阻燃剂的制作方法.docx

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】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。阻燃剂的制作方法专利名称:阻燃剂的制作方法可对底基产品提供耐火性或防火能力的泡沸涂料型的涂料是已知的,并且当涂料暴露于约200℃以上时能产生泡沫型蜂窝状层。所产生的泡沫层隔离该底基产品,使它免于直接接触火焰。已知泡沸涂料能在高达约650℃的温度下对产品提供保护,这是依赖于所用的泡沸物质。在约650℃温度下,泡沸层本身被消耗或开始分解,因此它对底基产品的保护作用降低或消失。在某些情况下,底基产品的结构特征实际上随受热而改变,曾加入填料到泡沸涂料中以提供附加的结构强度。例如,如果被保护的产品不能支持泡沸物的泡沫层,则可加入某些填料,该填料当暴露于高温下时发生作用以加强该泡沫层。泡沸盐类的气泡和泡沫当暴露于高温时产生一种多蜂窝的隔离作用。在高温保护涂料的情况下,使用包括硅氧烷型玻璃化材料在内的玻璃化剂。然而,用来保护底基产品所需的硅氧烷玻璃化材料的重量则相当大。硅氧烷型材料可保护底基产品,但它容易传热,因此是不良的隔离剂。而涂层的一个问题是,只要在其中有任何破损都可使易于燃烧的产品暴露。把泡沸材料掺入泡沫塑料产品中去以及在另一种情况下,把不可燃的填料诸如***化石蜡直接加到产品中去,这两种方法都是已知的。当暴露于燃烧热之下这些材料能增加产品的耐火性。现在有必要对于在制造座席中常用作软垫的泡沫氨基甲酸乙酯产品提供保护。在飞机工业中已采用新的标准,该标准要求严格的耐火特性,此问题已得到解决,其中翻新改进的解决办法是可取的。此外,对重量的考虑变得重要起来,而对所处理的座子的舒适性也同样重要。例如,市售的能将软垫包裹于其中的耐火织物,然而,这样做相当费钱,而得到却是不舒适的座子,因为软垫的自然弹性和质地已丧失或降低。对飞机座垫问题的第二个解决方案是使用具有均匀分布耐火填料的新型泡沫软垫,可是这个办法导致软垫重量的显著增加,结果成为昂贵的软垫。有一种含硅氧烷的泡沫软垫以POLYVOLTAC为商标出售。按照本发明公开和说明的一种阻燃剂,可涂敷、结合或掺入于硬的或软的泡沫型材或其它底材或材料,并对所得产品提供保护达到比以上讨论的泡沸温度还高的温度。阻燃剂依靠二部保护系统或二阶段保护系统的作用,其中第一部分产生一层泡沸泡沫层,而第二部分是在泡沸泡沫层进行介质玻璃化作用以强化该层并在较高温度下对该层和产品提供保护。因此,第二部分是泡沸层的结合作用,该层用玻璃化剂来加强和稳定,使泡沸泡沫的碳在高温下不被消耗。因此,本发明包括阻燃剂(制品含有阻燃剂可降低制品可燃性)及其处理制品以增加阻燃性的方法。一种适当的弹性体基材料可用作阻燃剂的载体,特别是当将涂料涂敷于柔性产品上,而不是直接地把阻燃剂掺入产品中时,这种弹性体基材料能维持涂料的柔性并能减低破裂倾向。在泡沫产品的情况下弹性体基或其载体最好是水基弹性体诸如硅氧烷水基弹性体。按照本发明的一个方面,在制造产品过程中,加入阻燃剂组合物,以增加产品耐火性或防火能力。此混合物包含一种已知泡沸物质和一种已知玻璃化剂,它们共同提供保护性表面层,该表面层有助于降低产品的可燃性。此系统首先产生泡沸泡沫层,随后使适当介质在泡沸泡沫层中进行玻璃化以强化该层并保持该层的阻燃性。因此,在玻璃化剂强化或稳定下使泡沸泡沫层的碳在高温下不被消耗,玻璃化剂也稳定或强化泡沸泡沫层,使它被保留在产品表面上并降低或防止底材的滴淋。本发明的其它方面在下文将是显而易见的。虽然本发明阻燃组合物对于保护可燃泡沫产品具有特别的用途,但它也适用于需要耐火的其它产品,诸如涂敷于木材产品、支撑结构物、建筑产品、被服、地毯衬背等。在某些情况下,在制造产品过程中,阻燃剂可直接掺进产品中去。阻燃剂及其应用和处理底材的方法,将根据本发明的一个实施例的氨基甲酸乙酯泡沫来详细描述。附图所示为本发明最佳实施例,其中附图1是一块经切割的,已涂敷涂料的氨基甲酸乙酯泡沫块的***图;附图2是沿附图1的线2-2所取的截面;附图3是类似于附图2的视图,它带有已暴露于燃烧热下涂层的部分,并使局部形成泡沸蜂窝状泡沫层;附图4是已喷涂涂料的氨基甲酸乙酯泡沫块的侧视图;附图5是一块经切割的,已加入阻燃剂混合物的氨基甲酸乙酯泡沫块的截面图。在附图中所示的氨基甲酸乙酯块2具有涂敷于其外表面的保护涂层4,该层的厚度最好在约10/1000英寸到60/1000英寸之间,并且具有良好的弹性,因此泡沫的舒适特性被保留下来。涂料包括一种均匀分散的已知泡沸材料,当暴露于燃烧中受热时该泡沸材料通常产生示于附图3中10的保护性蜂窝层,还包括玻璃化剂和载体。在这种形式的泡沸材料(羰基,其中包含有一种催化剂,该催化剂与适当的发泡剂化合而产生磷酸)方面进行了大量研究工作,它们一般用于涂料。因此保护性涂料的第一部分是这种泡沸材料,它与已知泡沸阻燃涂料一样或至少大体上一样地发生反应以提供蜂窝泡沫层。保护涂料的第二部分由玻璃化剂提供,它最好是硅基的,它在高于蜂窝泡沫层开始形成的温度时玻璃化。玻璃化剂的玻璃化使泡沸材料固定为蜂窝泡沫状态并保护此蜂窝层不致分解,以便大大增加泡沸蜂窝泡沫层的有效温度范围。这个结果是泡沸层的隔离性质和玻璃化剂性质的结合,在这种情况下所用玻璃化剂的量要比单独使用玻璃化剂的量大为降低。在某些情况下,氨基甲酸乙酯泡沫块将在泡沸泡沫层10之后,一般在位置12处崩溃,这是由于氨基甲酸乙酯泡沫熔化的缘故。泡沸蜂窝泡沫层将继续使氨基甲酸乙酯泡沫块和已熔化的氨基甲酸乙酯不与火焰接触,并减低从火焰传向氨基甲酸乙酯泡沫的热量。如附图的实施例所示,增强的托盘状部分6复盖泡沫块2的底部且部分地延伸到块的侧边,而在此层6中包括不可燃性增强纤维诸如玻璃纤维,它们一般如8所示,最好是无规则的取向并具有约2到4英寸长度。如前所述,在高温应用时,氨基甲酸乙酯泡沫块可被暴露于氨基甲酸乙酯熔化的温度下,并且熔化的氨基甲酸乙酯在泡沫块底部附近聚集。在某些情况下,当暴露于空气和火焰中时,熔化了的氨基甲酸乙酯由于它的重量将冲破玻璃化了的泡沸泡沫层10,导致氨基甲酸乙酯的燃烧。增强区6提供附加的强度以便容纳该熔化的氨基甲酸乙酯,且一般起到一个托盘的作用。已经发现,玻璃化的蜂窝泡沫层10具有足够的强度来支持它本身,但是如果有大量的氨基甲酸乙酯熔融物存在并且需要保护该熔融物时,它还需要增强。用于涂料时,可把泡沸材料和玻璃化材料分散于一种适当的载体中,诸如弹性体基,最好是水基弹性体基。弹性体基给耐火材料提供载体并和下面的底材协作来全面地维持它们的可压缩性和回弹性。弹性体基的选择将视待涂敷涂层的底材而定。水基弹性体同泡沫产品配合来提供优良的粘合性,且通常都仍维持泡沫制品的已知性能。对于不是泡沫状的制品,诸如钢或木质底材,可用非水基弹性体。所选择的载体不得损害二步阻燃过程,同时能提供涂料对底材的良好粘合性而不大影响底材的其它所需的物理性能。因此,所选的载体要适于泡沸材料和玻璃化材料以及待处理的底材。附图4示出将保护涂层4涂敷于氨基甲酸乙酯泡沫块2上的方法,其中的二个喷头标号为20和22。喷头20涂敷阻燃组合物;而喷头22涂敷增强纤维于泡沫块2的下部。在某些情况下,水基弹性体是硅氧烷水基弹性体,它至少构成玻璃化剂部分。喷头最好联合起来工作。在阻燃组合物中可含可控量的颜料,以使涂层的厚度能接近一致,其办法是根据涂层最终的颜色并将此颜色同一预置的标准颜色相比较。这一点对质量控制提供了一简单方法。弹性体基对于泡沸材料和玻璃化剂起到载体的作用。适用的弹性体基包括水基弹性体,例如***丁橡胶和硅氧烷水基弹性体。以硅氧烷或***丁橡胶水基弹性体作为载体具有较高pH值,当用多磷酸铵来制备涂料时,它需要使用缓冲剂。缓冲剂充足地提高组合缓冲剂和多磷酸铵的pH值,以避免对载体有害的pH效应或pH冲击。适用的玻璃化剂包括二氧化硅粉末或霞石正长岩粉末或四硼酸钠或水合硅酸镁,或硅酸铝或硅氧烷树脂,和硅氧烷水基弹性体。四硼酸钠提供的保护达约740℃,因此它属于低温保护系统。二氧化硅粉末可提供的保护约达1500℃,而水合硅酸镁,霞石正长岩粉末、硅酸铝和硅氧烷树脂可提供的保护达1400℃到1800℃。当使用硅氧烷水基弹性体时,它在约575℃时玻璃化,而提供的保护达约1400℃。因此,玻璃化剂增加单独用泡沸材料时的最高有效使用温度,最好至少提高100℃,并在某些情况下,可为前者的最高使用温度的二倍多。附图1所示的涂层4较薄,大约为10/1000英寸到60/1000英寸之间,并且不大会改变氨基甲酸乙酯泡沫的压缩性和回弹性。当暴露于高温热下,涂层产生一种厚的蜂窝泡沫层,其泡沫层的密度往往在外部较低,而在靠近它所保护的材料的内部则较高。由于玻璃化剂也从泡沫外部向内部增加,而造成强度施加于泡沸泡沫层。这一点之所以发生是由于在玻璃化时靠近泡沫块2处玻璃化剂的密度较大的缘故。涂料可含有17到40份重量的多磷酸铵、17到27份重量的季戊四醇,7到27份重量的双******、45到75份重量的水基弹性体,最好为聚***丁橡胶均聚物和5到50份重量的玻璃化剂,%的二氧化硅粉末或霞石正长岩粉末或四硼酸钠或水合硅酸镁或硅酸铝或硅氧烷树脂。一种较好的涂料包含21%磷酸氢二铵、13%季戊四醇、7%双******、10%玻璃化剂和49%水基弹性体。当使用硅氧烷水基弹性体时,涂料可包含17到40份重量的多磷酸铵、17到27份重量的季戊四醇、7到27份重量的双******和45到75份重量的硅氧烷水基弹性体。硅氧烷水基弹性体在约575℃玻璃化并在第二阶段提供的保护达约1400℃。一种特别适用的涂料含有26%多磷酸铵、17%季戊四醇、7%双******和50%的硅氧烷水基弹性体。另一例子含有17到40份重量的磷酸氢二铵、17到27份重量的季戊四醇、7到27份重量的双******、45到75份重量的水基弹性体,最好为聚***丁橡胶均聚物,和5到50份重量的上述玻璃化剂。还有一种特别适用的涂料含有21%磷酸氢二铵、13%季戊四醇、7%双******、10%的玻璃化剂和49%的水基弹性体。以上例子并不包括用玻璃纤维选择性的增强,它施加于较底的表面上并围绕泡沫块的边缘。底部被增强的范围是可以变化的,使用玻璃纤维仅是适用增强的一个例子,因此不限于使用玻璃纤维。这里所讨论的涂层是能够保护各种硬的和/或软的底材,其中包括硬的和/或软的泡沫底材,例如包括氨基甲酸乙酯泡沫,聚苯乙烯或其它产品,其中包括软木底材,硬木底材、胶合板、地毯背衬、钢、铝等,如果不加以保护,它们就要猛烈地支持燃烧或发生恶化,并且涂料的应用不限于保护硬的和/或软的泡沫型材。在泡沸泡沫层开始形成时产生的以及由玻璃化剂产生的二部分系统提供在重量和容易将涂层涂敷到受保护产品上的好处,该泡沸泡沫层随后被一种均匀分布的玻璃化剂固定,所用玻璃化剂是为了提供相当高温范围的保护。适用的涂敷方法包括喷涂、刷涂和浸涂,这些只是一些例子。当选用适当的玻璃化剂分,在高于1000℃温度下,在某些情况下可在高于1800℃下,该涂层至少可给产品以短暂的保护。在供飞机用的柔性泡沫座子的情况下,当泡沫块暴露于具有平均温度为约1034℃的火焰下时,对产品的保护至少需要二分钟。初始试验表明,上述许多涂料能适当地涂敷到现有的泡沫座子上来产生一种涂敷的产品,该产品能满足由美国联邦航空条例第25部分,附录F、第Ⅱ部分所定的新标准。涂料易于涂敷到预成型的异形飞机座子上,并不显著增加该座子的重量。经涂敷的标准氨基甲酸乙酯泡沫座子的最终重量比由不可燃泡沫体所制的同样椅子的重量大为减少,该种不可燃泡沫体也就是一种用许多能抗泡沫块燃烧的填料处理过的泡沫体。这种涂料能涂到现有的软垫上,因此允许用在新标准下需保护的飞机座子的翻新改进,同时座子仍令人满意和保持舒适特性。附图5所示的氨基甲酸乙酯或聚氨基甲酸乙酯泡沫块32具有外围表面34,并含有均匀分散于泡沫块中的阻燃组合物颗粒36。该颗粒最好磨细并使其粒度小于50微米,最好是6到12微米。该颗粒基本上被泡沫制品所载带,只有当该制品暴露于可燃温度时才发挥作用。泡沫的自然回弹性基本被保持,而泡沫的密度稍增。阻燃组合物包含如上所述均匀分散于泡沫中的已知泡沸材料,当该泡沫暴露于燃烧热时逐渐产生一种保护性蜂窝层。在表面上至少有一些玻璃化材料存在,并且在高于初始形成保护性蜂窝泡沫层的温度时开始玻璃化。玻璃化剂的玻璃化作用主要是将保护性泡沸材料固定为蜂窝泡沫状态并保护该蜂窝层,使其不致分解和/或起抑制下面底材滴淋的作用,以便增加泡沸蜂窝泡沫层的有效温度范围和它们的隔离性能。玻璃化材料配合泡沸材料来提供第二部分的保护作用。在某些情况下,氨基甲酸乙酯泡沫块由于暴露在火焰中将崩溃,并且开始时泡沸将随着泡沫表面的破坏而破坏。玻璃化使所形成的泡沸层增加结构强度,并用来在泡沫块四周保持一隔离层。一些泡沫块开始时被消耗于保护层的建立,因此熔融的问题和熔融了的泡沫的滴淋问题也就减少了。最好让有限的可控制的燃烧克服能使火蔓延的制品发生滴淋。适用的玻璃化剂包括所有上述供涂层用的玻璃化剂,而每一种玻璃化剂的最高温度界限差不多。玻璃化剂可增加泡沸材料单独使用时的最高有效温度,最好至少增100℃,在某些情况下,大于前者温度的二倍。