阻燃片材的制作方法
【專利說明】阻燃片材
[0001] 本發明設及適用于室內裝飾應用的阻燃片材。
[0002] 阻燃性是室內裝飾應用中的重要性能。它通常通過將阻燃化學品直接局部應用于 室內裝飾材料的外部裝飾層上而實現。然而，發現運些結構的阻燃性不總是合適的。
[0003] GB2152542描述了包含組分的混合物的阻燃織物，特別是包含選自芳族聚酷胺纖 維、改良丙締酸纖維、阻燃聚醋和阻燃粘膠的Ξ種組分的Ξ組分體系。
[0004] 本領域中需要室內裝飾應用中改進的阻燃性。然而，改進的阻燃性應不會有害地 影響室內裝飾材料的性能。更具體而言，室內裝飾材料應保持為軟且曉性的。另外，材料的 重量應不會提高至太大的程度。本發明解決該問題。
[0005] 本發明設及一種片材，其為具有10-70g/m2的面積重量的非織造物，其包含30-70 重量％芳族聚酷胺巧，30-70重量％的選自對芳族聚酷胺、玻璃纖維、碳纖維和PE邸(聚酸酸 酬)的阻燃短纖維材料，和0.5-15重量％聚合物粘合劑。
[0006] 發現本發明片材為軟、柔初且輕重量的。因此，它可作為背襯應用于室內裝飾材料 上而不會有害地影響其性能。同時，本發明片材具有非常好的阻燃性能。
[0007] W093/23620描述了通過將聚(對苯二甲酯對苯二胺)短纖維和聚（間苯二甲酯間苯 二胺)纖條體的壓延片熱處理而制備具有高孔隙率的強芳族聚酷胺紙的方法。沒有提到阻 燃性，也不是具有本發明組成的片材。
[000引 W02005103376描述了適于復合結構，且使用對芳族聚酷胺巧、絮凝物和任選聚合 物粘合劑材料制備的芳族聚酷胺紙。沒有提到阻燃性，也不是具有本發明組成的片材。
[0009] 下面更詳細地討論本發明。
[0010] 本發明片材為非織造物。發現與織造材料相比，非織造物具有較好的柔軟性和柔 初性性能。
[0011] 本發明片材具有10-70g/m2的面積重量。如果面積重量在10g/m2W下，則材料難W 加工，因為它的強度可能對漉對漉加工而言是不合適的。如果面積重量在70g/m2W上，則片 材的柔初性可能受到有害影響，且具有片材的室內裝飾材料的重量會提高。可W優選片材 的面積重量為至少15g/m2,特別是至少20g/m2。可優選片材的面積重量為至多50g/m 2,特別 是至多40g/m2。
[0012] 取決于克重和密度，本發明片材通常具有10-200WI1范圍內的厚度。在一個實施方 案中，片材具有80-160μπι范圍內的厚度。
[0013] 本發明片材可具有相對低密度。在一個實施方案中，材料具有0.1-0.5g/cm3,特別 是0.1-0.3g/cm3范圍內的密度。低密度使得紙具有相對高柔軟性和柔初性。
[0014] 本發明片材包含30-70重量％芳族聚酷胺巧，30-70重量％的選自對芳族聚酷胺、 玻璃纖維、碳纖維和PEEK(聚酸酸酬)的阻燃短纖維材料，和0.5-15重量％聚合物粘合劑。發 現運Ξ種組分都是得到在低面積重量下具有性能，特別是強度、柔軟性、柔初性和阻燃性的 組合的片材所需的。
[0015] 芳族聚酷胺巧特別貢獻于片材的柔軟性和柔初性或曉性，并貢獻于它的阻燃性。 作為背景，可W指出在本領域中使用化學品改進紙材料如棉紙的柔軟性。運些化學品在阻 燃應用中是較少優選的，并且還可能影響本發明片材的強度。
[0016] 如本文所用術語"巧"指衍生自芳族聚酷胺纖維的顆粒，將所述芳族聚酷胺纖維切 成例如0.5-6mm的長度，然后經受原纖化步驟，其中將纖維拉離W形成原纖維，而不管是否 連接在較厚的莖干上。運類巧的特征可W為例如〇.5-6mm的長度和15-85的Schopper- Riegler度。在一些實施方案中，巧可具有4-20mVg的表面積。
[0017] 在本說明書的上下文中，術語巧還包括原纖維，即主要包含原纖化部分和很少或 者不包含纖維莖干的"巧"。有時也表示為芳族聚酷胺原纖維的該巧可例如通過由溶液直接 紡絲而得到，例如如W02004/099476所述，并且還稱為"噴射紡絲巧"。在一個實施方案中，該 巧具有結構不規則形，其表示為從未干燥過的巧與干燥巧之間至少100ml，優選至少150ml 的CSF(加拿大標準游離度)差。在一個實施方案中，使用在濕相中具有小于300ml的加拿大 標準游離度(CSF)值和在干燥W后小于7mVg的比表面積（SSA)，W及優選小于1.2mm，更優 選小于1.0mm的長度>250皿的顆粒的重量加權長度(WL 0.25)的原纖維。合適的原纖維及其 制備方法還描述與例如W02005/059211中。
[001引芳族聚酷胺巧是本領域中已知的，并且例如由化ijin Aramid B.V.市購。
[0019] 如本文所用，術語"芳族聚酷胺"指為芳族二胺和芳族二簇酸面化物的縮聚物的芳 族聚酷胺。芳族聚酷胺可間-形式、對-形式和間-對形式存在。
[0020] 間芳族聚酷胺定義為其中芳族結構部分之間的至少85%鍵為間芳族聚酷胺鍵的 芳族聚酷胺。對芳族聚酷胺定義為其中芳族結構部分之間的至少85%鍵為對芳族聚酷胺鍵 的芳族聚酷胺。間-對芳族聚酷胺定義為其中芳族結構部分之間的至少16%鍵為間芳族聚 酷胺鍵且芳族結構部分之間的至少16%鍵為對芳族聚酷胺鍵的芳族聚酷胺。間-對芳族聚 酷胺，即具有間-和對-鍵的共聚物的實例為包含約33%間-鍵的共聚對亞苯基/3,4'-氧基- 二亞苯基對苯二甲酯胺|(Teclmora?)。
[0021] 優選，對芳族聚酷胺用作本發明中的芳族聚酷胺。除非另外說明，該優選適用于如 本文所述芳族聚酷胺的所有形式(纖維、巧、…）。優選本發明中所用對芳族聚酷胺在芳族結 構部分之間具有至少90%，更特別是至少95%為對芳族聚酷胺鍵形式的鍵。
[0022] 作為對芳族聚酷胺的實例，可提到聚(對苯二甲酯對苯二胺）、聚(4,4'-苯甲酯替 苯胺對苯二甲酯胺）、聚(對亞苯基-4,4'-聯苯二簇酸酷胺)和聚(對亞苯基-2,6-糞二簇酸 酷胺）。特別優選使用聚(對苯二甲酯對苯二胺），也表示為PPTA。
[0023] 如上所述，芳族聚酷胺巧優選為對芳族聚酷胺巧，特別是PPTA巧。
[0024] 巧W30-70重量％的量存在。如果巧的量在30重量％^下，則不會得到片材的柔軟 性和柔初性。上限由存在于本發明片材中的其它組分的量決定。可W優選片材包含35-60重 量％巧，更具體而言35-55重量％巧。
[0025] 本發明片材包含30-70重量％的選自對芳族聚酷胺、玻璃纖維、碳纖維和PE邸(聚 酸酸酬)的阻燃短纖維材料。阻燃纖維材料為在除去火源時會自焰滅的材料。
[0026] 在一個實施方案中，認為芳族聚酷胺纖維，特別是對芳族聚酷胺纖維，更特別是 PPTA纖維的使用是優選的，因為發現運導致結合高阻燃性與低面積重量下的高強度的片 材。在另一實施方案中，阻燃纖維為玻璃纖維。玻璃纖維W大量不同的等級廣泛得到，并發 現提供具有良好性能的片材，如從實施例中可W看出。
[0027] 可W優選片材包含35-60重量％阻燃纖維材料，更具體而言35-55重量％阻燃纖維 材料。
[0028] 可使用單一類型的阻燃短纖維材料，但使用選自對芳族聚酷胺、玻璃纖維、碳纖維 和PEEK(聚酸酸酬）的不同類型的阻燃短纖維材料的組合也在本發明的范圍內。
[0029] 用于本發明片材中的纖維具有例如3-15mm的長度。運類材料通常表示為"短纖 維"、"短切纖維"或"絮凝物"，并且可例如通過將無窮纖維切成所需長度而得到。發現使用 具有較長長度的纖維會導致較不軟且較不柔初的片材。另一方面，如果長度在3mmW下，貝U 片材的強度可能是不足的。為提高柔軟性和柔初性，可優選纖維具有至多10mm，更特別是至 多8mm的長度。可優選纖維具有至少4mm的長度W得到合適的強度。
[0030] 纖維的厚度可在寬范圍內變化，例如2-l^im。然而，發現較薄的纖維可W是優選 的，因為它們提供提高的柔軟性和柔初性。因此，可優選纖維具有13ymW下，更特別是ΙΟμπι W下，具體而言2-祉m的厚度。
[0031 ]本發明片材包含0.5-15重量％聚合物粘合劑。發現要求存在聚合物粘合劑W提供 給片材足夠的強度。合適的聚合物粘合劑是本領域中已知的。它們包括可烙融或可溶材料， 如聚締控、聚乙締醇、聚醋、聚酸、濕強度劑、聚酸等。此時，認為聚乙締醇的使用是優選的。
[0032] 粘合劑W0.5-15重量％的量存在。如果使用小于0.5重量％粘合劑，則片材的強度 對用于漉對漉方法中而言是不足的。另一方面，大量粘合劑的存在是有害的，因為它降低片 材的柔軟性、柔初性和阻燃性。優選粘合劑的量為0.5-10重量％，特別是0.5-7重量％，更特 別是0.5-5重量％。在一些實施方案中，可使用較低量的粘合劑，例如0.5-3重量％。
[0033] 本發明片材具有高柔初性。在一個實施方案中，片材具有至少0.5mm/N，更特別是 至少0.7mm/N的柔初性。也可得到較高的值，例如至少0.9mm/N。甚至可得到至少1.2mm/N或 者甚至至少1.3mm/N的值。柔初性可使用血tec織物柔軟度分析儀(血tec Tissue Softness Analyser，TSA)測定。
[0034] 本發明片材具有高柔軟性。在一個實施方案中，片材具有至少60,更特別是至少70 的柔軟性。也可獲得較高的值，例如至少75。甚至可得到至少85或者甚至至少85的值。柔軟 性可使用血tec織