阻燃低发烟胶材及其制造方法与流程

本发明涉及一种阻燃低发烟胶材及其制造方法，尤指一种用于火车或公车车厢连接棚布的阻燃低发烟胶材及其制造方法。

背景技术：

俗称塑胶的高分子材料为现今应用最广的非金属材料。塑胶材料的种类繁多，且被广泛应用于日常生活中各种不同的領域。因此，除了机械特性的要求外，塑胶材料的阻燃及防火等安全特性也日益受到重视。为了符合安全规范，以塑胶、橡胶等胶材为主的产品在设计时，都必须考量到有关阻燃性的需求。举例而言，以胶材制成的火车或公车车厢连接棚布(Train and bus joint)，考量到阻燃性的需求，一般会加入阻燃剂来抑制产品起火时火焰的蔓延。

根据内政部消防署的资料，火灾发生时所产生的烟和毒气是对人类造成危害的前两大因素。烟的定义为“材料发生燃烧或热分解时所释放出散播于空气中的固态、液态微粒及气体”。烟是火灾燃烧过程中一项重要的产物，受烟浓度所影响的能见度(Visibility)是火场人员能否顺利逃出火场以及消防人员能否找出起火点并扑灭火灾的影响因素。

一般胶材的热分解及燃烧产物成分种类繁多，有时多达百种以上。然而，对人体生理有具体毒性效应的气体产物仅是其中一部分，这些气体的毒害性成分基本上可分为三类：

1.窒息性或昏迷性成分。

2.对感官或呼吸器官有刺激性的成分。

3.其他异常毒害性成分。

除此之外，对于由高分子材料所形成的胶材而言，其燃烧所产生的烟大多为黑色，更严重地遮蔽火场中人员的视线。基于上述原因，在许多情况下，火场中产生的浓烟往往比温度更早达到令人难以忍受的程度。因此，当今对具有阻燃效果的材料的要求除了需具有由阻燃剂所达到的自熄(self-extinguishing)或抑制火焰传递的特性外，同时还应该具备降低材料燃烧时所产生的烟和毒气的能力。

目前主流的阻燃技术主要使用卤锑系及磷氮系两种阻燃剂。卤锑系阻燃剂具有优良的阻燃效果，但是产品燃烧时发烟量大；而使用磷氮系阻燃剂的产品虽然发烟量低，阻燃效果却不甚令人满意。换言之，阻燃剂的阻燃效果与发烟量是成正比，阻燃效果越好，产生的烟雾就越多。如此一来，使用常用的卤锑系阻燃剂，例如三氧化二锑、十溴二苯乙烷或氯化石蜡时，虽可达到优良的阻燃效果，未必能有效减缓火灾发生时所产生的烟的危害。

有鉴于此，如何发展出一种同时具备阻燃性及低发烟特性的胶材制品其及制法，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种在具有阻燃性的前提下，同时具备低发烟特性的胶材及该胶材的制造方法。特别是，上述阻燃低发烟胶材可适用于，例如，火车或公车的车厢连接棚布。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，除使用卤锑系阻燃剂达到阻燃的效果之外，加入硅藻土(Diatomaceous earth)用以吸附塑胶、橡胶材料在燃烧时所产生的烟与毒气。硅藻土是一种天然的颗粒状材料，与玻璃相似的是，它的主要分子构造为二氧化硅(SiO₂)。硅藻土更具有比木炭高约5000倍的多孔特性－其具有约每公克24.5平方米面积的细孔(Porous)。因此，硅藻土具有优异的吸附性，而被广泛地应用在许多工业与民生用途上。举例而言，由于硅藻土具备吸收水分的特性，在包装方面可作为干燥剂，或是将可被用于游泳池过滤器中作为水质过滤的材料。

更进一步来说，将硅藻土添加于使用阻燃剂的阻燃系统中，利用硅藻土相当优异的吸附性来达到吸收橡胶、塑胶等胶材燃烧时所产生的烟与毒气的效果。藉此，不但能通过阻燃剂得到有效的阻燃效果，也能通过硅藻土的吸附特性来降低含有阻燃剂的胶材燃烧时所产生的发烟量，提升火灾发生时火场的能见度及救援逃生的可能性。

承上述，为达到上述效果，本发明其中一实施例提供一种阻燃低发烟胶材，其由一胶料所制成，胶料包含100重量份的一高分子主胶、10至30重量份的一阻燃剂、1至3重量份的一硫化剂及20至100重量份的硅藻土。

本发明另外一实施例提供一种阻燃低发烟胶材的制造方法，其包含将一胶料进行混练以形成一混练物，其中胶料包含：100重量份的一高分子主胶、10至30重量份的一阻燃剂、1至3重量份的一硫化剂及20至100重量份的硅藻土；将混练物压延形成一薄膜；以及将薄膜进行成型处理，以形成阻燃低发烟胶材。

本发明的有益效果在于，本发明实施例所提供的阻燃低发烟胶材及其制造方法，可在材料的阻燃性及低发烟特性之间达到平衡，破除已知使用 卤锑系阻燃剂时必须牺牲低发烟特性、使用磷氮系阻燃剂时必须牺牲阻燃性的缺点。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1为本发明一实施例的阻燃低发烟胶材的制造方法的流程图。

【符号说明】

步骤 S100、S102、S104

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例来说明本发明所披露有关“阻燃低发烟胶材及其制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所披露的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的图式仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，先予叙明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所披露的内容并非用以限制本发明的技术范畴。

首先，请参阅图1所示，图1为本发明实施例的阻燃低发烟胶材的制造方法的流程图。由上述图中可知，本发明实施例提供一种阻燃低发烟胶布的制造方法，其可包含下列步骤：

将一胶料进行橡胶混练以形成一混练物(S100)，其中胶料包含：100重量份的一高分子主胶、10至30重量份的一阻燃剂、1至3重量份的一硫化剂及20至100重量份的硅藻土。举例而言，高分子主胶包括天然橡胶、苯乙烯丁二基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丁基橡胶、耐油胶、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、环氧树脂及压克力的其中一种或是其等的组合。然而，本发明所使用的高分子主胶不在此限制。

另外，阻燃剂可以是一卤锑系阻燃剂，例如三氧化二锑、十溴二苯乙烷或氯化石蜡。同样地，本发明所使用的阻燃剂的种类不在此限制。胶料中的硫化剂可以依据所选用的高分子主胶进行选择，可以是二硫化二苯并噻唑(MBTS)或四硫化双(五亚甲胺硫酰基)(DPTT)，但不在此限制。硅藻土是用于吸收阻燃低发烟胶材燃烧时所产生的烟与毒气。硅藻土的主要成分为二氧化硅(SiO₂)，次要成分通常为铝。硅藻土通常为软质的白色粉末，因此，其可良好的适用于浅色的胶材产品中，而不影响胶材产品欲呈现的外观及颜色。本发明所使用的硅藻土的来源不在此限制，可为任何商业上可购得的硅藻土材料。

在胶料中，以100重量份的高分子主胶为基准，阻燃剂的含量为10至30重量份，优选为15至25重量份；硫化剂的含量为1至3重量份，优选为1.5至2.5重量份；而硅藻土的含量为20至100重量份，优选为35至45重量份。上述各成分的含量可依据所制成的胶材产品的需求加以调整。然而，当高分子主胶、阻燃剂、硫化剂及硅藻土的含量在上述范围内，可获得较佳的阻燃及低发烟效果。举例而言，若阻燃剂的含量过少，则无法达到所欲的阻燃效果；若阻燃剂的含量过多，可能所制成的材料强度弱化。同样地，若硅藻土的含量过少，则无法发挥预期的低发烟效果；而若硅藻土的含量过多，可能使所制成的材料强度弱化。

值得一提的是，用于进行混练程序的胶料中可还包含一辅助吸附材料，用以协助硅藻土吸附胶材燃烧时所产生的烟雾、微粒或有毒物质。因 此，辅助吸附材料为一具有高比表面积的多孔材料。辅助吸附材料可为沸石、活性碳及竹炭的其中一种或是其等的组合。辅助吸附材料的种类不在此限制，且可依据胶料中的其他成分加以选择。或是，辅助吸附材料的种类可依据所制成的胶材的特性或外观加以选择。

上述混练程序可使用本领域中熟知的混练设备进行，例如，利用万马力(Banbury)混练机进行混练，而混练温度可为90～110℃。混练后，将胶料的产物冷却至室温并于室温下存放至少12小时，以形成混练物。

接着，将混练物压延形成一薄膜(S102)。举例而言，可利用压延机将步骤S100中所得的混练物压出所需厚度及宽度，以制成薄膜。于此步骤中，可利用尼龙布或其他布材作为载体来承接压延出来的薄膜，卷取后供下一步骤使用。

压延步骤所使用的设备及操作温度可根据产品需求而调整。举例而言，可将压延机的四个轮温分别设定为90℃、70℃、75℃及65℃，并设定贴合轮压力为40公斤/平方厘米、压延速度为11米/分钟。然而，压延步骤的详细参数不在此限制。

最后，将薄膜进行成型处理，以形成阻燃低发烟胶材(S104)。依据高分子主胶的种类，可使用不同成型方法处理步骤S102中所制成的薄膜。详细而言，若选用塑胶材料作为高分子主胶，可对步骤S102中所制成的薄膜进行固化成型处理。若选用橡胶材料作为高分子主胶，则可对步骤S102中所制成的薄膜进行加硫处理。

举例而言，若选用塑胶材料作为高分子材料，可使用照光或加热方式对步骤S102中所制成的薄膜进行固化处理。另一方面，若选用橡胶材料作为高分子主胶，则可利用鼓式连续加硫机，在约160℃的温度及约80公斤/平方厘米的压力下，对步骤S102中所制成的薄膜进行加硫处理。加硫时间可为约15分钟。成型处理后，即可获得本发明的阻燃低发烟胶材。

本发明另外提供一阻燃低发烟胶材，其由一胶料所制成，胶料包含：100重量份的一高分子主胶、10至30重量份的一阻燃剂、1至3重量份的一硫化剂及20至100重量份的硅藻土，其是用于吸收阻燃低发烟胶材燃烧时所产生的烟与毒气。

本发明提供的阻燃低发烟胶材中，有关胶料中各成分选用以及阻燃低发烟胶材的制造方法如前述说明所述，故不再重复说明。

〔实施例的可行效果〕

综上所述，本发明的有益效果可以在于，本发明实施例所提供的阻燃低发烟胶材及其制造方法，其可通过使用硅藻土作为吸附材料，进而提供一种在具有优良阻燃性的前提下，同时具备低发烟特性的胶材。如此一来，可有效降低阻燃低发烟胶材在燃烧时所产生的烟雾及毒气，并藉此可提升火场的能见度及逃生和救援的可能性。

以上所述仅为本发明的优选可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，皆包含于本发明的保护范围内。