙短纤、含磷阻燃腈纶短纤、含磷阻燃维纶短纤之中的一种或多种,含磷阻燃材料制成的短纤细度均在2D-50D,含磷阻燃材料制成的短纤的磷含量在0.46wt%-6.6wt%,所述阻燃里料的含磷量在0.23wt%-6.6wt%之间,其极限氧指数在26.5%-39.0%之间;
所述机动车内饰环保阻燃面料和所述阻燃里料中至少包含一种相同成分的含磷阻燃材料,所述阻燃里料的厚度不小于所述机动车内饰环保阻燃面料厚度的50%。
进一步地,所述机动车内饰环保阻燃面料的含磷阻燃材料是高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯,磷含量在0.65wt%-1.6wt%之间,其极限氧指数在30%-38.5%之间。
进一步地,所述机动车内饰环保阻燃面料的含磷阻燃材料是由含磷阻燃剂粉末与聚对苯二甲酸乙二醇酯经共混改性而制得的阻燃聚酯,磷含量在2.0wt%-5.6wt%之间,其极限氧指数在29.0%-34.0%之间,所述的含磷阻燃剂粉末为二乙基次磷酸锌、二乙基次磷酸铝、甲基乙基次膦酸锌、含磷DOPO-笼型低聚硅倍半氧烷(DOPO-POSS)、(1-氧代-4-羟甲基-2,6,7- 三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷)(PEPA)、三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯(TRIMER)、六苯氧基环三瞵晴(HPTCP)、聚苯基膦酸二苯砜酯(PSPPP)、 HTP阻燃剂、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)中的一种或多种。
进一步地,所述非阻燃材料中还包括阳离子改性涤纶。
进一步地,所述阻燃里料所采用的含磷阻燃材料制成的短纤为由高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯,磷含量在0.65wt%-1.6wt%之间,其极限氧指数在30wt%-38.5wt%之间,所述非阻燃的合成短纤为涤纶、丙纶、腈纶、维纶、尼龙中的一种或多种。
进一步地,所述阻燃里料所采用的含磷阻燃材料制成的短纤为由含磷阻燃剂粉末与聚对苯二甲酸乙二醇酯经共混改性而制得的阻燃聚酯,含磷阻燃材料制成的短纤中磷含量在 2.0wt%-5.6wt%之间,其极限氧指数在29.0%-34.0%之间;阻燃里料所采用的非阻燃材料制成的短纤为涤纶、丙纶、腈纶、维纶、尼龙中的一种或多种,所述的含磷阻燃剂粉末为二乙基次磷酸锌、二乙基次磷酸铝、甲基乙基次膦酸锌、含磷DOPO-笼型低聚硅倍半氧烷(DOPO-POSS)、(1-氧代-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷) (PEPA)、三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯(TRIMER)、六苯氧基环三瞵晴(HPTCP)、聚苯基膦酸二苯砜酯(PSPPP)、HTP阻燃剂、9,10-二氢-9-氧杂-10- 磷杂菲-10-氧化物(DOPO)中一种或多种。
进一步地,所述非阻燃合成短纤还包括低熔点聚酯。
进一步地,还包括克重为10g/m2-50g/m2的衬垫底布,所述衬垫底布是水刺无纺布、机织网眼布或针织网眼布中的一种,通过火焰复合、阻燃胶水复合或阻燃热熔胶复合而实现与阻燃里料的紧密结合,所述衬垫底布占机动车内饰环保阻燃面料复合物的质量分数为0.3%-9%。
一种机动车内饰环保阻燃面料复合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将细度均在2D-50D的含磷阻燃材料制成的短纤与非阻燃合成短纤经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,经过压紧制得所述阻燃里料;
(2)将所述含磷阻燃材料纤维和所述非阻燃材料纤维混纺或交织制得所述机动车内饰环保阻燃面料;
(3)将所述阻燃里料通过导辊放置于火焰复合机上辊的表面,将机动车内饰环保阻燃面料通过导辊放置火焰复合机下辊的表面,机动车内饰环保阻燃面料与所述阻燃里料接触;
(4)调节燃气压力和流量,开启火排,点火,调节火焰高度和压力,使得阻燃里料维持匀速燃烧,调节上辊和下辊相对运动速度,将机动车内饰环保阻燃面料匀速压在燃烧的所述阻燃里料上,通过压辊压力实现所述机动车内饰环保阻燃面料和所述阻燃里料的火焰复合。
一种机动车内饰环保阻燃面料复合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将细度均在2D-50D的含磷阻燃材料制成的短纤与非阻燃合成短纤经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,再经过压紧而制得所述阻燃里料;
(2)将所述含磷阻燃材料纤维和所述非阻燃材料纤维混纺或交织制得所述机动车内饰环保阻燃面料;
(3)将阻燃里料通过导辊放置于复合机下辊的表面,将所述机动车内饰环保阻燃面料通过导辊放置复合机上辊的表面,机动车内饰环保阻燃面料与所述阻燃里料接触;
(4)调节压辊压力和温度,调节上辊和下辊相对运动速度,将阻燃胶水或热熔胶添加于所述阻燃里料之上,调节压辊运动方向使得上辊和下辊以相反方向运行,带动所述机动车内饰环保阻燃面料与阻燃里料以相反方向运行而结合,通过控制压辊压力和压辊温度及加工时间实现所述阻燃里料和机动车内饰环保阻燃面料的复合,所述压辊温度控制在80℃-230℃之间。
本发明的有益效果在于:按相关测试阻燃指标,其面料复合物极限氧指数高(不低于 27.0%),垂直燃烧速度小于100mm/min,水平燃烧法测试其等级不低于B级,烟密度等级(SDR)≤50,按GB/T8323.2-2008测试,在有焰状态和无焰状态下测试材料烟密度满足Ds1.5≤100,Ds4≤200。本发明适用范围广,选材适合于纺织企业,不受制于聚氨酯海绵企业。纺织企业无须花费很大精力提升聚氨酯海绵的阻燃性能,也无须检测阻燃聚氨酯海绵中的氯代磷酸酯或者溴化阻燃剂是否超标,更不用担心不同品质、不同种类海绵在火焰复合中和火焰复合后带来的各种问题,等等。
附图说明
图1为是实施例4中机动车内饰环保阻燃面料复合物各层剥离后的扫描电镜照片,其中, (a)阻燃里料2与机动车内饰环保阻燃面料1剥离后的结构,(b)是实施例4面料在阻燃测试后的碳层(极限氧指数测试),(c)是对比例1中海绵与面料剥离后的结构,(d)是对比例1在阻燃测试后的碳层(极限氧指数测试);
图2(a)和(b)为对比例1和实施例4所得产品的燃烧效果图;
图3为本发明机动车内饰环保阻燃面料复合物的结构示意图;
其中,机动车内饰环保阻燃面料1、阻燃里料2、衬垫底布3。
具体实施方式
一种机动车内饰环保阻燃面料复合物,包括机动车内饰环保阻燃面料1、阻燃里料2,所述机动车内饰环保阻燃面料1和所述阻燃里料2质量比10-66.6:90-33.4,通过火焰复合、阻燃胶水复合或阻燃热熔胶复合而实现紧密结合,其特征在于:所述机动车内饰环保阻燃面料 1由含磷阻燃材料和非阻燃材料混纺而成或交织而成,所述含磷阻燃材料为含磷阻燃涤纶、含磷阻燃丙纶、含磷阻燃尼龙、含磷阻燃腈纶、含磷阻燃氨纶、含磷阻燃维纶中的一种或多种,所述非阻燃材料包含涤纶、丙纶、尼龙、腈纶、维纶、氨纶中的一种或多种,所述机动车内饰环保阻燃面料中含磷阻燃材料(1)含量在50wt%-99wt%之间,所述机动车内饰环保阻燃面料1中磷含量在0.28wt%-5.9wt%之间,其极限氧指数在24.5%-38.9%之间;
所述阻燃里料2面密度为100g/m2-550g/m2,体积密度为12kg/m3-360kg/m3,由短纤通过针刺工艺织造并经过压紧而制得,具有类似棉絮状或海绵状多层式结构,且其表面有绒毛结构;其中至少有50wt%的短纤由含磷阻燃材料制成,其余为非阻燃材料制成;由含磷阻燃材料制成的短纤为含磷阻燃涤纶短纤、含磷阻燃丙纶短纤、含磷阻燃尼龙短纤、含磷阻燃腈纶短纤、含磷阻燃维纶短纤之中的一种或多种,含磷阻燃材料制成的短纤细度均在2D-50D,含磷阻燃材料制成的短纤的磷含量在0.46wt%-6.6wt%,所述阻燃里料2的含磷量在0.23wt%-6.6wt%之间,其极限氧指数在26.5%-39.0%之间;
所述机动车内饰环保阻燃面料1和所述阻燃里料2中至少包含一种相同成分的含磷阻燃材料,所述阻燃里料2的厚度不小于所述机动车内饰环保阻燃面料1厚度的50%。
一般经验认为,在阻燃面料中混入非阻燃材料,阻燃性能总是不理想。尤其是含磷阻燃材料非常脆弱,混入非阻燃材料容易破坏其通过熔融成碳收缩卷边实现的阻燃性能。但是,本申请人经过大量实验,探索出令人惊奇的现象。机动车内饰环保阻燃面料1由阻燃材料和非阻燃材料组成(交织/混纺),含有50%-100%重量分数的含磷阻燃材料制成的短纤经针刺法制得的阻燃无纺布复合后,控制各组分好比例和阻燃元素含量,面料和里料在阻燃测试实验中表现出较优异的阻燃性能,尤其是极限氧指数和烟密度测试,效果尤为明显。
申请人经过大量实验验证,所述机动车内饰环保阻燃面料1中含磷阻燃材料含量在 50wt%-99wt%之间,所述机动车内饰环保阻燃面料1中磷含量在0.28wt%-5.9wt%之间, LOI在24.5%-38.9%之间;同时,引入非阻燃材料,例如,涤纶、丙纶、尼龙、腈纶、阻燃维纶中的一种或多种,可以改善面料的物理机械性能,同时有利于织造,倘若引入阳离子改性涤纶,对于面料的染色会有积极意义,尤其是几种颜色花纹图案的体系。虽然引入非阻燃材料会影响阻燃,但其阻燃效果主要依赖于和阻燃里料(阻燃无纺布)的复合来系统解决。
所述阻燃里料2中至少有50wt%的短纤由含磷阻燃材料制成,其余为非阻燃材料制成,通过针刺工艺织造并经过压紧而制得,所述含磷阻燃材料制成的短纤为含磷阻燃涤纶短纤、含磷阻燃丙纶短纤、含磷阻燃尼龙短纤、含磷阻燃腈纶短纤、含磷阻燃维纶短纤之中的一种或多种,所述含磷阻燃材料制成的短纤细度均在2D-50D,所述含磷阻燃材料制成的短纤为磷含量在0.45wt%-6.6wt%,所述阻燃里料2极限氧指数在26.5%-39.0%之间;
所述机动车内饰环保阻燃面料1和所述阻燃里料2采用的含磷阻燃材料至少有一种是相同成分的含磷阻燃材料。若全部采用含磷阻燃纤维,阻燃无纺布的短纤不能太细,太细则难以成型,且缺乏弹性。所述含磷阻燃材料制成的短纤细度在2D-50D是必要的。引入适量非阻燃短纤,阻燃性能仍然能满足要求,有利于织造成型,当然,不引入非阻燃短纤,力学性能也可以满足要求。此外,阻燃里料中的非阻燃短纤含量不可过高,控制在0-50%。由于所述阻燃无纺布具有类似棉絮状或海绵状多层式结构,且其表面有绒毛结构,在后续的火焰复合、阻燃胶水或阻燃热熔胶复合中,其绒毛结构有利于复合,也有利于提高良好的手感、回弹性、舒适性和透气性。在火焰复合中阻燃无纺布由于有绒毛结构的存在,容易熔融粘附于阻燃面料,尤其面料中还有非阻燃材料,使得火焰复合仍然得以持续进行,保持良好的结合强度。
本发明中,所述阻燃里料2极限氧指数在26.5%-39.0%之间,即便其取26.5%的最低氧指数,与机动车内饰环保阻燃面料1进行复合,当面料LOI在26.0%左右时,只要两层厚度关系满足要求,还是可使得最终面料复合物的极限氧指数达到或超过27.0%。
当所述机动车内饰环保阻燃面料1取24.5%的最低LOI时,只要所述阻燃里料2极限氧指数超过27.0%,且其阻燃里料2的厚度不小于所述机动车内饰环保阻燃面料1厚度的50%,还是可使得最终的面料复合物的极限氧指数达到或超过27.0%。
经过本申请人大量实验证明,阻燃里料2与低于其LOI的机动车内饰环保阻燃面料1复合,由于两层材料采用的含磷阻燃材料至少有一种是同种成分的阻燃高分子材料,且阻燃里料2的厚度不小于所述机动车内饰环保阻燃面料1厚度的50%,复合后相当于增加了阻燃材料的厚度,会促进其LOI的提升,这使得本发明中的两大主体材料甚至可以通过复合而实现比原先单一物质高的LOI,在26.5%-27.0%这个区间作用明显。通过阻燃面料和阻燃里料的复合,复合物厚度大,能使得复合物通过两层的协同阻燃增效作用而使得LOI达到或者超过27.0%,这是令人惊讶的结果。
机动车内饰环保阻燃面料1和阻燃里料2的复合物,按相关测试阻燃指标,其面料复合物极限氧指数高(LOI不小于27.0%),垂直燃烧速度小于100mm/min,水平燃烧法测试其等级不低于B级,烟密度等级(SDR)≤50,按GB/T8323.2-2008测试,在有焰状态和无焰状态下测试材料烟密度满足Ds1.5≤100,Ds4≤200。
本发明中,所述机动车内饰环保阻燃面料1和所述阻燃里料2采用的含磷阻燃材料至少有一种是同种成分的阻燃高分子材料,复合后,均含有凝聚成碳能力很强的磷系阻燃元素,由于面料和里料在结构和组成上有一致性和互补性,在各种阻燃测试中,凝聚相成碳迅速,碳层在高温下的流变学行为趋于一致,阻燃面料和阻燃里料在高温下互为支撑协同阻燃,二者受火焰作用形成的碳层迅速融合成一个整体,形成致密厚重的碳层,迅速隔热隔氧阻止材料继续燃烧,使得本发明的面料复合物具有优异的阻燃性能,当阻燃复合物中含有非阻燃材料时,仍能实现较好的凝聚相成碳阻燃效果,也能达到新版《客车内饰材料的燃烧特性》标准的阻燃要求。
本发明中阻燃里料2的紧密结构及机动车内饰环保阻燃面料1的凝聚相阻燃性,以及二者在阻燃成碳过程中的高效性和一致性,使得二者在遇到火焰中产生的碳层立即融合成一体,迅速实现阻燃,隔绝热量和火源,甚至复合物中有非阻燃的普通衬垫底布3,仍然能够实现非常好的阻燃效果,试验中非阻燃的普通衬垫底布3迅速被大块的碳层/熔融物所覆盖,难以继续燃烧,如图2b所示。本发明的机动车内饰环保阻燃面料复合物,极限氧指数≥27.0%,按GB32086-2015测试,机动车内饰环保阻燃面料复合物垂直燃烧速度≤100mm/min,按 GB8410-2006水平燃烧法测试,其燃烧等级不低于B级,按GB/T 8627-2007测试,烟密度(SDR) 等级≤50,按GB/T8323.2-2008测试,在有焰状态和无焰状态下测试材料烟密度满足Ds1.5 ≤100,Ds4≤200。
市场上销售的常规阻燃汽车内饰阻燃复合面料,采用的是含有海绵与阻燃面料、阻燃衬垫底布的方案,利用海绵与阻燃面料、阻燃衬垫底布中各自的阻燃成分实现各自的阻燃效果。在LOI测试过程中,海绵与阻燃面料各自燃烧,没有协同成碳,即便有残碳也是为疏松多孔结构,不产生阻燃协效,最终复合物的LOI比较低,一般不会超过24%,如图1(d)和图2(a) 所示。
通过火焰复合,阻燃胶水或者阻燃热熔胶复合,均可以实现加工过程中的低烟少毒,安全环保。本发明对阻燃面料和阻燃里料的材料厚度、面料与里料的比例、含磷阻燃材料含量、含磷阻燃材料制成的短纤含量、面密度、体积密度及含量和LOI的限定范围都是经过大量实验验证而获得的,本发明中的阻燃里料2和阻燃机动车内饰面料(1)的复合中不需要额外增加机器设备或者开发新的阻燃胶水或者新的阻燃热熔胶,采用已有的火焰复合机或者阻燃胶水复合机或者阻燃热熔胶复合机,即可实现加工。阻燃胶水或者阻燃热熔胶采用市场上已有的阻燃产品即可,不需要单独合成和复配。本发明在材料选择、设备选型和制备方法方面具有较大的便利性,适合于工业化生产。
本发明提供系统集成的整体解决方案,制得的机动车内饰环保阻燃面料复合物具有布面干爽、绿色环保、低烟少毒、低VOC、低雾化值、无异味、手感柔软、阻燃性能优异、剥离强度高、回弹性好、抗静电性能佳等特点,可广泛应用于小汽车、客车、货车、高铁、动车、城铁、低速火车的座椅、安全座椅、顶棚、门板、扶手等。
下面结合实施例对本发明作进一步描述,但不应以此限制本发明保护范围:
实施例1
将50千克细度在3旦尼尔的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯短纤(杭州湘隽阻燃科技有限公司的永久阻燃短纤产品,磷含量在0.65wt%,极限氧指数在31.9%)与50千克细度在3旦尼尔的PET短纤(仪征化纤常规涤纶短纤产品)经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,通过针刺工艺制造,经过压紧而制得厚度为4.0毫米、面密度为230克/平方米,体积密度为57.5千克/立方米之间的阻燃无纺布,所述里料即阻燃无纺布的磷含量在0.325wt%,阻燃无纺布即所述阻燃里料2的极限氧指数在26.7%;
将50千克阻燃里料2通过导辊放置于火焰复合机的上辊的表面,并在上辊的下表面与所述机动车内饰环保阻燃面料接触;
将50千克机动车内饰环保阻燃面料(杭州湘隽阻燃科技有限公司产品,由50%的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯制成的永久阻燃涤纶与50%的普通涤纶混纺而成,面料含磷量0.325wt%,厚度3.0毫米,面密度为230克/平方米,极限氧指数为26.0%),通过导辊放置于火焰复合机的下辊的表面,并在下辊的上表面与所述阻燃里料接触;
调节燃气压力和流量,开启火排,点火,调节火焰高度和压力,使得阻燃里料2维持匀速燃烧,调节上辊和下辊相对运动速度,将机动车内饰环保阻燃面料迅速压在燃烧的所述阻燃里料2上,通过压辊压力实现所述阻燃里料2和所述机动车内饰环保阻燃面料的火焰复合。火焰复合过程中,阻燃里料2被烧掉的部分约为4千克,最终得到的汽车内饰环保阻燃面料为96千克。
实施例2
将70千克细度在2旦尼尔的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯短纤(杭州湘隽阻燃科技有限公司的永久阻燃短纤产品,磷含量在0.70wt%,极限氧指数在32.9%)与30千克细度在4旦尼尔的PET纤维短纤(仪征化纤常规涤纶短纤产品)经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,通过针刺工艺制造,经过压紧而制得厚度为3.3毫米、面密度为250克/平方米,体积密度为72.0千克/立方米之间的阻燃无纺布,阻燃无纺布的含磷量为0.49wt%,阻燃无纺布即所述阻燃里料2的极限氧指数在29.1%;
将50千克阻燃里料2通过导辊放置于火焰复合机的上辊的表面,并在上辊的下表面与所述机动车内饰环保阻燃面料接触;
将40千克机动车内饰环保阻燃面料(杭州湘隽阻燃科技有限公司产品,由80%的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯制成的永久阻燃涤纶与20%普通涤纶混纺而成,面料含磷量 0.48wt%,厚度2.0毫米,面密度为200克/平方米,极限氧指数为27.1%),通过导辊放置于火焰复合机的下辊的表面,并在下辊的上表面与所述阻燃里料触;
调节燃气压力和流量,开启火排,点火,调节火焰高度和压力,使得阻燃里料2维持匀速燃烧,调节上辊和下辊相对运动速度,将机动车内饰环保阻燃面料迅速压在燃烧的所述阻燃里料2上,通过压辊压力实现所述阻燃里料2和所述机动车内饰环保阻燃面料的火焰复合。火焰复合过程中,阻燃里料2被烧掉的部分约为3.5千克,最终得到的汽车内饰环保阻燃面料为86.5千克。
实施例3
将70千克细度在5旦尼尔的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯短纤(杭州湘隽阻燃科技有限公司的永久阻燃短纤产品,磷含量在0.68wt%,极限氧指数在32.5%)与30千克细度在4旦尼尔的PET纤维短纤(仪征化纤常规涤纶短纤产品)经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,通过针刺工艺制造,经过压紧而制得厚度为3.3毫米、面密度为250克/平方米,体积密度为72.0千克/立方米之间的阻燃无纺布,阻燃无纺布的含磷量为0.476wt%,阻燃无纺布即所述阻燃里料2的极限氧指数在29.2%;;
将50千克阻燃里料2通过导辊放置于火焰复合机的上辊的表面,并在上辊的下表面与所述机动车内饰环保阻燃面料接触;
将50千克机动车内饰环保阻燃面料(杭州湘隽阻燃科技有限公司产品,由90%的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯制成的永久阻燃涤纶与10%普通涤纶混纺而成,面料含磷量 0.54wt%,厚度2.0毫米,面密度为250克/平方米,极限氧指数为30.9%),通过导辊放置于火焰复合机的下辊的表面,并在下辊的上表面与所述阻燃里料接触;
调节燃气压力和流量,开启火排,点火,调节火焰高度和压力,使得阻燃里料2维持匀速燃烧,调节上辊和下辊相对运动速度,将机动车内饰环保阻燃面料迅速压在燃烧的所述阻燃里料2上,通过压辊压力实现所述阻燃里料2和所述机动车内饰环保阻燃面料的火焰复合。火焰复合中阻燃里料2被烧掉的部分约为3.6千克,复合后的复合物为96.4千克;
将96.4千克复合物与水刺无纺布(杭州诺邦无纺股份有限公司,30克/平方米)进行火焰复合,复合物通过导辊放置于火焰复合机的上辊的表面(阻燃里料裸露部分接触导辊),水刺无纺布通过导辊放置于火焰复合机的下辊的表面;
调节燃气压力和流量,开启火排,点火,调节火焰高度和压力,使得所述复合物维持匀速燃烧,调节上辊和下辊相对运动速度,将水刺无纺布迅速压在燃烧的所述复合物上,通过压辊压力实现所述复合物和水刺无纺布的火焰复合。火焰复合中复合物中阻燃无纺布被烧掉的部分约为1.4千克,复合后的复合物为101千克。
实施例4
将100千克细度在15旦尼尔的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯短纤(杭州湘隽阻燃科技有限公司的永久阻燃短纤产品,磷含量在0.7wt%,极限氧指数在32.5%)经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,通过针刺工艺制造,经过压紧而制得厚度为3.3毫米、面密度为250克/平方米,体积密度为72.0千克/立方米之间的阻燃无纺布,阻燃无纺布的含磷量为0.7wt%,阻燃无纺布即所述阻燃里料2的极限氧指数在37.1%;
将50千克阻燃里料2通过导辊放置于火焰复合机的上辊的表面,并在上辊的下表面与所述机动车内饰环保阻燃面料接触;
将40千克机动车内饰环保阻燃面料(杭州湘隽阻燃科技有限公司产品,由50%的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯制成的永久阻燃面料和50%的普通涤纶交织而成,普通涤纶作纬纱,机动车内饰环保阻燃面料含磷量0.25wt%,厚度2.0毫米,面密度为200克/平方米,极限氧指数为23.1%),通过导辊放置于火焰复合机的下辊的表面,并在下辊的上表面与所述阻燃里料接触;
调节燃气压力和流量,开启火排,点火,调节火焰高度和压力,使得阻燃里料2维持匀速燃烧,调节上辊和下辊相对运动速度,将机动车内饰环保阻燃面料迅速压在燃烧的所述阻燃里料2上,通过压辊压力实现所述阻燃里料2和所述机动车内饰环保阻燃面料的火焰复合。火焰复合过程中,阻燃里料2被烧掉的部分约为3.0千克,最终得到的汽车内饰环保阻燃面料为87.0千克。
图1为是实施例4中机动车内饰环保阻燃面料复合物各层剥离后的扫描电镜照片,其中, (a)阻燃里料2与机动车内饰环保阻燃面料1剥离后的结构,(b)是实施例4面料在阻燃测试后的碳层(极限氧指数测试),(c)是对比例1中海绵与面料剥离后的结构,(d)是对比例1在阻燃测试后的碳层(极限氧指数测试)。
图2为下述对比例1和实施例4所得产品的燃烧效果图。可以看出,本发明中的机动车内饰环保阻燃面料复合物具有较好的结合牢度,获得良好的阻燃效果和优异的力学性能。而对比例在阻燃测试中形成的碳层结构孔洞较多,不够牢固,结构不致密,阻燃效果相对逊色。
实施例5
将80千克细度在5旦尼尔的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯短纤(杭州湘隽阻燃科技有限公司的永久阻燃短纤产品,磷含量在0.7wt%,极限氧指数在32.5%)与20千克细度在4旦尼尔的PET纤维短纤(仪征化纤常规涤纶短纤产品)经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,通过针刺工艺制造,经过压紧而制得厚度为3.3毫米、面密度为250克/平方米,体积密度为72.0千克/立方米之间的阻燃无纺布,阻燃无纺布的含磷量为0.56wt%,阻燃无纺布即所述阻燃里料2的极限氧指数在30.1%;
将50千克阻燃里料2通过导辊放置于导辊放置于复合机的下辊的上表面,并在下辊的上表面与所述机动车内饰环保阻燃面料接触;
将40千克机动车内饰环保阻燃面料(杭州湘隽阻燃科技有限公司产品,由55%高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯制成的永久阻燃面料和45%普通涤纶交织而成,普通涤纶作纬纱,机动车内饰环保阻燃面料含磷量0.33wt%,厚度2.0毫米,面密度为200克/平方米,极限氧指数为24.0%),通过导辊放置复合机的上辊的下表面,并在上辊的下表面与所述阻燃里料接触;
调节压辊压力和温度,调节上辊和下辊相对运动速度,将阻燃胶水(常州市给力胶业有限公司产品)添加于所述阻燃里料2之上,调节压辊运动方向使得上辊和下辊以相反方向运行,带动所述机动车内饰环保阻燃面料与阻燃里料2以相反方向运行而结合,通过控制压辊压力和压辊温度及加工时间实现所述阻燃里料2和所述机动车内饰环保阻燃面料的复合,所述压辊温度控制在110℃,压辊轧好之后,复合面料在160度烘箱中继续焙烘45秒,得到所述汽车内饰环保阻燃复合面料。
实施例6
将50千克细度在2旦尼尔的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯短纤(杭州湘隽阻燃科技有限公司的永久阻燃短纤产品,磷含量在0.6wt%,极限氧指数在32.1%)与50千克细度在4旦尼尔的PET纤维短纤(仪征化纤常规涤纶短纤产品)经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,通过针刺工艺制造,经过压紧而制得厚度为3.3毫米、面密度为250克/平方米,体积密度为72.0千克/立方米之间的阻燃无纺布,阻燃无纺布的含磷量为0.3wt%,阻燃无纺布即所述阻燃里料2的极限氧指数在26.5%;
将50千克阻燃里料2通过导辊放置于导辊放置于复合机的下辊的上表面,并在下辊的上表面与所述机动车内饰环保阻燃面料接触;
将40千克机动车内饰环保阻燃面料1(杭州湘隽阻燃科技有限公司产品,由99%的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯制成的永久阻燃面料和1%的普通涤纶混纺而成,面料含磷量0.60wt%,厚度2.0毫米,面密度为250克/平方米,极限氧指数为32.7%),通过导辊放置复合机的上辊的下表面,并在上辊的下表面与所述阻燃里料接触;
调节压辊压力和温度,调节上辊和下辊相对运动速度,将热熔胶(热熔胶为苏州科斯锐胶粘科技有限公司产品)添加于所述阻燃里料2之上,调节压辊运动方向使得上辊和下辊以相反方向运行,带动所述机动车内饰环保阻燃面料与阻燃里料2以相反方向运行而结合,通过控制压辊压力和压辊温度及加工时间实现所述阻燃里料2和所述机动车内饰环保阻燃面料的复合,所述压辊温度控制在220℃;
压辊轧好之后,将所得复合物通过导辊放置复合机的下辊的上表面,将热熔胶(热熔胶为苏州科斯锐胶粘科技有限公司产品)添加于所述复合物之所述阻燃里料2这一侧的上面;再将6.0千克针织网眼布(绍兴县中国轻纺城应世铭布行,30克/平方米)通过导辊放置复合机的上辊的下表面,调节压辊运动方向使得上辊和下辊以相反方向运行,带动所述复合物与针织网眼布(以相反方向运行而结合,通过控制压辊压力和压辊温度及加工时间实现所述复合物和所述阻燃无纺布的复合,所述压辊温度控制在220℃;将最终产品打卷得到所述汽车内饰环保阻燃复合面料。
实施例7
将22千克HTP阻燃剂(贵州源翼磷系新材料股份有限公司HTP-6123阻燃剂,磷含磷11.6%)与78千克聚对苯二甲酸乙二醇酯(仪征化纤常规涤纶切片产品)在双螺杆挤出机中进行加工,在265℃下熔融共混,挤出,切粒,得到含磷阻燃剂粉末与聚对苯二甲酸乙二醇酯经共混改性而制得的阻燃聚酯切片,通过熔融纺丝制成短纤,短纤中磷含量在2.55wt%,其极限氧指数在29.9%。
将85千克细度在4旦尼尔的含磷阻燃剂粉末与聚对苯二甲酸乙二醇酯经共混改性而制得的阻燃聚酯纤维与15千克细度在4旦尼尔的涤纶纤维(仪征化纤常规涤纶短纤产品)经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,通过针刺工艺制造,经过压紧而制得厚度为3.3毫米、面密度为250克/平方米,体积密度为72.0千克/立方米之间的阻燃无纺布,阻燃无纺布中磷含量为2.17wt%,阻燃无纺布即所述阻燃里料2的极限氧指数在27.1%;
将28千克HTP阻燃剂(贵州源翼磷系新材料股份有限公司HTP-6123阻燃剂,磷含磷11.6wt%)与72千克聚对苯二甲酸乙二醇酯(仪征化纤常规涤纶切片)在双螺杆挤出机中进行加工,在265℃下熔融共混,挤出,切粒,得到含磷阻燃剂粉末与聚对苯二甲酸乙二醇酯经共混改性而制得的阻燃聚酯切片,纺丝,制得磷含量在3.25wt%的纤维,再用90%的此种纤维与10%的普通涤纶交织制备机动车内饰环保阻燃面料,其极限氧指数在31.8%。
将50千克阻燃里料2通过导辊放置于火焰复合机的上辊的表面,并在上辊的下表面与所述机动车内饰环保阻燃面料接触;
将44千克机动车内饰环保阻燃面料(面料含磷量2.92%,厚度2.8毫米,面密度为220 克/平方米,极限氧指数为31.8%),通过导辊放置于火焰复合机的下辊的表面,并在下辊的上表面与所述阻燃里料接触;
调节燃气压力和流量,开启火排,点火,调节火焰高度和压力,使得阻燃里料2维持匀速燃烧,调节上辊和下辊相对运动速度,将机动车内饰环保阻燃面料迅速压在燃烧的所述阻燃里料2上,通过压辊压力实现所述阻燃里料2和所述机动车内饰环保阻燃面料的火焰复合。火焰复合过程中,阻燃里料2被烧掉的部分约为3.6千克,最终得到的汽车内饰环保阻燃面料为90.4千克。
实施例8
将22千克HTP阻燃剂(贵州源翼磷系新材料股份有限公司HTP-6123阻燃剂,磷含磷11.6wt%)与68千克聚丙烯(中国石化上海石油化工股份有限公司)、哌嗪成炭剂(广州喜嘉化工有限公司哌嗪成炭剂(TZ-PPAP))在双螺杆挤出机中进行加工,在220℃下熔融共混,挤出,切粒,得到含磷阻燃剂粉末与聚丙烯经共混改性而制得的阻燃聚丙烯切片,用切片纺丝工艺制造短纤,阻燃聚丙烯短纤中磷含量在2.55wt%,其极限氧指数为29.0%。
将80千克细度在4旦尼尔的上述阻燃聚丙烯短纤(含磷阻燃剂粉末与聚丙烯经共混改性而制得的)与18千克细度在4旦尼尔的涤纶短纤(仪征化纤常规涤纶短纤产品)及2千克低熔点聚酯短纤(扬州市联合无纺布材料厂)经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,通过针刺工艺制造,经过压紧而制得厚度为3.3毫米、面密度为250克/平方米,体积密度为72.0千克/立方米之间的阻燃无纺布,阻燃无纺布含磷量2.04wt%,阻燃无纺布即所述阻燃里料2的极限氧指数为27.0%;
将28千克HTP阻燃剂(贵州源翼磷系新材料股份有限公司HTP-6123阻燃剂,磷含磷11.6wt%)与68千克聚丙烯(中国石化上海石油化工股份有限公司)、哌嗪成炭剂(广州喜嘉化工有限公司哌嗪成炭剂(TZ-PPAP))在双螺杆挤出机中进行加工,在220℃下熔融共混,挤出,切粒,得到含磷阻燃剂粉末与聚丙烯共混改性而制得的阻燃聚丙烯切片,纺丝,阻燃丙纶纤维中磷含量为3.25wt%,再用80%此纤维制备与20%普通丙纶制作汽车内饰面料,面料中含磷量为2.6wt%,其极限氧指数为27.5%;
将50千克阻燃里料2通过导辊放置于火焰复合机的上辊的表面,并在上辊的下表面与所述机动车内饰环保阻燃面料接触;
将44千克机动车内饰环保阻燃面料(厚度2.8毫米,面密度为220克/平方米,极限氧指数为27.5%),通过导辊放置于火焰复合机的下辊的表面,并在下辊的上表面与所述阻燃里料接触;
调节燃气压力和流量,开启火排,点火,调节火焰高度和压力,使得阻燃里料2维持匀速燃烧,调节上辊和下辊相对运动速度,将机动车内饰环保阻燃面料迅速压在燃烧的所述阻燃里料2上,通过压辊压力实现所述阻燃里料2和所述机动车内饰环保阻燃面料的火焰复合。火焰复合过程中,阻燃里料2被烧掉的部分约为3.5千克,最终得到的汽车内饰环保阻燃面料为90.5千克。
实施例9
将95千克细度在3旦尼尔的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯短纤(杭州湘隽阻燃科技有限公司的永久阻燃短纤产品,磷含量在0.7wt%,极限氧指数32.5%)与5千克细度在 2旦尼尔的丙纶(淄博市锦彤化纤有限公司)经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,通过针刺工艺制造,经过压紧而制得厚度为3.0毫米、面密度为180克/平方米,体积密度为59.9千克/立方米之间的阻燃无纺布,阻燃无纺布含磷量为0.665wt%,阻燃无纺布即所述阻燃里料2的极限氧指数30.0%;;
用55%的杭州湘隽阻燃科技有限公司的高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯纤维(含磷量0.78%,极限氧指数33.5%)与30%普通涤纶纤维及15%阳离子改性涤纶丝(杭州佳港化纤有限公司)交织,织造出厚度2.0毫米,面密度为240克/平方米的机动车内饰环保阻燃面料,其磷含量为0.43wt%,其LOI为26.0%;
将35.7千克阻燃里料2通过导辊放置于火焰复合机的上辊的表面,并在上辊的下表面与所述机动车内饰环保阻燃面料接触;
将50千克机动车内饰环保阻燃面料(厚度2.0毫米,面密度为240克/平方米,极限氧指数为26.0%),通过导辊放置于火焰复合机的下辊的表面,并在下辊的上表面与所述阻燃里料接触;
调节燃气压力和流量,开启火排,点火,调节火焰高度和压力,使得阻燃里料2维持匀速燃烧,调节上辊和下辊相对运动速度,将机动车内饰环保阻燃面料迅速压在燃烧的所述阻燃里料2上,通过压辊压力实现所述阻燃里料2和所述机动车内饰环保阻燃面料的火焰复合。火焰复合过程中,阻燃里料2被烧掉的部分约为3.7千克,最终得到的汽车内饰环保阻燃面料为82.0千克。
对比例1
将厚度为5mm,密度为25kg/m3、极限氧指数为22.7%的阻燃软质聚氨酯泡沫海绵2(江苏绿源新材料有限公司),与永久阻燃汽车内饰面料(杭州湘隽阻燃科技有限公司,LOI为 33.3%)和永久阻燃底布(永久阻燃衬垫布,杭州湘隽阻燃科技有限公司,LOI为32.9%)直接通过常规的火焰复合制得阻燃汽车内饰复合面料对比样品1。
对比例2
将厚度为3mm,密度为25kg/m3、极限氧指数为22.8%的阻燃软质聚氨酯泡沫海绵2(上海鑫源新材料科技有限公司),与改性腈纶纤维阻燃布(江苏天鸟高新技术股份有限公司, LOI为42.0%)火焰复合制得阻燃汽车内饰复合面料对比样品2。
对比例3
将厚度为3mm,密度为25kg/m3、极限氧指数为45.0%的三聚氰胺海绵(河南省濮阳市纳米海绵制品有限公司),与预氧化纤维阻燃布(江苏天鸟高新技术股份有限公司,LOI为45.0%)通过热熔复合(热熔胶为苏州科斯锐胶粘科技有限公司产品)制得阻燃汽车内饰复合面料对比样品3(三聚氰胺海绵在火焰复合中不熔融,无法通过火焰复合来制备阻燃汽车内饰复合面料)。
对比例4
将厚度为3mm,密度为25kg/m3、极限氧指数为45.0%的三聚氰胺海绵(河南省濮阳市纳米海绵制品有限公司),与两块预氧化纤维阻燃布(江苏天鸟高新技术股份有限公司,LOI 为45.0%)通过胶水(胶水为常州市给力胶业有限公司产品)复合,制得阻燃汽车内饰复合面料对比样品4(三聚氰胺海绵在火焰复合中不熔融,无法通过火焰复合来制备阻燃汽车内饰复合面料)。
对比例5
将厚度为3mm,密度为25kg/m3、极限氧指数为22.8%的阻燃软质聚氨酯泡沫海绵2(上海鑫源新材料科技有限公司),与预氧化纤维阻燃布(江苏天鸟高新技术股份有限公司,LOI 为45.0%)通过火焰复合,制得阻燃汽车内饰复合面料对比样品5。
对比例6
在600克汽车内饰面料(杭州湘隽阻燃科技有限公司)上,将714克溴锑型阻燃涂层胶 TF-680(浙江传化股份有限公司,含固量56%),通过刮刀刮涂两刀,控制上浆量,在170℃焙烘60s,最终有400克阻燃涂层胶涂覆于汽车内饰面料背面。最终,1000克阻燃汽车内饰面料含有400克所述阻燃涂层胶功能材料。
将320克阻燃汽车内饰面料与100克厚度为4mm的阻燃软质聚氨酯泡沫海绵(2)(密度为25kg/m3、极限氧指数为23.5%的(上海鑫源新材料科技有限公司)),通过火焰复合制得阻燃汽车内饰复合面料。
对比例7
在600克汽车内饰面料(杭州湘隽阻燃科技有限公司)上,将714克溴锑型阻燃涂层胶 TF-680(浙江传化股份有限公司,含固量56%),通过刮刀刮涂两刀,控制上浆量,在170℃焙烘60s,使得最终有400克阻燃涂层胶涂覆于汽车内饰面料背面。最终,1000克阻燃汽车内饰面料含有400克所述阻燃涂层胶功能材料。
将320克上述阻燃汽车内饰面料与将30克实施例9所述阻燃衬垫底布及125克厚度为 5mm的阻燃软质聚氨酯泡沫海绵(密度为25kg/m3,极限氧指数为23.9%,圣诺盟控股集团有限公司),通过火焰复合制得阻燃汽车内饰复合面料。
表1为机动车内饰环保阻燃面料复合物样品的阻燃性能,本发明各实施例的机动车内饰环保阻燃面料复合物样品均满足有关国标的要求(例如新版《客车内饰材料的燃烧特性》):极限氧指数≥27.0%;水平燃烧法测试其等级不低于B级;垂直燃烧速度≤100mm/min,按 GB/T8627-2007测试,烟密度等级(SDR)≤75。表2是按GB/T8323.2-2008测试的结果,在有焰状态和无焰状态下测试各实施例的烟密度都满足Ds1.5≤100,Ds4≤200。
表3为机动车内饰环保阻燃面料复合物样品的阻燃性能应用性能,表4为机动车内饰环保阻燃面料复合物样品的环保性能,可以看出本发明产品具有良好的应用性能,而对比例往往在阻燃性能方面相对要逊色。
表1机动车内饰环保阻燃面料复合物样品的阻燃性能
表2实施例和对比例按GB/T8323.2-2008测试结果(试样处辐射照度25kW/m2)
表3机动车内饰环保阻燃面料复合物样品的应用性能
表4机动车内饰环保阻燃面料复合物样品的环保性能
N.D表示未检出(低于检测限) 。

Claims (10)

1.一种机动车内饰环保阻燃面料复合物,包括机动车内饰环保阻燃面料(1)、阻燃里料(2),所述机动车内饰环保阻燃面料(1)和所述阻燃里料(2)质量比10-66.6:90-33.4,通过火焰复合、阻燃胶水复合或阻燃热熔胶复合而实现紧密结合,其特征在于:所述机动车内饰环保阻燃面料(1)由含磷阻燃材料和非阻燃材料混纺而成或交织而成,所述含磷阻燃材料为含磷阻燃涤纶、含磷阻燃丙纶、含磷阻燃尼龙、含磷阻燃腈纶、含磷阻燃氨纶、含磷阻燃维纶中的一种或多种,所述非阻燃材料包含涤纶、丙纶、尼龙、腈纶、维纶、氨纶中的一种或多种,所述机动车内饰环保阻燃面料(1)中含磷阻燃材料含量在50wt%-99wt%之间,所述机动车内饰环保阻燃面料(1)中磷含量在0.28wt%-5.9wt%之间,其极限氧指数在24.5%-38.9%之间;
所述阻燃里料(2)面密度为100g/m2-550g/m2,体积密度为12kg/m3-360kg/m3,由短纤通过针刺工艺织造并经过压紧而制得,具有类似棉絮状或海绵状多层式结构,且其表面有绒毛结构;其中至少有50wt%的短纤由含磷阻燃材料制成,其余为非阻燃材料制成;由含磷阻燃材料制成的短纤为含磷阻燃涤纶短纤、含磷阻燃丙纶短纤、含磷阻燃尼龙短纤、含磷阻燃腈纶短纤、含磷阻燃维纶短纤之中的一种或多种,含磷阻燃材料制成的短纤细度均在2D-50D,含磷阻燃材料制成的短纤的磷含量在0.46wt-6.6wt%,所述阻燃里料(2)的含磷量在0.23wt%-6.6wt%之间,其极限氧指数在26.5%-39.0%之间;
所述机动车内饰环保阻燃面料(1)和所述阻燃里料(2)中至少包含一种相同成分的含磷阻燃材料,所述阻燃里料(2)的厚度不小于所述机动车内饰环保阻燃面料(1)厚度的50%。
2.根据权利要求1所述的一种机动车内饰环保阻燃面料复合物,其特征在于:所述机动车内饰环保阻燃面料(1)的含磷阻燃材料是高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯,磷含量在0.65wt%-1.6wt%之间,其极限氧指数在30%-38.5%之间。
3.根据权利要求1所述的一种机动车内饰环保阻燃面料复合物,其特征在于:所述机动车内饰环保阻燃面料(1)的含磷阻燃材料是由含磷阻燃剂粉末与聚对苯二甲酸乙二醇酯经共混改性而制得的阻燃聚酯,磷含量在2.0wt%-5.6wt%之间,其极限氧指数在29.0%-34.0%之间,所述的含磷阻燃剂粉末为二乙基次磷酸锌、二乙基次磷酸铝、甲基乙基次膦酸锌、含磷DOPO-笼型低聚硅倍半氧烷(DOPO-POSS)、(1-氧代-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷)(PEPA)、三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯(TRIMER)、六苯氧基环三瞵晴(HPTCP)、聚苯基膦酸二苯砜酯(PSPPP)、HTP阻燃剂、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)中的一种或多种。
4.根据权利要求2或3所述的一种机动车内饰环保阻燃面料复合物,其特征在于:所述非阻燃材料中还包括阳离子改性涤纶。
5.根据权利要求1所述的一种机动车内饰环保阻燃面料复合物,其特征在于:所述阻燃里料(2)所采用的含磷阻燃材料制成的短纤为由高分子主链含磷的本质阻燃涤纶共聚酯,磷含量在0.65wt%-1.6wt%之间,其极限氧指数在30%-38.5%之间,所述非阻燃的合成短纤为涤纶、丙纶、腈纶、维纶、尼龙中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种机动车内饰环保阻燃面料复合物,其特征在于:所述阻燃里料(2)所采用的含磷阻燃材料制成的短纤为由含磷阻燃剂粉末与聚对苯二甲酸乙二醇酯经共混改性而制得的阻燃聚酯,含磷阻燃材料制成的短纤中磷含量在2.0wt%-5.6wt%之间,其极限氧指数在29.0%-34.0%之间;阻燃里料(2)所采用的非阻燃材料制成的短纤为涤纶、丙纶、腈纶、维纶、尼龙中的一种或多种,所述的含磷阻燃剂粉末为二乙基次磷酸锌、二乙基次磷酸铝、甲基乙基次膦酸锌、含磷DOPO-笼型低聚硅倍半氧烷(DOPO-POSS)、(1-氧代-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷)(PEPA)、三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯(TRIMER)、六苯氧基环三瞵晴(HPTCP)、聚苯基膦酸二苯砜酯(PSPPP)、HTP阻燃剂、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)中一种或多种。
7.根据权利要求5或6所述的一种机动车内饰环保阻燃面料复合物,其特征在于:所述非阻燃合成短纤还包括低熔点聚酯。
8.根据权利要求1所述的一种机动车内饰环保阻燃面料复合物,其特征在于:还包括克重为10g/m2-50g/m2的衬垫底布(3),所述衬垫底布(3)是水刺无纺布、机织网眼布或针织网眼布中的一种,通过火焰复合、阻燃胶水复合或阻燃热熔胶复合而实现与阻燃里料(2)的紧密结合,所述衬垫底布(3)占机动车内饰环保阻燃面料复合物的质量分数为0.3%-9%。
9.一种权利要求1-8任一项所述的一种机动车内饰环保阻燃面料复合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将细度均在2D-50D的含磷阻燃材料制成的短纤与非阻燃合成短纤经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,经过压紧制得所述阻燃里料(2);
(2)将所述含磷阻燃材料纤维和所述非阻燃材料纤维混纺或交织制得所述机动车内饰环保阻燃面料(1);
(3)将所述阻燃里料(2)通过导辊放置于火焰复合机上辊的表面,将机动车内饰环保阻燃面料(1)通过导辊放置火焰复合机下辊的表面,机动车内饰环保阻燃面料(1)与所述阻燃里料(2)接触;
(4)调节燃气压力和流量,开启火排,点火,调节火焰高度和压力,使得阻燃里料(2)维持匀速燃烧,调节上辊和下辊相对运动速度,将机动车内饰环保阻燃面料(1)匀速压在燃烧的所述阻燃里料(2)上,通过压辊压力实现所述机动车内饰环保阻燃面料(1)和所述阻燃里料(2)的火焰复合。
10.根据权利要求1-8任一项所述的一种汽车内饰环保阻燃复合面料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将细度均在2D-50D的含磷阻燃材料制成的短纤与非阻燃合成短纤经过开松、梳理、铺成纤维网,然后将纤维网通过刺针加固成布,再经过压紧而制得所述阻燃里料(2);
(2)将所述含磷阻燃材料纤维和所述非阻燃材料纤维混纺或交织制得所述机动车内饰环保阻燃面料(1);
(3)将阻燃里料(2)通过导辊放置于复合机下辊的表面,将所述机动车内饰环保阻燃面料(1)通过导辊放置复合机上辊的表面,机动车内饰环保阻燃面料(1)与所述阻燃里料(2)接触;
(4)调节压辊压力和温度,调节上辊和下辊相对运动速度,将阻燃胶水或热熔胶添加于所述阻燃里料(2)之上,调节压辊运动方向使得上辊和下辊以相反方向运行,带动所述机动车内饰环保阻燃面料(1)与阻燃里料(2)以相反方向运行而结合,通过控制压辊压力和压辊温度及加工时间实现所述阻燃里料(2)和机动车内饰环保阻燃面料(1)的复合,所述压辊温度控制在80℃-230℃之间。
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