TEL:0523-88660000
Mon – Fri : 8:00 -17:30

【推荐】汽车内饰材料的阻燃性研究现状

摘要:介绍了阻燃理论和国内外汽车内饰材料的阻燃研究现状,概述了汽车内饰阻燃材料、阻燃整理剂开发和阻燃整理等技术措施,以及汽车内饰材料阻燃研究发展方向。
关键词:燃烧机理;内饰材料;阻燃剂;研究现状
近年来以节能为目的研究逐步延伸到各个领域,作为消耗能源较多的汽车受到普遍关注。通过减轻汽车自重来减少能耗的主要手段就是使用轻量化的内饰材料,一辆普通家用轿车耗用内装饰材料约为20~40kg,这些内饰材料主要由易燃的纺织品、纤维内衬板、聚氨酯发泡板、人造革等组成,分布于车内部个部位,如顶棚、座椅、安全帯、隔音毡等。在运输过程中由于高温、电器短路、交通事故等原因都极易引起火灾,易燃的内饰材料在事故中往往会加重火灾程度,因此对汽车内饰材料阻燃性的研究意义重大。
1、阻燃理论
阻燃研究始于1958年Backer对火焰的蔓延速度与织物的变量关系中。随着科学技术的发展,汽车内饰材料的阻燃研究不断深化,目前较为成熟的阻燃理论包括气相阻燃、凝聚相阻燃和中断热交换阻燃。气相阻燃系统指在气相中使燃中断或延链式然反应的阻燃作用,主要通过阻燃材料受热或燃烧的产物实现,较成熟的理论包括三个方面:一是产生自由基抑制剂;二是生成细微粒子,促进自由基相互结合;三是放出大量的惰性气体或高密度蒸汽。凝聚相阻燃理论指在凝聚相中延缓或中断阻燃材料热分解而产生的阻燃作用,该理论适用于解释阻燃剂、比热容较大的无机填料、多孔炭层的阻燃作用。中断热交换阻燃是指将阻燃材料燃产生的部分热量带走,致使材料不能维持热分解温度,因而不能维持可燃气体使燃烧自熄。阻燃理论为寻找新型阻燃剂、确定阻燃方法、提高阻燃水平提供理论依据,近年来国内研究人员在此基础上开发了多种新型阻燃剂和阻燃纤维。
2、汽车内饰材料阻燃性研究现状
2.1 阻燃材料的开发
汽车内饰材料种类繁多,按原料可分为三大类,即纤维类,塑料泡沫,天然橡胶和合成橡胶。以纤维为主的纺织品主要用于汽车座椅面料、地毯、气囊、轮胎帘子线等;汽车座套织物选用的纤维有棉纤维、羊毛、涤纶等;织物有双针床拉舍尔织物、特利科脱毛圈绒产品等。近年来出于对健康的考虑,何婷婷等人做了一系列有关基于释放负离子红麻纤维汽车内饰材料的研究,并获得了较优的工艺方案。另外一些新型纤维,如芳纶、PBO、PPS、阻燃粘胶、碳纤维、玻璃纤维等,由于其优越的阻燃性能也开始应用。
以塑料为主的汽车内饰材料也成为近年来国内外研究热点。欧洲塑料制造业协会(APME)曾指出,汽车中100kg的塑料可替代200~300kg的传统材料,塑料制品成型易、重量轻,主要用于汽车内部零件如门板、顶棚等,起刚性支架作用。橡胶材料广泛用于制作轮胎,有时也用于织物涂层。
近年来,环保型材料的开发冲击着各个领域。传统的PVC人造革座椅面料由于手感硬、皮感差、舒适性差、耐老化性能差、气味重、增塑剂易迁移析出等缺陷逐渐被高耐磨、高耐久、环保型的PU合成革所取代。另外非织造布也逐渐走进汽车内饰材料领域,其涉及的纤维包括聚酯纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维和天然纤维。用作表面覆盖和表面装饰的材料多以化学纤维为主,用作内饰板材时大量采用麻类纤维、玻璃纤维和废纤维,其中再混合作黏结剂的热塑性纤维。
2.2 阻燃剂的开发
具有阻燃作用的元素有:ⅢA族的硼和铝,作为无机化合物用于棉织物的非耐久性阻燃剂;ⅣB族的钛和锆以及VB族的铌,其化合物用于羊毛织物;VA族的氮、磷、锑和ⅦA族的卤素是阻燃剂中的主要元素,其中氮、磷用于纤维素纤维,卤素和锑是用于合成纤维的耐久性阻燃剂。
近几年来,传统的阻燃剂如TEPA、TRIS、PBB、PBDPE由于本身具有剧毒和致癌性,被列为禁用阻燃剂。此外阻燃剂燃烧时释放出带有刺激性和腐蚀性的卤化氢气体,且放出大量的烟,都对生命安全构成威胁,因此有必要研发无卤、低毒、抑烟的阻燃剂。赵雪等人将苯基三氯硅烷与硼酸反应得到一种分子内含硅和硼的环状结构的齐聚物,用于棉织物上有较好的阻燃效果,但耐久性较差;LINJP等人合成了系列含硅阻燃剂,将6%~12%的阻燃剂用于锦纶,LOI可达26~32;黄活阳等人以丙烯酸松香与液溴加成,合成了溴化丙烯酸松香,其平均极限氧指数由20.3提高到29.6,与此同时许多专家学者开始致力于探究多种阻燃剂混合使用的协同阻燃效果。
2.3 阻燃整理技术
普通材料通过改性可获得人们需要的功能,近几年来,改性阻燃材料的研究快速发展,凌鸿等人采用 ODOPB改性苯并恶嗪制备了一种无鹵含磷阻燃聚苯并恶嗪PBOZ- ODOPB,其氮气气氛下失重1%的温度为239℃,800℃的残重为40.3%,具有良好的耐热性;何小芳等人用POSS改性的环氧树脂EP耐热性好,且无卤阻燃,当POSS的质量分数达到8%时,PS的LOI由17.5%増加到21.0%;胡朝辉等人将聚甲基三乙氧基硅烷PTS与ー种合成的含磷硅烷偶联剂以一定配比进行反应,得到一种新型改性剂,环氧树脂通过该改性剂改性后,极限氧指数由21.5%升高至29.8%,高温热性能也更稳定。
非织造布阻燃整理工艺有两种:一是在纺丝前将阻燃剂与纺丝原液混合制得阻燃纤维;二是在非织造布后整理中用浸渍或浸轧等方法,将阻然剂施加在表面上。施加工艺包括浸轧焙烘法、涂层法、浸渍烘燥法、喷塞法。通过将液态的磷酸酯阻燃剂直接加入到基布浸渍液中,使基布在浸渍的同时吸附一定量的阻燃剂,也能达到阻燃目的。欧美发达国家开始使用纳米技术获得阻燃纤维或阻燃剂,等离子技术也始应阻燃织物的生产。
3、结语
阻燃理论的深入研究为开发阻燃材料提供了理论依据,而阻燃材料的研发能有效的解决汽车高温自燃问题,从而大幅度的提高了乘用车的安全系数。近年来我国关于阻燃材料的研究飞速发展,但由于起步晚,相比于欧美发达国家仍有很大的差距。在强调环保、健康的大环境下,未来汽车内饰阻燃的发展方向为阻燃剂趋向于微胶囊化、纳米化和无卤化,低温等离子技术应用于整理工艺,并逐渐趋向“绿色”阻燃整理

诚信彩网上开户 顺盈彩票APP下载 百万彩票 679彩票网址 钻石国际彩票规则 澳洲幸运5 和盛彩票 湖北快3 百万彩票 和盛彩票 优乐彩注册 吉利彩票直播网