汽车内饰面料阻燃加工

汽车内饰面料阻燃加工

盛连波梁国正

苏州大学材料与化学化工学部江苏苏州215021

摘要：使用卤素系浴中阻燃剂T-889和磷系浴中阻燃剂T-888对涤纶汽车内饰面料进行染色加工，比较颜色变化和阻燃性能，得出阻燃剂可以提升涤纶面料的阻燃性，同时会对颜色有一定的影响，卤素系阻燃剂3%-6%o.w.f或磷系阻燃剂在用量6%可以较好的阻燃效果，达到汽车内饰材料的燃烧特性GB8410-2006的要求。

关键词：汽车内饰；涤纶；浴中阻燃剂；阻燃测试

1.前言

目前涤纶面料在汽车座椅和顶棚类的内饰材料中占有很大的比例，主要由于涤纶纤维优良的物理性能决定的，涤纶拥有非常出色的尺寸安定性，较高的强度，耐腐蚀性和耐热性能，涤纶纤维软化点在230-240℃，熔点在257-260℃，相比较其他常用纤维，这是非常好的数据。

但涤纶纤维的极限氧指数（LOI）在21左右，而空气中的氧气含量也在21左右，也就是涤纶纤维的本身是没有足够阻燃性能的，而汽车内饰对阻燃的要求是非常高的，所以作为汽车内饰的涤纶面料在加工过程中会添加阻燃剂，以提供涤纶面料的阻燃性能，主要通过后续几种工艺进行添加，涤纶在纺丝的前添加阻燃剂，通过混炼进入涤纶粒子，加工成的涤纶面料就有比较好的阻燃效果，而且是耐久型的，可进行多次水洗，仍保持很好的阻燃效果；通过涤纶染色时伴随染料，同时上染到涤纶面料上，加工后会具有较好的阻燃效果，同时也有很好的耐水洗性，但会随着水洗的次数，阻燃效果缓慢下降；在涤纶定型过程中加入，有两大类阻燃剂，一类是盐类的阻燃剂，阻燃效果比较好，但没有耐水洗性，水洗后阻燃效果会消失，另一类是酯类的阻燃剂，也具有较好的阻燃效果，同时具有一定的耐水洗性；通过涂层的方法，使用阻燃剂混合树脂，调配均匀后涂层到涤纶面料的背面，可以达到较好的阻燃效果，同时可以增强面料的强度和耐磨耗性

本试验主要讨论在涤纶染色中添加阻燃剂的工艺，比较两种不同类型的阻燃剂性能，及其对染色加工工艺的影响。

2.试验

2.1试验用材料

汽车内饰用面料（100%涤纶）；分散染料黄/红/蓝UNSE（Ciba染料）；分散染料Blue79（浙江闰土）；pH稳定剂AD-45(苏州维明化工）；分散均染剂（苏州维明化工）；浴中阻燃剂T-888（磷系）；浴中阻燃剂T-889（卤素系）

2.2试验用仪器

高温甘油染色机（厦门瑞比）；实验室用定型机（Rapid）；电脑测色仪SF600PLUS-CT（Data-color）；水平阻燃测试仪（南京江宁仪器）

2.3试验加工工艺

工艺流程：染色--水洗--定型

染色（高温甘油染色机）

分散黄UNSE0.07%o.w.f

分散红UNSE0.14%o.w.f

分散蓝UNSE0.18%o.w.f

浴中阻燃剂3%6%9%12%o.w.f

分散均染剂1g/L

pH稳定剂AD-452g/L（pH=4.5）

浴比1:20

130℃x45min

定型（实验室用定型机）

165℃x2min

2.4测试与评级方法

2.4.1颜色测试

颜色测试使用电脑测色仪进行测试。

颜色评级方法为对比无阻燃剂染色面料的颜色，颜色变化较大的较差。

2.4.2阻燃测试与评价方法

阻燃测试方法为水平阻燃测试法，使用水平燃烧测试仪对面料进行测试，比较其阻燃性能。测试方法按照汽车内饰材料的燃烧特性GB8410-2006进行。

阻燃的评价方法同样按GB8410-2006进行。

3.结果与分析

3.1颜色测试

表1为浴中阻燃剂对涤纶浴中染色的影响测色结果，添加浴中阻燃剂的涤纶在同样条件下颜色会变淡，色光会偏黄绿，同时随着浴中阻燃剂添加量的增多，颜色越淡，但颜色黄绿程度并没有变得更严重，同等用量的情况下，卤素系浴中阻燃剂T-889对颜色深度的影响大于磷系浴中阻燃剂T-888。

3.2阻燃测试

表2为浴中阻燃剂染色涤纶的阻燃效果测试结果，空白面料阻燃等级为E，不具备阻燃效果，阻燃剂的添加可以显著提升涤纶的阻燃效果，阻燃剂添加量越大效果越好，当达到足够用量时，可以达到阻燃A-0级，同时可以看出卤素系阻燃剂T-889对阻燃的提升效果优于磷系阻燃剂T-888。

3.3试验分析

浴中阻燃剂为大分子化合物颗粒，比较类似分散染料，但会比分散染料颗粒大，在同浴染色中会和分散染料同时上染面料，会阻止分散染料的上染，形成浴中阻燃剂用量越高，颜色越淡的情况。

就阻燃效果来看，卤素系阻燃剂的效果优于磷系阻燃剂，其主要原因是因为阻燃机理有所区别，卤素系的阻燃原理是卤素可以燃烧气体中的氢、氧、羟基等染色不可缺少的自由基结合，从根源上阻止燃烧继续，磷系的阻燃原理是磷染色产生磷酸，可以促进成炭，同时隔离氧气达到阻燃效果，卤素系的阻燃效果更直接，效率更高。

4.结论

（1）浴中阻燃剂对涤纶面料的颜色有一定的影响，同时随着阻燃剂用量的增加，影响越大。卤素系阻燃剂的影响比磷系阻燃剂更大。

（2）阻燃效果会随着阻燃剂用量增加而增强，卤素系阻燃剂的阻燃效果比磷系阻燃剂更好。

（3）对于汽车用涤纶面料，使用卤素系阻燃剂3%-6%o.w.f可以较好的阻燃效果，磷系阻燃剂在用量6%左右，可以达到较好的阻燃效果。

参考文献

[1]田心杰,承永刚,高燕萍,丁菊芳.汽车内饰面料的阻燃和防勾丝整理[J].印染,2012,(4).

[2]汽车内饰材料阻燃性的研究概况[J].聚氨酯,2009,(8).

[3]汽车内饰材料阻燃性的研究[J].聚氨酯,2008,(7).