一种高铁、动车座椅起绒聚酯面料的阻燃整理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高铁、动车座椅面料阻燃领域，主要涉及一种起绒聚酯高铁、动车座椅面料的阻燃方法。
【背景技术】
[0002]半个多世纪以来，日本、德国、法国等多个国家高速列车都在迅猛的发展，快速、舒适、高安全系数的高速列车推进各国的社会经济高速向前发展。为了配合国家奥运战略，我国也从本世纪初开始发展高铁、动车，经过短短近10年时间的快速发展，取得了举世瞩目的成绩，高速列车的发展不仅是速度不断提高的过程，更是舒适性不断改进、可靠性不断加强，满足社会经济发展需求的过程。
[0003]内饰纺织品是动车、高铁发展过程中特别关键的材料之一。座椅套等高铁、动车内饰纺织品不仅要求美观，而且要求有良好的耐磨性和透气性，特别强调高安全阻燃性能。涤纶纤维具有耐磨，抗撕裂，易清洁，耐霉变，较好的弹性和保型性等优点，绝大多数的动车、高铁内饰纺织品的市场被涤纶(聚酯)纤维所占领。提花绒面织物比较厚实、不容易变形、毛绒感好，尤其是剑杆双层织物是许多车型内饰面料的首选。玮编平绒、天鹅绒、斜纹、提花等面料常用于座椅类装饰用。
[0004]动车、高铁具有速度快和运输能力强，受地面情况和天气状况影响较小的特点，随着时代的发展，动车、高铁已经成为人们出行不可缺少的交通工具。但是在动车、高铁等这些相对空间较小的环境中，一旦内饰材料失火就必然会带来人身财产等重大损失。动车、高铁等客车内饰用纺织品应当具有优良的阻燃性与延燃性，这样万一客车着火，乘客就会有充分的时间逃离火场，从而保障乘客的安全。赋予动车、高铁内饰纺织品阻燃性能有两种方法:一是使用阻燃纤维，二是对内饰面料进行阻燃整理。研宄发现，目前开发的单用阻燃纤维还不能满足动车、高铁内饰面料的阻燃要求，还必须做阻燃整理以进一步提高阻燃性能。因此，研宄动车、高铁内饰纺织品高性能阻燃整理是很有必要和意义的。
[0005]要实施高性能的阻燃整理，阻燃剂是首先必须考虑的。按阻燃剂与被阻燃基材的关系，阻燃剂可分为:添加型和反应型。添加型是指与基材中的其他组分不发生化学反应，只是以物理方式分散于基材中，多用于热塑性高聚物；反应型是指或者作为高聚物的单体，或者作为辅助试剂而参与合成高聚物的化学反应，最后成为高聚物的结构单元，多用于热固性高聚物。按阻燃元素的种类，阻燃剂一般常分为:卤系、磷系、氮系、硼系、镁系、铝系、硅系等；按化合物的类型，则可分为无机类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种。当前高分子材料阻燃剂中，金属氧化物和氢氧化物价廉无毒，但与材料的相容性不好，会降低材料的热力学性能。卤系阻燃剂特别是含溴阻燃剂，虽然有很好的阻燃效果，但它们燃烧时存在发烟量大，生成腐蚀性、毒性气体，产生熔滴等严重缺点。而有机磷化合物表现出较好的阻燃性能并且比含卤化合物产生更少的有毒气体和烟雾。
[0006]阻燃整理的方法是另一个实施高效阻燃的关键因素。研宄阻燃方法时必须着重考虑纤维、纱线、面料等各种因素。对于膨松性表面有花纹、簇绒、绒头起毛的织物，如果用浸轧法会使表面绒毛花纹受到损伤。故起绒面料不适合浸轧工艺，可采用喷淋工艺和背胶涂层。在使用背胶涂层时，也要考虑涂层胶的稠度、粘度，在不影响起绒风格的基础上，考虑绒面燃烧性能。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种起绒座椅面料涂层阻燃方法，以指导动车、高铁内饰面料生产。经过本发明阻燃整理的高铁、动车座椅起绒聚酯面料既有较好的阻燃性能，又不影响绒面风格。
[0008]本发明的技术方案是:一种高铁、动车座椅起绒聚酯面料的阻燃整理方法，其特征是，将高铁、动车座椅起绒聚酯面料一浸渍二氧化硅-氧化铝复合溶胶一焙烘一P-S阻燃剂涂层背胶一焙烘。
[0009]其中，二氧化硅-氧化铝复合溶胶为以硅酸钠为原料合成二氧化硅溶胶，以异丙醇铝为原料合成氧化铝溶胶；再将质量浓度为I?5%的二氧化硅溶胶和质量浓度为
0.5?5%的氧化铝溶胶按摩尔比1:0.8?1.2混合制得二氧化硅-氧化铝复合溶胶。
[0010]具体方法如下:
[0011]⑴二氧化硅溶胶制备
[0012]将硅酸钠和水加入到反应器中，室温下剧烈搅拌10?30min，然后逐滴加入盐酸，继续剧烈搅拌3?8h，制得稳定均一透明的二氧化硅溶胶；
[0013](ii)氧化铝溶胶的制备
[0014]将异丙醇铝和水加入反应器中，70?90°C下剧烈搅拌，蒸发除去大部分醇后，缓慢滴加硝酸使其沉淀成胶，然后再在70?90°C下回流3?5h，即可制得透明溶胶；
[0015](iii)复合溶胶的制备
[0016]将质量浓度为I?5%的二氧化硅溶胶和质量浓度为0.5?5%的氧化铝溶胶按摩尔比为1:0.8?1.2混合，于室温下剧烈搅拌1.2?2h，制得S12-Al2O3复合溶胶。
[0017]所述二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶的质量浓度及摩尔比均是按Si02、Al2O3的量计。
[0018]所述阻燃整理工艺如下:起绒座椅面料一浸渍复合溶胶(浴比1:10?20)—焙烘(120 ?180°C，I ?3min)—涂层(含 P-S 阻燃剂 200 ?280g/L)—焙烘(150 ?170°C，I?3min)。其中，P-S阻燃剂(CDZR-2)制备参见专利ZL200910053232.2 ( —种含P-S的阻燃剂的制备方法)。
[0019]二氧化硅溶胶为二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液。由于硅溶胶中的S12含有大量的水及羟基，故硅溶胶也可以表述为S12.ηΗ20。硅溶液在失去水分时，单体硅酸逐渐聚合成高聚硅胶，随水分的蒸发，胶体分子增大，最后形成-S10-0-S10-涂膜:10-S1-0H+H0-S1-0H，硅溶胶具有一定量成膜溶解的特性，其耐水性、耐热性能明显优于有机涂料。涂膜致密且较硬，不产生静电，空气中各种尘埃难粘附。它的抗污染能力是较强的。当硅溶胶水份蒸发时，胶体粒子牢固地附着在物体表面，粒子间形成硅氧结合，具有粘结作用。与磷系阻燃剂配套使用，具有抗污防尘、耐老化、辅助防火等功能。
[0020]氧化铝溶胶颜色无色透明，添加到各种丙烯酸树脂，聚氨酯树脂，环氧树脂，三聚氰胺树脂，硅丙乳液等树脂的水性液体中，可以明显提高树脂的硬度。并且氧化铝溶胶和各种水性树脂有极好的相溶性。氧化铝溶胶有粘接性，其黏度随氧化铝含量的增高和时间延长而增大。有增稠性和触变性。可长期贮存，不变质。粘稠液在120°C左右烘干形成薄膜。蒸发干涸后，可得到活性水合氧化铝，其BET表面积大于250m2/g。
[0021]如上所述，Si02、Al2O3溶胶的成膜性、粘结性、耐老化性，并有一定的阻燃和防火性能；而P-S阻燃剂具有特有的固相成碳性能，在阻燃过程中不仅能降低材料的热释放速率，提高阻燃效果，还克服了卤系阻燃剂燃烧时易放出刺激性和腐蚀性的卤化氢气体以及大量有毒烟气的缺点。在制备P-S阻燃剂的过程中，发现季戊四醇等多元醇合成的一系列环状磷酸酯比脂肪类磷酸酯具有更优良的阻燃效率，碳源和酸源在膨胀型阻燃剂中发挥着重要的作用。本发明中，溶胶化Si02、Al2O3可为磷系膨胀型阻燃剂提供更多更充分的酸源，与P-S阻燃剂有很好协同增效作用。先用Si02、Al203溶胶处理的面料，再用比较少量P-S阻燃剂涂层整理就可赋予很好的阻燃效果。
[0022]虽然二氧化硅、氧化铝本身有也要一定的阻燃、防火性能，但单用这些物质整理的面料阻燃性能不足以达到动车、高铁座椅内饰纺织品的阻燃要求。本发明中用S12-Al2O3复合溶胶处理起绒座椅面料，再用磷系阻燃剂涂层整理，主要考虑Si02、Al2O3溶胶的成膜性、粘结性、耐老化性，协同磷系阻燃剂高效阻燃，控制阻燃剂的用量(本发明P-S阻燃剂的用量只要200?280g/L如果不采用二氧化硅-氧化铝溶胶，P-S阻燃剂需彡320g/L才能达到与本发明等同的阻燃效果，即需要提高多120g/L的用量)，防止阻燃剂过量透过背面到绒面，避免绒毛倒伏黏贴基布，影响绒面的风格；同时起到阻止阻燃整理织物在高湿度的环境吸湿回潮、发粘等作用。
[0023]本发明优点为:
[0024](i)采用S12-Al2O3复合溶胶对起绒涤纶织物进行预处理以提高织物的阻燃性能，复合溶胶和含P-S阻燃剂具有协调增效功能；
[0025](ii)采用S12-Al2O3复合溶胶对起绒聚酯织物进行预处理后，在P-S阻燃剂用量较少的情况下，即可达到较好的阻燃性能；同时起绒聚酯织物通过S12-Al2O3复合溶胶处理后，再控制阻燃涂层胶的浓度和稠度，背胶能恰到好处的透过背面至绒面，达到既有较好的阻燃性能，又不影响绒面风格(见图1)的优势。
【附图说明】
[0026]图1为经本发明阻燃整理后得动车、高铁起绒座椅面料。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本实施例中所用的P-S阻燃剂为按照专利ZL200910053232.2(—种含P-S的阻燃剂的制备方法)的实施例1的方法制备的P-S阻燃剂⑶ZR-2，纯度多99%,白色粉末。将上述白色粉末加水配制成200?280g/L的溶液备用，如有必要加少量有机溶剂(如醇类)助溶后再加水。本实施例每0.02?0.05mol娃酸钠加入50?10ml水，5?15ml 36?38%盐酸；每0.02?0.06mol异丙醇铝加入75?150ml水，I?3ml 95%硝酸。
[0028]实施例1
[0029](I)阻燃复合溶胶-凝胶制备。以硅酸钠为原料合成了二氧化硅溶胶，以异丙醇铝为原料合成了氧化铝溶胶，再将两种混合制得一种二氧化硅-氧化铝复合溶胶。