TW201114830A - Non-dripping flame retarding masterbatch, composition and process for preparing the same and flame retarding article containing the same - Google Patents
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Description
201114830 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種阻燃材料,且特別是有關於一種 無融滴阻燃材料。 【先前技術】 在塑料與紡織產業中,經常會使用阻燃劑,以賦予產 品抑制燃燒或耐燃的能力。根據阻燃劑的主要成分,可將 • 其區分為鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、磷氮型阻燃劑與無機 阻燃劑等類型。 鹵系阻燃劑的主要成分為鹵碳化合物,如多氯聯苯、 氯化石蠟、聚溴聯苯、聚溴二苯醚等。鹵系阻燃劑具備阻 燃效果良好、與塑料相容性佳、最終產品的機械性能良好、 不影響材料本身特性等優點;因此在早期已廣泛地將鹵系 阻燃劑運用於各種塑料與紡織產品中。然而,鹵系阻燃劑 在燃燒時會冒黑煙且具有腐蝕性,某些齒系阻燃劑在燃燒 • 時甚至會產生致癌物質;因此,在環保與健康的考量下, 目前主要的紡織產品都已禁止使用大多數的鹵系阻燃劑, 但仍有部分齒系阻燃劑可運用於塑料產業中。 常見的磷系列阻燃劑材料包括但不限於紅磷、聚磷酸 酯與聚磷酸銨等成分。紅磷中磷含量可達100%,因此在理 - 論上,紅磷應該是磷系列阻燃劑中阻燃效果與效率最佳的 - 材料。然而,紅磷通常呈現黑色或紅色,再加上其加工特 性、和熱塑性材料的相容性都不夠理想,因此限制了紅磷 在許多熱塑性材料與產品中的運用性。目前在紡織領蜂 201114830 中,經常會使用聚磷酸酯與聚磷酸銨作為阻燃劑;然而, 以目前技術而言,要達到合宜的阻燃效果,阻燃劑的添加 量往往需達30 wt%,這不但拉高了生產成本,也會降低材 料的紡絲性而使紡絲中斷。此外,磷系列阻燃劑在燃燒時, 會產生融滴(dripping )現象。 磷氮型阻燃劑又稱為膨脹型無鹵阻燃劑,最常見的材 料有聚磷酸銨、三聚氰胺與季戊四醇等。磷氮型阻燃劑為 在燃燒時,可提高碳源與酸源,同時會發生膨脹現象,此 外,其燃燒時產生的煙霧較少且通常不含有毒氣體。然而, 填氮型阻燃劑的加工特性與对候性不佳,因此在自然環境 中,容易受到天候與環境的綜合影響而使得其性能改變。 此外,磷氮型阻燃劑容易吸潮、水解或以其他方式析出材 料表面,因此使得其應用受限。 無機阻燃劑包括三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁、 硼酸鋅材料,其燃燒時產生的煙霧不多,且主要釋放的物 質為水和二氧化碳等對環境影響較小的物質。然而,這類 材料的阻燃效能較差,必須極高的添加量才能賦予材料適 當的阻燃特性,且其和熱塑性材料樹脂的相容性也不好, 容易發生團聚或分散不均等現象。 由此可知,將既有的阻燃劑運用於紡織加工業時,常 發生加工不易、水洗牢度不佳、物性受影響等難題。加工 後的阻燃紡織品,也可能面臨阻燃性不足、透明性不佳、 發生融滴等問題。 有鑑於此,相關產業亟需一種適用於紡織品加工業的 新型阻燃材料,此種材料至少應兼具理想的加工特性與阻 201114830 燃效能。 【發明内容】 因此,本發明之一態樣提出了用以製備無融滴阻燃母 粒的組成物。利用此種組成物製得的無融滴阻燃母粒兼具 阻燃與無融滴的效能;此外,此種組成物中阻燃劑的含量 低於先前技術中所使用的含量,不但可以降低生產成本, 還可以提升母粒的紡絲性能與其他物性。 B 依據本發明一具體實施例,上述組成物至少包含:約 0.1-15.0 wt%的阻燃劑、約0.1-1.5 wt%的交聯劑、約 76.5-99.5 wt%的熱塑性聚合物、約0.01-2.0 wt%的交鏈起 始劑以及約0· 1 -5.Owt%的分散劑。 本發明另一態樣提出了用以製備無融滴阻燃母粒的方 法。基本上,在本方法中用以製備無融滴阻燃母粒的組成 物,屬於上述態樣/具體實施例中所提出的組成物之範圍。 依據本發明一具體實施例,上述方法至少包含以下步 φ 驟。首先,將重量百分比約0.1至15.0的阻燃劑、重量百 分比約0.1至1.5的交聯劑、重量百分比約76.5至99.5的 熱塑性聚合物與重量百分比約0.1至5.0的分散劑混合,以 得到一混合物。接著,在上述混合物中加入重量百分比約 0.01至2.0的交鏈起始劑並進行混練。一般來說,進行混 練的時間約1-20分鐘,而混練溫度為約220-270°C。在混 練過程中,熱塑性聚合物會呈現熔融狀,且交聯劑會和呈 熔融狀的熱塑性聚合物進行交聯反應,且藉此使該阻燃劑 分散於該經交聯熱塑性聚合物中。其後,造粒上述經混練 201114830 後的混合物,以得到無融滴阻燃母粒。 本發明又一態樣提出了 一種無融滴阻燃母纟,其係利 用本發明上述態樣/具體實施例所述的組成物與方法所製 成。此-無融滴阻燃母粒中所含的阻燃劑相對較少(相較 於先前技術),但仍具備合宜的阻燃特性。 本發明另-態樣提出了一種阻燃物體,其至少包含一 阻燃部分且餘燃部分係由本發明上述態樣/具雖實施例 所述的無融滴阻燃母粒所製成。
【實施方式】 為了使本發明之敘述更加詳盡與完備,下文針對了本 毛月的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述;但這 f非實施或運用本發明具體實施例的唯-形式。實施方式 =了多個具體實施例的功能以及用以建構與操作這些
例的步驟與其順序。然而,可利用不同的具體實 施例來達成_或均等的魏與步驟順序。 雜考㈣顧(或所 .…旱阻燃劑和熱塑性材料的相容性、 加:特/‘,,、塑性材料本身物性的影響、所得阻燃織物的 價格比、以及阻燃劑在加工或 曰 體〃裱境的安全性影響等各種因素。 備盈述諸多面向後’本發明—態樣提出了用以製 製備無融滴阻燃母粒的心’此處提出之用以 熱塑性聚人物、上脾如 '包含阻燃劑、交聯劑、 敉口物父聯起始劑與分散劑。 201114830 根據本發明具體實施例,上述組成物中可利用任 當的阻燃劑。如上所述,由於多數的齒系阻燃劑在加 使用時會對人體或環境產生不利的影響,因此在本發明= 任選的具體實施例中,可選用無鹵阻燃劑。 此外,阻燃織物中常使用碌系阻燃劑作為主要的阻燃 材料。因此’在-任選的具體實施财,可制磷系阻揪 劑。鱗系阻燃劑的例示性實施例包括但不限於聚鱗酸醋盘' 聚磷酸。 〃 目則在製備含鱗系阻燃劑或其他阻燃劑成分的高 母粒時,阻燃劑的添加量通常高達2㈣wt%,才 粒/阻燃織物具有理想的阻燃效能 '然而,根據本發明呈體 實施例’組成物中阻燃劑的添加量僅為約〇 M5㈣ 母粒仍具有理想的阻燃效能,且燃燒時不會發生融 /、體來5兒,在整體組成物中,阻燃劑的重量百分濃声 0^0.2 >0.5 M.O. 1.5 ^2.0 >2.5 ^3.0 >3.5 ^4.0? 10 5 Π : 5、6 0、6 5、7 0 ' 7 5、_〇、85、9.、9.5、10 0、 :110'丨1.5、12.。、…3心 ^發雜選的具體實施射,所使㈣阻燃劑為粉 ,二2徑大小為微米等級’因此可進-步提升阻燃劑 二體二t聚合物中的均勻性。舉例來說,上述阻燃劑 如體的粒徑大小可為約Μ—,例如約Μ」、㈠、 6 ' 7、8、9 或 1〇。 根據本發明一具體實施例,可利用三丙烯醯基六氫 201114830 -1,3,5-三0秦(triacryloylhexahydro-l,3,5-triazine,TAT)作為 交聯劑。或者是,根據本發明其他具體實施例,可利用二 丙烯基化合物或三丙烯基化合物來作為交聯劑。 二丙烯基化合物的例示性實施例包括但不限於鄰苯二 曱睃二稀丙酯(diallyl phthalate,DAP)、破珀酸二稀丙酯 (diallyl succinate,DASu )與己二稀酒石酿胺(N,N’- diallyl tartramide,DATD )。 三丙稀基化合物的其他例示性實施例包括但不限於三 烯丙胺(triallyl amine)、對稱笨三曱酸三烯丙酯(triaiiyi trimesate,ΤΑΜ )、二聚亂酸二稀丙 g旨(triallyl cyanurate, TAC)、異三聚氰酸三烯丙酯(triallylisocynaurate,TAIC) 與三丙稀二聚氰胺(triallyl-ammonium cyanurate ) 〇 根據本發明多個具體實施例’在用以製備無融滴阻燃 母粒的組成物中’上述交聯劑的重量百分比為約〇1至 1.5。具體而言,交聯劑在整體組成物中所佔的重量百分比 可為約 0.1,0.2、0.3、0.4,0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、 1」、1.2、1.3、1.4 或 1.5。 根據本發明具體實施例’在上述組成物中添加了交聯 起始劑,以利交聯反應的進行。在用以製備無融滴阻燃母 粒的組成物中’交聯劑的重量百分比為約0 01至2 〇 ;更 明確地說’可為約 0.01、0.05、0.1、〇.2、〇,3、〇.4、0.5、 1.0、1.5 或 2.0。 所採用的交聯起始劑的種類係取決於所使用的交聯劑 種類。交聯起始劑的例示性實施例包括但不限於過硫酸鉀 (potassium persulfate )、偶氮雙異丁腈 201114830 (azobisisobutyronitrile )與笨基二曱基縮銅(benzyl dimethyl ketal,BDK) 0 分散劑有助於組成物中各組分的均勻分散。一般而 言,分散劑可為C15_38 烷類、C15_38酯類、C15-38有機酸或 其混合物。根據本發明多個具體實施例,在用以製備無融 滴阻燃母粒的組成物中,所用的分散劑為石蠟,且其重量 百分比為約0.1至1.5。具體而言,在整體組成物中分散劑 的重量百分比組成物可為約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、 0.7 、 0.8 、 0.9 、 1.0 或 1.5 。 根據本發明具體實施例,可運用各種熱塑性聚合物來 實施本揭示内容所述的技術内容,特別是能夠用於紡絲的 熱塑性聚合物。舉例來說,可用的熱塑性聚合物包括但不 限於聚酯、聚醯胺、聚丙烯與聚氣乙烯。 具體而言,聚酯的例示性實施例包括但不限於聚對苯 二曱酸乙二醋(polyethylene terephthalate, PET)、聚對笨二 曱酸丁二醋(polybutylene terephthalate, PBT)與聚對笨二 曱酸丙二醋(polytrimethylene terephthalate, PTT )。聚酿 胺的例示性實施例包括但不限於隆耐隆6、耐隆6.6與耐隆 6.10。 在整體組成物中,熱塑性聚合物的重量百分比為約 76.5至99.5。具體而言,在整體組成物中,熱塑性聚合物 的重量百分比可為約 76.5、77.0、78.0、79.0、80.0、81.0、 82.0、 83.0、84.0、85.0、86.0、87.0、88.0、89.0、90.0、 91.0、 92.0、93.0、94.0、95.0、96.0、97.0、98.0、99.0 或 99.5。 201114830 本發明另一態樣則提出了利用上述組成物,來製備無 融滴阻燃母粒的方法。首先,將約0.1至15.0 Wt%的阻燃 劑、約0.1至1.5 wt%的交聯劑、約76.5至99·5 wt%的熱 塑性聚合物以及約〇. 1至5.0 wt%的分散劑混合以得到一混 合物。接著,在上述混》合物中加入約0·01至2.0 wt%的交 鏈起始劑,並進行混練,以使得熱塑性聚合物呈炼融狀, 且交聯劑交聯該呈溶融狀的熱塑性聚合物’且藉使該阻燃 劑分散於該經交聯熱塑性聚合物中。一般來說’進行混練 的時間約1-20分鐘,而混練溫度為約22〇-270°C。其後, 造粒上述經混練後的混合物,以得到無融滴阻燃母粒。 可利用任何適當或習知的技術與設備來進行上述的混 練步驟,常用的混練設備包括但不限於雙螺桿混練機。在 操作雙螺桿混練機時,可視實際情形調整各項製程參數, 在一任選的具體實施例中’可將螺桿轉速調整為約250-350 rpm ° 在〜任選的具體實施例中’可對造粒所得到的無融滴 鲁 阻燃母板進行紫外線固化(UV curing)製程。上述UV固 化製程可進一步提升無融滴阻燃母粒或最終產品於燃燒環 境下的耐熱性與無融滴特性。 下表一與表二分別列出了在本發明實驗例中,根據上 述組成物與方法所製備之多種無融滴阻燃母粒的組成分 (A2'A3、B2-B3、E2-E3)以及對照組母粒的組成分(A卜 Bl、Cl ' Dl、E1 )。表一所列的實驗例與對照組,係利用 耐隆6作為熱塑性聚合物;而表二所列的實驗例與對照 組’則是利用聚酯作為熱塑性聚合物。 201114830 此外,將這些母粒紡絲製成纖維,並測試所得纖維的 限氧指數(Limited Oxygen Index,簡稱LOI)。在以下實驗 例與對照組中,均使用了約0.5 wt%的分散劑,且在實驗例 用!=05wt%的苯基二甲基縮,作為交聯起始劑: 化步驟卜十對製備完成的無融滴阻燃母粒進行了 UV固 由於复^提高材料的耐熱與耐火性f。至於_照、组母粒 步驟Γ備、、且成分中不含交聯劑,因此並未進行UV固化
阻燃劑: 交聯劑:
熱塑性聚合物:LOI(UV固 LOI (UV
201114830 阻燃劑: 交聯劑: 熱塑性聚合物: LOI(UV 固 LOI 〇jv 聚麟酸酯 TAIC 聚酯 化前) 固化後) E1 15 0 84.5 23 22 E2 15 0.5 84 24 ------- 25 E3 15 1.5 83.5 26 28 --- 以實驗例B3為例,其無融滴阻燃母粒的製備步驟如 下。首先,將約10.0 wt%的聚雄酸酯、約1.5 wt%的異三 • 聚氰酸三烯丙酯(TAIC)、約87.95 wt%的耐隆6以及約〇.5 wt%的分散劑混合以得到一混合物。接著,在上述混合物 中加入約〇_〇5 wt%的笨基二甲基縮酮,並進行混練,以使 得耐隆6呈熔融狀,且TAIC交聯該呈溶融狀的耐隆6,且 藉使聚磷酸醋均勻地分散於經交聯的对隆6分子中。混練 時間約20分鐘’而混練溫度為約220-270°C。之後,將混 練所得的產物進行造粒與切粒,即可得到實驗例B3的無融 滴阻燃母粒。其他實驗例與對照組母粒的製備方式基本上 • 與上述實驗例B3的製備方式相同,僅改變了其組成物的組 成分和/或配比。 在完成母粒的製作之後,在約85°C的條件下烘乾母粒 (烘料),其後進行紡絲以得到纖維,並利用限氧指數儀, 根據ASTM D2863,規定的條件來測試所得纖維的L〇i 值。L〇I測試的原理是藉由控制氧氣與氮氣的流量, 得欲進行賊最低氧氣容量 (即限氧指數),此_! 值可用以表示材料的阻燃效能,LOI值越高表示阻燃 果越佳。一般來說,氣氣占空氣的20%左右,所以基本上 12 201114830 LOI值只要大於2〇就有阻燃效果; 難燃纖維的L0I值可能需要到達% 實際應用上,一般 當纖維與火驗接觸後會燃燒,但離’在此種情形中, 且碳化。 錢會快逮熄、滅並 實 由表—及表二所示的資料可以發現, 施例來製備無融滴阻燃母粒時,在 據本發明具體 的情形下’僅需使用少量的交聯 劑的添加量不變 纖維的咖值。 卩可明顯的提升母粒/ 表主要使用聚醯胺化合物(耐降6 合物,以對照組A1與實驗例人2為例,作為熱塑性聚 的交聯劑,即可將LOI值由20提升至2ι(ϋ而添加0.6 wt% 在其他組別中(B1相對於B2以及Cl相V固化前L0I); 察到類似的情形。此外,隨著交聯劑的用旦j C2 )亦可觀 維的LOI值通常也會相對提升。例如在=^加,母粒/纖 當阻燃劑的用量由〇.6 wt% (實驗例=的實驗例中, (實驗例C3)時,在經過uv固化製程^ θ力為1,5 Wt〇/o 也由26提升到了 27。 則所測得的1^值 表二主要是以熱塑性聚醋化合物作 以對照組以與實驗例£2為例,僅需 f性聚。物, „ 』 而添加0.5 wt%的交聯 劑,即可將UV固化前的[01值由23提升至24。幻又腳 另-方面’由表-及表二可以發現,此處所提出的無 融滴阻燃母粒,其中所使用的阻燃劑含量(〇1_15 wt%) 遠低於市售產品(20-30 wt%),但其仍具有理想的阻燃效 果;特別是以經過UV固化處理的無融滴阻燃母粒。 具體而言’以經過UV固化處理的實驗例來看,在實 13 201114830 驗例 B2( LOI=28 )' B3( LOI=31 )、C2( LOI, )、C3( L〇I=33 ) 中僅加入了約10 wt%或約15 wt%的阻燃劑,但其L〇i值 都達到了難燃織物的LOI標準(L〇l=26)。相似地,實驗 例E3中添加了約15 wt%的阻燃劑,而其在uv固化之前 與之後的L〇I值分別為26與28,也都達到了難 : LOI 標準(LOI=26 )。
甚且,對照組D1之無融滴阻燃中所使用的阻燃劑含 量高達30 wt% ’但其L〇I值為32,還比實驗例C3之益融 滴阻燃母粒經uv固化後的1^01值(33)來得低。 此外,亦在LOI垂直環境下,進行測試樣本的燃燒試 驗。由於_並無針對紡織品的無融滴檢測標準,因此本 碰=工程塑料領域所用的UL_94規範來進行無融滴檢 結果顯示’根據本發明具體實施例提出的無融滴 滴)。1所製成的塑片可達到V1至νο等級(燃燒時無融 朔Η样士驗例Β3所製成的塑片為例,在試驗過程中觀察至 鲁Μ。7苗在燃燒時會形成碳化層,因而避免了融滴現象纪 isn盘每1八與1Β圖的照片呈現了純耐隆材料塑片(第^ 煻後的降驗例Β3之無融滴阻燃母粒塑片(第1Β圖)在燒 生了海4 乐1Α圖可以發現,純耐隆材料燃燒後潑 ·‘"者的融滴現象(塑片表 的物體即為融消 物)。相較之下,右I ^ 丹黏猢 社第1Β圖中’實驗例Β3之無融滴阻艘 όίτη片在燃燒後外表面會形成明顯的碳化層 而呈現焦黑 的狀態,且並未發生融滴現象。 才目似地,第2Α & 币八與23圖的照片呈現了純聚酯材料塑片 201114830 (第2A圖)與實驗例E3之無融滴阻燃母粒塑片(第2B 圖)在燃燒後的情形。由第2A圖可以發現,純聚酯材料 燃燒後發生了顯著的融滴現象,而第2B圖中實驗例E3之 無融滴阻燃母粒塑片在燃燒後外表面會形成明顯的碳化層 而呈現焦黑的狀態,且並未發生融滴現象。 本發明另一態樣提出了利用本發明上述態樣/具體實 施例所述的組成物與方法所製成的無融滴阻燃母粒。 因此,上述無融滴阻燃母粒至少包含由一交聯劑交聯 的熱塑性聚合物以及分散於該經交聯熱塑性聚合物中的阻 燃劑。根據本發明多個具體實施例,在無融滴阻燃母粒中, 阻燃劑的重量百分比為約0.1至15.0,而交聯劑的重量百 分比為約0.1至1.5。 由於此無融滴阻燃母粒係由上述本發明組成物所製 成,因此無融滴阻燃母粒的組成物與配比皆已為上述具體 實施例及其均等物所揭露;在此處基於簡潔之故,不再贅 述。 本發明另一態樣提出了一種阻燃物體,其至少包含一 阻燃部分且該阻燃部分係由本發明上述態樣/具體實施例 所述的無融滴阻燃母粒所製成。 在本發明任選的具體實施例中,可將上述阻燃部分製 成纖維、長纖、紗線、織物、薄膜、薄片(sheet)或切片 (chip)等各種形式。 在一相關實驗中,以濾網壓升試驗機來進行母粒的紡 絲壓力模擬分析,在此處直接使用母粒進行紡絲,而不需 再加入純粒予以稀釋。第3A圖呈現了對照組E1母粒在紡 15 201114830 、、’糸過程中的壓升變化圖;而第圖則呈現了實驗例幻的 無融滴阻燃母板在紡絲過程中的壓升變化圖。 由第3A圖可以發現,在紡絲過程中對照組E1母粒的 纺、’糸壓^驟升達5 * ;在此種壓力持續、大幅度上升的情 形中’可能會導致紡絲機台受損,因而不宜繼續進行紡絲 製程。
另一方面’第3B圖所示的壓升變化圖中,但根據本發 明具體實施例之無融滴阻燃母粒E3的可獲得平穩的紡絲 壓力’在纺絲過程中,壓力變異值小於約5 bar。 另一方面’利用Textechno FPAC強度測試機(型號 35032)進一步檢測了實驗例B3與其他實驗例所製得的 維性質。 表三顯示了利用不同紡絲輪速度來製備纖維時,所得 到的纖維之規格、抗拉強度(了咖吻)與延展度 (Elongation)。—般而言’抗拉強度使得此處提出的纖維 可用於後續的加工絲製程且可用於針織、梭織機台加工。 延展度則與纖維在紡絲時的延伸性有關—般來說,延展度 低於30%的纖維在纖維的後加項程中,往往會因為 度不足而產生斷絲。 以實驗例Β3·1與B3-6為例,當將紡絲輪速度的延伸 比率由 提高到 1:35(6〇〇:21〇〇)時, 所得到的纖維抗拉強度可由〇.8 g/den提高到2 〇9 _η。 此外在B3 6的氣程下,所得纖維的延展度仍可達以 上延展度’此-延展度使得該纖維適合進行延伸纺絲。 201114830 表三 紡絲輪速度 纖維規格 抗拉強度 延展度 (rpm) (den) (g/den) (%) B3-1 500-600 215 0.81 263.55 B3-2 500-700 220 0.96 193.81 B3-3 500-1000 168.3 1.32 133.05 B3-4 500-1250 132.2 1.66 84.99 B3-5 500-1400 147.6 1.83 56.21 B3-6 600-2100 131.2 2.09 47.33 此外,針對其他實驗例所作的分析結果顯示,當組成 分中阻燃劑的添加量約為8.0 wt%時,所製得的纖維之抗拉 強度約為2.6 g/den,而其延展度約為56.97%。此外,組成 分中阻燃劑的添加量約為12.0 wt%時,所製得的纖維之抗 • 拉強度約為2.1 g/den,而其延展度約為47.33%。 相較之下,當組成分中阻燃劑的添加量約為20 wt% 時,則無法將所得到的母粒直接進行紡絲。 第4A與4B圖的照片呈現了將實驗例B3-5之無融滴 阻燃母粒製成之織物與其燃燒後的外觀。在第4A圖呈現 的是燃燒前之織物;由第4B圖的照片可以看出,該織物燃 燒後產生了碳化層且並無融滴現象。 在紡織產業中,產品通常會經過後段的染整製程,此 17 201114830 種製程有時後會影響產品的性能。因此,在另一實驗中, 根據AATCC 61-2008規範,進行了實驗例B2纖維的染色 而才水洗牢度分析。 首先,將B2纖維加工製成襪帶,並以測試染料進行染 色,在染色過程中,以2°C/min的速率由室溫升溫至約100 °C,而後持溫30分鐘;之後再以2°C/min的速率降溫至 75°C,並持溫15分鐘以進行固色。分析結果顯示,B2纖 維染色後的樣本之染色牢度可達4.5級以上,對於其他天 然與合成纖維(如羊毛、壓克力纖維、聚酯纖維、耐隆纖 維、棉、醋酸纖維)的污染級數也在4-5級之間。以上的 染色牢度與污染級數,都屬於紡織領域可接受的範圍。 此外,將染色後的樣品再度進行LOI測試,其LOI值 仍有27。也就是說,B2纖維經染色後,仍可達到阻燃織物 的標準。 由上述本發明實施方式可知,應用本發明具有下列優 點。 首先,用以製備無融滴阻燃母粒的組成物中,阻燃劑 的含量低於先前技術,不但可降低生產成本,也改善了阻 燃劑含量過高而影響紡絲性能的缺失。 另一方面,在用以製備無融滴阻燃母粒的組成物中加 入了交聯劑,使得使得熱塑性聚合物的高分子鏈之間形成 了高度交聯的網狀結構,不僅降低燃燒時所產生的自由 基,也可提高熱塑性聚合物於高溫下的耐熱性。 此處所提出的無融滴阻燃母粒本身就具備阻燃粉體所 賦予的阻燃機能,而不需在後段加工的過程中,透過額外 18 201114830 的製程來使得產品具有阻燃機能。 本發明一態樣提出的無融滴阻燃母粒具有良好的紡絲 性能,且所製得的纖維也具有理想的纖維特性。此外,此 種纖維亦具有合宜的阻燃性能,更可達到燃燒過程中無融 滴的效能。 雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限 定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和 範圍内,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂,所附圖式之說明如下: 第1A與1B圖呈現了純耐隆材料與根據本發明一實驗 例之材料在燃燒後的外觀照片。 第2圖呈現了純聚酯材料與根據本發明一實驗例之材 料在燃燒後的外觀照片。 第3A與3B圖為將對照組母粒與根據本發明一具體實 施例的無融滴阻燃母粒進行紡絲壓力模擬分析所得到的壓 升變化圖。 第4A與4B圖為根據本發明一具體實施例的無融滴阻 燃母粒進行紡絲製程所得到之織物及其燃燒圖。 【主要元件符號說明】
Claims (1)
- 201114830 七、申請專利範圍: 1.- 至少包含: 種用以製備—種無融滴阻燃母粒的組成物, 其 重量:劑’其在該組成物,的_含量為約 0.1 至 15.0 量百2聯劑,其在該組成財的-含量為約 0.1至1.5重 至二塑量性百::物’其在該組成物中的- 含量為約76.5 量百分比 散劑’其在該組成物中的-含量為約(U 至5.0重 2.如申請專利範圍第 燃劑為一無i阻燃 劑 項所述的組成物,其中該阻 其中該阻 3.如申請專利範圍第1項 _為碟系阻_。 項所相組成物, .如申請專利範圍第3項所价μ, 、且燃劑為聚磷酸g旨或聚磷酸錢。a,、且成物,其中該磷 如申請專利範圍第i 項所述的組成物,其中該交 20 201114830 聯劑為三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪。 6. 如申請專利範圍第1項所述的組成物,其中該交 聯劑為一種二丙烯基化合物或一種三丙烯基化合物。 7. 如申請專利範圍第6項所述的組成物,其中該二 丙稀基化合物為鄰苯二曱酸二稀丙醋(diallyl phthalate, DAP )、琥ί白酸二烯丙醋(diallyl succinate, DASu )、或己二 稀酒石醯胺(N,N'_ diallyl tartramide, DATD)。 8. 如申請專利範圍第6項所述的組成物,其中該三 丙烯基化合物為三烯丙胺(triallyl amine )、對稱笨三甲酸 三烯丙酯(triallyl trimesate, ΤΑΜ )、三聚氰酸三稀丙酉t (triallyl cyanurate, TAC)、異三聚氰酸三烯丙酯(triallyl isocynaurate, TAIC ) 或三丙烯三聚氮胺 (triallyl-ammoniumcyanurate )。 9. 如申請專利範圍第1項所述的組成物,其中該交 鏈起始劑為過硫酸(potassium persulfate)、偶氮雙異丁 腈(azobisisobutyronitrile )、苯基二曱基縮酮(benzyl dimethyl ketal’BDK)或上述的混合物。 10. 如申請專利範圍第1項所述的組成物,其中該分 散劑係選自由下列物質所組成的一群組:c15_38烷類、Ci 酯類、C 15-38有機酸與其混合物。 21 201114830 如申凊專利範圍第1項 塑性聚合物為1所述的組成物, 物為U曰、聚酿胺、聚㈣或聚氣 其中該熱 乙稀 12.如申請專利範圍第u 酉旨為聚對笨二甲H、聚對笨^的,成物’其中該聚 二甲酸丙二@旨。 一甲k丁二酯或聚對笨 ㈣耐::請::==述的組成物 兵甲該3 燃劑 14.如申請專利範圍第1 的粒徑大小為約1-10 μιη。 項所述的組成物,其中該阻 Κ -種用卩製備一無融滴阻燃母粒的方法該方法 至少包含下列步驟: 此合重I百分比約丨〇至15 〇的一阻燃劑、重量百分 比約0.1 S 1.5的-交聯劑、重量百分比約76 5至99 5的 一熱塑性聚合物與重量百分比約0」至5 〇的一分散劑而製 備出一混合物; 將重量百分比約0.01至2.0的一交鏈起始劑加入該混 合物中並進行混練,其中進行混練的時間約分鐘且混 練溫度約220-270oC ;以及 造粒該經混練的混合物,以得到該無融滴阻燃母粒。 22 201114830 16. 如申請專利範圍第15項所述的方法,其中該混練 步驟係利用一雙螺桿混練機來進行。 17. 如申請專利範圍第16項所述的方法,其中在進行 混練時,所使用的一螺桿轉速為約250-350 rpm。 18. 如申請專利範圍第15項所述的方法,其中該阻燃 φ 劑為一無鹵阻燃劑。 19. 如申請專利範圍第15項所述的方法,其中阻燃劑 為一磷系阻燃劑。 20. 如申請專利範圍第19項所述的方法,其中該磷系 阻燃劑為聚磷酸酯或聚磷酸鏔。 * 21.如申請專利範圍第15項所述的方法,其中該交聯 劑為三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪、、鄰苯二曱酸二烯丙酯、 琥珀酸二烯丙酯、己二烯酒石醯胺、三烯丙胺、對稱苯三 甲酸三烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯、異三聚氰酸三烯丙酯 或三丙烯三聚氰胺。 22.如申請專利範圍第15項所述的方法,其中該交鏈 起始劑為過硫酸鉀、偶氮雙異丁腈或苯基二曱基縮酮。 23 201114830 23.如申請專利範圍第丨5項所述的方法,其中該分散 劑係選自由下列物質所組成的一群組·· Ckm烷類、 酉旨類' c15_38有機酸與其混合物。 24.如申請專利範圍第15項所述的方法,其中該熱塑 性聚合物為聚酯、聚醯胺、聚丙烯或聚氣乙烯。 …、=如巾請專利範圍第24項所述的方法,其中該聚醋 為t對本二甲酸乙二酯、聚對笨二曱酸丁二 甲酸丙二酯。 t對本一 _隆6、==^所述的方法,其中該聚27.如申請專利範圍第15 劑的粒徑大小為約1-10 μιη。 項所述的方法,其中該阻 燃 28. 如申請專利範圍第μ瑁 對該無融滴阻燃母粒進行—紫外線固化製程法’至少更包含 29. —種無融滴阻燃母粒苴 15至28項之任一者所述的方法所製成申請專利範圍第 24 201114830 3〇. 一種阻燃物體,其至少包含一阻燃部分, 阻燃部分至少係由如中請專利範圍第29項所無2 阻燃母粒所製成。 邮/同 31.如申請專利範圍第3〇項所述的阻燃物體,其中該 阻燃部分為一纖維、一長纖、一紗線、一織物、一薄膜、 一薄片或一切片的形式。25
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