汽車用非織造材料阻燃性能研究

吳惠英

(蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，蘇州，215009)

汽車用非織造材料阻燃性能研究

吳惠英

(蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，蘇州，215009)

選用不同濃度的MF-TC107非耐久性阻燃整理劑分別對三種不同規(guī)格的汽車用非織造材料進(jìn)行整理，并測試其阻燃性能。測試結(jié)果表明:當(dāng)整理劑質(zhì)量濃度為100和200 g/L時，被整理的試樣其阻燃性能分別達(dá)到B2級和B1級，可分別滿足常規(guī)非織造材料和汽車用非織造材料的阻燃性能要求;水洗次數(shù)對經(jīng)阻燃整理的非織造材料的阻燃性能有一定影響，阻燃整理后可達(dá)B1級的非織造材料在水洗3次后為B2級。

汽車用非織造材料，阻燃性能，阻燃整理

我國汽車用非織造材料銷售量每年以15%～20%的速度遞增，但仍很難滿足汽車工業(yè)快速增長的要求，市場缺口較大，需大量從國外進(jìn)口，年進(jìn)口額超過40億美元。有專家預(yù)測，到21世紀(jì)30年代中后期，我國汽車的保有量將趕上或超過美國，這將為非織造材料及其應(yīng)用帶來廣闊的發(fā)展空間。汽車用非織造產(chǎn)品中90%為內(nèi)飾材料。該材料對原料有較高要求，其加工工藝和后整理過程也很復(fù)雜，產(chǎn)品不僅要滿足一般織物的常規(guī)要求，且因其用途及其特殊的成型方式，對阻燃、拒水和防污等方面也有特殊要求［1］。

本研究選用MF-TC107非耐久性阻燃整理劑分別對三種不同規(guī)格的汽車用滌綸針刺非織造材料進(jìn)行整理，采用垂直燃燒法對試樣的的阻燃性能進(jìn)行測試，并對整理后的試樣進(jìn)行洗滌處理，研究其阻燃效果與水洗次數(shù)之間的關(guān)系。

1 針刺非織造材料阻燃性能評價標(biāo)準(zhǔn)

非織造材料經(jīng)過阻燃整理后具有阻燃性，但并不是指材料具有不被烈火燒著的性能，而是指在火焰中能降低材料的可燃性，遇火時可減緩火焰蔓延的速度而不形成大面積燃燒，當(dāng)材料離開火焰后能很快自熄，不再續(xù)燃和陰燃。

阻燃非織造材料可分為兩類:一類是非耐久性阻燃非織造材料，一般采用浸軋工藝，可達(dá)耐洗3～5次的阻燃效果［2］;另一類是耐久性阻燃非織造材料，通常采用化學(xué)方法在纖維內(nèi)部或表面進(jìn)行反應(yīng)，一般要求達(dá)到耐洗30次以上的阻燃效果［3］。非織造材料燃燒性能可分為A、B1、B2、B3四個等級。A級指不燃材料，B3級為易燃燒材料，常規(guī)非織造材料阻燃性能為B1級和B2級［4］。根據(jù)GB 50222—1995《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范》，其判定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 非織造材料阻燃性能評定標(biāo)準(zhǔn)

飛機(jī)、火車、輪船、汽車的內(nèi)飾材料和內(nèi)襯材料、帷簾、窗簾、椅靠墊、車呢和特殊軍用紡織品等，對阻燃性能要求見表2［5］。

表2 交通工具用非織造材料阻燃性能要求

2 試驗(yàn)部分

2.1 試樣規(guī)格測試

采用LLY-27纖維線密度分析儀測試非織造材料的纖維直徑，YG141型織物厚度儀測試試樣厚度，電子天平測試試樣面密度。

2.2 阻燃整理工藝與測試方法

2.2.1 阻燃整理工藝

選用MF-TC107非耐久性阻燃整理劑。該整理劑為白色粉末，不含并在整理過程中不釋放鹵素和甲醛等有害物質(zhì)，成本低，處理方便，可用于一次性防護(hù)服的阻燃整理。在阻燃整理前需對織物進(jìn)行預(yù)處理，去除織物中的雜質(zhì)和污物等;然后采用浸軋整理的方法，將待測織物樣品放入內(nèi)有整理劑的軋槽中進(jìn)行處理，整理劑的質(zhì)量濃度分別為50、100、150和200 g/L，浸軋溫度控制在40～70℃;再在常溫下進(jìn)行水洗、加入中和劑處理和二次水洗，最后烘干。阻燃整理工藝流程如下:

試樣→預(yù)處理→阻燃整理劑兩浸兩軋(軋余率為70%)→水洗→中和→水洗→烘干。

2.2.2 阻燃性能測試方法

根據(jù) GB/T 5455—1997紡織品燃燒性能試驗(yàn)——垂直法測試標(biāo)準(zhǔn)，采用YG815B垂直法織物阻燃性能測試儀對試樣進(jìn)行燃燒性能測試。試樣尺寸 300 mm×80 mm。測試條件:溫度 10～30℃，相對濕度30% ～80%。

點(diǎn)燃時間設(shè)定為12 s，點(diǎn)火器復(fù)位，續(xù)燃計時器計時開始，待續(xù)燃停止，陰燃計時器開始計時，分別讀取續(xù)燃時間和陰燃時間;卸下試樣，沿其長度方向炭化處對折，在試樣的下端一側(cè)，按試樣單位面積質(zhì)量懸掛重錘，測量試樣損毀長度。每種樣品測試5組數(shù)據(jù)，并按項(xiàng)分別取其平均值。

2.2.3 洗滌次數(shù)對阻燃效果影響的測試

根據(jù)AATCC 124—2006測試方法，試樣在水溫40℃下進(jìn)行水洗，水洗次數(shù)分別為1、2、3、4和5次，然后烘干，按照阻燃性能測試方法測試各樣品的阻燃性能。

3 結(jié)果與分析

3.1 試樣規(guī)格參數(shù)

試樣的基本規(guī)格參數(shù)測試結(jié)果見表3。

表3 試樣的基本規(guī)格參數(shù)

3.2 阻燃性能

3.2.1 阻燃整理效果

對經(jīng)過不同質(zhì)量濃度阻燃整理劑處理后的三種試樣進(jìn)行阻燃性能測試，結(jié)果見圖1和圖2。

圖1 整理劑質(zhì)量濃度與試樣續(xù)燃時間的關(guān)系曲線

圖2 整理劑質(zhì)量濃度與試樣損毀長度的關(guān)系曲線

針刺非織造材料由于其特殊的成型方式，纖維通過刺針的反復(fù)穿刺固結(jié)在一起，但纖維之間的結(jié)合強(qiáng)度相對傳統(tǒng)織物來說較弱，燃燒容易迅速蔓延，因此未經(jīng)整理的材料的燃燒時間在18 s以上，隨著阻燃劑濃度的增加，非織造材料的續(xù)燃時間及損毀長度都呈現(xiàn)遞減趨勢。在整理劑質(zhì)量濃度為100 g/L時，經(jīng)整理試樣的阻燃性能已達(dá)到B2級，可滿足常規(guī)非織造材料的阻燃級別要求;在整理劑質(zhì)量濃度增加到200 g/L時，經(jīng)整理試樣的阻燃性能達(dá)到B1級，可滿足汽車用非織造材料的阻燃級別要求。此外，試樣經(jīng)阻燃整理后其撕裂長度僅為1～2 mm，陰燃時間0 s，這可能是由于試樣所用原料為滌綸，纖維受熱后熔融并蜷縮在一起，在規(guī)定條件下有焰燃燒終止后，材料基本不會再持續(xù)無焰燃燒。

3.2.2 水洗次數(shù)對阻燃效果的影響

以經(jīng)過質(zhì)量濃度為200 g/L的整理劑整理的試樣進(jìn)行水洗試驗(yàn)，測試經(jīng)過不同水洗次數(shù)后試樣的燃燒性能，測試數(shù)據(jù)見圖3和圖4。

圖3 水洗次數(shù)與試樣續(xù)燃時間的關(guān)系曲線

圖4 水洗次數(shù)與試樣損毀長度的關(guān)系曲線

由圖3和圖4可以看出，隨著水洗次數(shù)的增加，試樣的續(xù)燃時間和損毀長度都呈現(xiàn)遞增趨勢。試樣1的續(xù)燃時間未洗滌時為3.5 s，在洗滌5次后增加到27.2 s;在洗滌2～3次后，試樣的阻燃性能基本能達(dá)到B2級;洗滌次數(shù)增加到5次時，試樣的阻燃性能比未經(jīng)整理的試樣略差。這可能是因?yàn)樵囼?yàn)所用非織造材料是由定向或隨機(jī)排列的纖維通過摩擦等作用使纖維纏結(jié)而形成的，試樣在經(jīng)過水洗后，纖維間的纏結(jié)變得更為松散，導(dǎo)致燃燒更易蔓延，因而水洗后試樣的阻燃性能比未水洗的試樣差。相對而言，試樣2和試樣3的阻燃性能略好。三種試樣的阻燃效果在水洗3次后都能達(dá)到B2級，可滿足常規(guī)非織造材料的阻燃性要求。

4 結(jié)論

本研究選用MF-TC107非耐久性阻燃整理劑對三種不同規(guī)格的汽車用非織造材料進(jìn)行整理，測試結(jié)果表明:

(1)隨著阻燃劑整理濃度的增加，經(jīng)整理的非織造材料的續(xù)燃時間和損毀長度都呈現(xiàn)遞減趨勢。在阻燃整理劑質(zhì)量濃度為100 g/L時，試樣的阻燃性能已達(dá)到B2級，可滿足常規(guī)非織造材料的阻燃性能要求;當(dāng)阻燃整理劑質(zhì)量濃度增加到200 g/L時，試樣的阻燃性能達(dá)到B1級，滿足汽車用非織造材料的阻燃性能要求。

(2)隨著水洗次數(shù)的增加，經(jīng)阻燃整理的非織造材料的續(xù)燃時間和損毀長度都呈現(xiàn)遞增趨勢。經(jīng)過質(zhì)量濃度200 g/L阻燃整理劑整理的三種試樣其阻燃效果在水洗3次后為B2級，滿足常規(guī)非織造材料的阻燃性要求。

［1］趙永霞，李波.汽車用非織造布技術(shù)與市場［J］.紡織導(dǎo)報，2007(12):27-31.

［2］蒲宗耀.裝飾織物阻燃整理研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.四川紡織科技，1997(1):26-28.

［3］覃文清，李風(fēng).裝飾織物耐久性阻燃整理技術(shù)的研究［J］.消防科學(xué)與技術(shù)，2000(2):52-55.

［4］倪冰選，焦曉寧.非織造布阻燃整理及發(fā)展趨勢［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2009，27(11):37-40.

［5］陳喆，李洪.非織造布的阻燃整理及其應(yīng)用［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2001，19(9):22-24.

Research on flame retardant performance of nonwovens used for automobile

Wu Huiying
(Suzhou Institute of Trade＆Commerence)

Auto nonwovens of three specifications were finished by non-permanent flame retardant MF-TC107 of different concentration and the flame retardant property were tested.The result was that while concentration of the finish agent was 100 g/L and 200 g/L，the grades of flame retardant of the finished nonwovens would reach B2 and B1 and could meet the needs of flame retardant property of general nonwovens and auto nonwovens.The washing process influenced the flame resistant effect of the finished nonwovens，the grade of flame retardant would be from B1 to B2 when the finished nonwovens be operated three times of washing process.

nonwovens for automobile，flame retardant property，flame retardant finish

TS176+.6

A

1004－7093(2011)05－0028－03

2011－01－14;修改稿:2011－04－15

吳惠英，女，1980年生，講師。主要從事新型紡織材料的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究。