CN207014938U - 一种阻燃复合面料 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阻燃复合面料，包括阻燃面料层、阻燃无纺布层，所述阻燃面料层为含磷阻燃材料制成的汽车内饰面料层，且其具有均匀分布的缝隙结构，其厚度a在0.4‑4.0毫米之间，所述阻燃无纺布层具有蓬松结构，厚度b在0.9‑20.0毫米之间，表面凹凸，由纤度为1.0D～50.0D的含磷阻燃短纤堆叠而成。本实用新型通过对阻燃复合面料结构的改进大大提高了阻燃效果，具有较好的回弹性和舒适的手感。具有优异的结合牢度。

Description

一种阻燃复合面料

技术领域

本实用新型涉及阻燃材料领域，具体涉及一种阻燃复合面料。

背景技术

近年，汽车燃烧安全事故频发，专家认为，汽车内饰材料燃烧测试标准是确保汽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，开发和应用推广阻燃汽车内饰面料成为大势所趋。

传统的汽车座椅复合面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，极限氧指数达到27％都很难，更不用说超过28％了，目前市场上的汽车内饰面料复合物的LOI基本不超过24％。

传统的阻燃汽车内饰面料复合物通常采用面料、聚氨酯海绵(软泡)、网眼布的组合，但是聚氨酯海绵(软泡)通常是高度易燃物，即便对聚氨酯海绵(软泡)进行阻燃处理，其阻燃性能也提升有限，LOI很难达到25％以上，更别说达到新的国标《客车内饰的燃烧特性》中对纺织品LOI要求的27％了或JT/T 1 095-2016《营运客车内饰材料阻燃特性》中的28％了。

实际上，即便是对阻燃要求大幅度提高的JT/T 1095-2016《营运客车内饰材料阻燃特性》以及正在修订的《客车内饰的燃烧特性》新标准对单纯的聚氨酯海绵软泡充当软垫材料的，规定其LOI必须大于22％，而对纺织品、皮革等材料LOI要求27％或28％乃至30％，客观上也是说明，聚氨酯海绵软泡本身的阻燃是一个比较大的难题，不能苛求其具有太高的LOI。

实际上，聚氨酯海绵软泡还有其它的潜在问题。例如聚氨酯海绵软泡采用的原料TDI或MDI是危化品，反应活性强，气味大，而且近年来价格波动剧烈，异氰酸酯类化工产品在国内受到严格管制，聚氨酯海绵软泡在火焰复合中产生的烟雾较大，异味较大，燃烧产生的芳香族低分子化合物和氮氧化合物对人体和环境有一定危害，最终制得的复合面料VOC和气味也超标。在环保安全日益严格的趋势下，上下游都期望能开发出环保阻燃低VOC低气味的汽车内饰复合面料。

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复合。该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。

申请号为CN201520738839.5的实用新型涉及一种永久性拒水易去污汽车内饰面料，面料的组织结构为2上2下的右斜纹，面料的经纱和纬纱都为含氟拒水纱线，经纱和纬纱的粗细为167dtex～500dtex，经纱密度在350～700根/10cm 范围内，纬纱密度在150～200根/10cm的范围内。该实用新型的有益效果是使得面料具有拒水、易去污功能。

申请号为CN201120067614.3的实用新型公开了一种高速列车座椅面料，包括面料层和涂覆在面料层背面的胶涂层，所述的胶涂层为采用发泡涂层工艺涂覆的发泡涂层，发泡涂层每平方米的重量为90g～110g。本实用新型的高速列车座椅面料涂覆了发泡涂层之后，增加了面料的阻燃性，减轻了发泡涂层胶的重量，节约了材料，使面料更为环保；在涂抹涂层胶的过程中，涂抹得更加均匀、细致，使涂层材料不易渗透到面料中去，保持了面料的平整性和柔软性。

上述各专利都不涉及汽车内饰面料复合物的高效阻燃、隔热透气、环保安全问题，对于低气味、低VOC、高结合强度、高回弹性、高LOI、高阻燃、低成本汽车座椅复合面料，研究开发都比较少，目前除本申请人开发高阻燃性能的汽车内饰面料复合物之外，国内外其它厂家或研究机构从事高LOI的汽车内饰面料复合物开发的不太多，没有合适的工业化产品推向市场，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，因此通常的汽车内饰面料复合物产品的LOI实际测试值都较低。目前，JT/T 1095-2016《营运客车内饰材料阻燃特性》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≥28％(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)≤50。环保和阻燃法规日益严格，传统汽车内饰面料复合物已经不符合时代发展要求。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种阻燃复合面料。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种阻燃复合面料，包括阻燃面料层、阻燃无纺布层，所述阻燃面料层为含磷阻燃材料制成的汽车内饰面料层，且其具有均匀分布的缝隙结构，厚度a在0.4-4.0毫米之间；所述阻燃无纺布层具有蓬松结构，厚度b在0.9-20.0毫米之间，表面凹凸，由纤度为1.0D～50.0D 的含磷阻燃短纤堆叠而成。

进一步地，还包括衬垫底布层，所述衬垫底布层为水刺无纺布或网眼布，所述衬垫底布层厚度c在0.07-1.3毫米之间；且a和b的加和值大于c。

进一步地，阻燃无纺布层是在火焰复合过程中通过其表面短纤受热熔融粘结作用实现与阻燃面料层和衬垫底布层的复合。

进一步地，所述含磷阻燃材料为含磷本质阻燃聚酯材料，所述含磷阻燃短纤为含磷本质阻燃聚酯短纤。

进一步地，所述阻燃无纺布层是针刺法制得的无纺布。

本实用新型的有益效果在于：通过对阻燃复合面料结构的改进大大提高了阻燃效果，具有较好的回弹性和舒适的手感。具有优异的结合牢度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中，阻燃面料层1、阻燃无纺布层2、衬垫底布层3。

图2是本实用新型阻燃测试后照片(a)数码照片，(b)SEM照片

具体实施方式

一种阻燃复合面料，包括阻燃面料层1、阻燃无纺布层2，所述阻燃面料层 1为含磷阻燃材料制成的汽车内饰面料层，且其具有均匀分布的缝隙结构，厚度 a在0.4-4.0毫米之间；所述阻燃无纺布层2具有蓬松结构，厚度b在0.9-20.0 毫米之间，表面凹凸，由纤度为1.0D～50.0D的含磷阻燃短纤堆叠而成。由于上述两层面料的结构特点，阻燃面料层1和阻燃无纺布层2可以通过火焰复合、热熔胶复合或胶水复合等多种方式实现高强度的复合。

其中，利用热熔胶复合或者胶水复合时，所述阻燃面料层1具有均匀分布的缝隙结构，其厚度a在0.4-4.0毫米之间，所述阻燃无纺布层2由短纤堆叠而成的蓬松结构制成，表面具有凹凸结构。缝隙结构、蓬松结构和凹凸结构非常有利于胶水或热熔胶的渗透粘合，实现阻燃无纺布层2与阻燃面料层1的复合。在火焰复合过程中，阻燃无纺布2表面的凹凸结构受热熔融，与阻燃面料层1 的复合，其凸起部分熔化后会进入阻燃面料层1的缝隙中(优化的技术方案中，有衬垫底布的，阻燃无纺布2表面的凹凸结构也可以熔化粘合衬垫底布)，实现良好的熔融结合，阻燃面料层1的某些部分受热也可进入阻燃无纺布2表面的凹陷部分，实现良好熔融结合，使得阻燃复合面料具有优异的结合牢度。阻燃面料层1和阻燃无纺布层2的互相融合镶嵌，使得结合层结构的牢度非常好，剥离强度很高，而且在受热时，含磷的阻燃面料层1和含磷的阻燃无纺布层2 在受热熔融收缩卷边和成碳融合方面具有高度的一致性，形成的碳层非常致密厚重，迅速隔绝火焰，隔热隔氧，使得本实用新型的面料复合物具有优异的阻燃性能。

本实用新型中，阻燃面料层1的缝隙结构从织造上也并不需要采用全新的方法和材料，只是从组织结构上做出设计(只要织物不是密不透气的结构即可满足要求)。所述阻燃无纺布层2的原材料也是市场上可以买到的各种纤度为1. 0D-50.0D的含磷阻燃短纤，含磷阻燃短纤堆叠成蓬松结构制成无纺布的织造方法，也是常规方法。只要通过常规工艺调试就可以实现其表面凹凸结构及厚度，比如，采用针刺法，将1.0D-50.0D的含磷阻燃短纤经过开松、梳理、铺层短纤，然后将短纤通过刺针加固成布，便可以制得一种阻燃无纺布层2。阻燃面料层1 和阻燃无纺布层2本身阻燃，且均为含磷阻燃材料组成，二者在阻燃测试过程中表现出协同一致的阻燃行为，形成较为致密的碳层，最终产品具有优异的阻燃性能，其极限氧指数甚至高于阻燃面料层1或阻燃无纺布2的LOI。

作为优选的技术方案，还包括衬垫底布层3，所述衬垫底布层3为水刺无纺布或网眼布，所述衬垫底布层3厚度c在0.07-1.3毫米之间；在产品研制过程中发现，a和b的加和值大于c能提高LOI。例如，采用LOI为32％-33％的含磷本质阻燃面料层1、LOI为32％-33％的含磷本质阻燃无纺布层2和普通针织网眼布(LOI为20.6％)制备汽车座椅阻燃复合面料，三层的厚度分别是1.0毫米， 4.0毫米，0.1毫米，最终的汽车座椅阻燃复合面料LOI能达到或超过37％,产品的LOI比三层材料各自的LOI都要高，在试验中观察LOI测试时样品的成碳行为，发现阻燃面料层和阻燃无纺布层能迅速熔融成碳收缩卷边，实现良好的阻燃效果。

作为本领域的基本常识，含磷阻燃材料阻燃性能也有高有低，但是，即便阻燃性能再低，含磷阻燃材料制成的产品通过GB8410-2006的水平燃烧测试，燃烧速度小于100mm/min却是起码要求，否则便不能成为汽车内饰用的阻燃产品了。本实用新型的选材仅要求是含磷阻燃材料/含磷阻燃短纤，用满足GB841 0-2006的最低要求的含磷阻燃材料作为原材料而制得的阻燃面料层1、含磷阻燃短纤制得的阻燃无纺布层2，通过火焰复合、热熔胶复合或胶水复合实现紧密结合，制得的产品也是满足GB8410-2006的要求，实际上一般都能达到GB8410- 2006的B级甚至A-0级。若用阻燃性能好、LOI高的含磷阻燃聚酯纤维产品(或含磷阻燃共聚酯)(有些单位和个人将此类产品命名为永久阻燃产品)，比如LO I均大于27％的原材料制备阻燃面料层1、阻燃无纺布层2，制得的产品LOI可以大于27％，阻燃性能满足《客车内饰的燃烧特性》的要求；若采用更高LOI 的含磷阻燃材料，可以制得阻燃性能更好的复合面料。

本实用新型相对于采用海绵复合的方案，具有结合牢度高、阻燃效果好、气味小、毒害物质少的特点，而且，海绵火焰复合中，海绵容易点燃，而且是整层结构都被烧掉，烧的过程中产生粘稠的聚多元醇及有颜色的副产物，火焰复合中海绵物质损耗非常大，产生的热量又非常高，加上排放也很大，而本实用新型产品的制备则相对简单，主要是燃烧和熔化无纺布的凹凸结构，物质损耗少，浪费少，排放也相对要少，而且含磷阻燃短纤的燃烧相对缓慢温和，减少热量释放和聚集，降低安全隐患，燃烧过程中也不产生有害芳香族化合物和氮氧化合物，再加上含磷阻燃短纤结构稳定，不容易发生黄变和色变。因此，本实用新型产品在制备和应用方面都具有较为明显的特色和优势。

本实用新型提供系统集成的整体解决方案，制得的汽车内饰环保阻燃复合面料具有布面干爽、绿色环保、烟密度低、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，而且本实用新型采用的材料是可以从市场上获得的阻燃材料，成本并不高昂。本实用新型产品综合性能优异，价格适中，可广泛应用于小汽车或客车的座椅、安全座椅、顶棚、门板、扶手。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

表1为本实用新型的一个实施例(阻燃材料选择市场上可以购得的含磷本质阻燃聚酯纤维，面料选用含磷本质阻燃聚酯制成的阻燃汽车面料(杭州湘隽阻燃科技有限公司的“隽”牌阻燃汽车内饰面料)，无纺布选用含磷本质阻燃聚酯短纤制备的无纺布(杭州湘隽阻燃科技有限公司的“隽”牌阻燃无纺布)，衬垫底布选择常规的衬垫底布(例如针织网眼布，可采用绍兴县中国轻纺城应世铭布行产品),三层的厚度分别是1.0毫米，4.0毫米，0.1毫米，三层材料利用常规的火焰复合手段实现结合，按阻燃标准测试的性能指标，表2为本实用新型其它性能指标(有经纬向区分的，数据仅仅列出经向数值)，表3为阻燃汽车内饰复合面料样品的环保性能，可以看出本实用新型具有较好的综合性能。图1 是本实用新型的结构示意图，图2是本实用新型阻燃测试后照片(a)数码照片， (b)SEM照片(极限氧指数测试中，在28％氧气浓度下的燃烧后的照片)，可以看出其形成了完整的碳层，完整致密的碳层非常有利于高效阻燃。

表1

表2

表3

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Claims (5)

1.一种阻燃复合面料，包括阻燃面料层(1)、阻燃无纺布层(2)，其特征在于：所述阻燃面料层(1)为含磷阻燃材料制成的汽车内饰面料层，且其具有均匀分布的缝隙结构，厚度a在0.4-4.0毫米之间；所述阻燃无纺布层(2)具有蓬松结构，厚度b在0.9-20.0毫米之间，表面凹凸，由纤度为1.0D～50.0D的含磷阻燃短纤堆叠而成。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃复合面料，其特征在于：还包括衬垫底布层(3)，所述衬垫底布层(3)为水刺无纺布或网眼布，所述衬垫底布层(3)厚度c在0.07-1.3毫米之间；且a和b的加和值大于c。

3.根据权利要求2所述的一种阻燃复合面料，其特征在于：阻燃无纺布层(2)是在火焰复合过程中通过其表面短纤受热熔融粘结作用实现与阻燃面料层(1)和衬垫底布层(3)的复合。

4.根据权利要求3所述的一种阻燃复合面料，其特征在于：所述含磷阻燃材料为含磷本质阻燃聚酯材料，所述含磷阻燃短纤为含磷本质阻燃聚酯短纤。

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种阻燃复合面料，其特征在于：所述阻燃无纺布层(2)是针刺法制得的无纺布。