汽车用非织造材料阻燃性能研究

吴惠英

(苏州经贸职业技术学院，苏州，215009)

汽车用非织造材料阻燃性能研究

吴惠英

(苏州经贸职业技术学院，苏州，215009)

选用不同浓度的MF-TC107非耐久性阻燃整理剂分别对三种不同规格的汽车用非织造材料进行整理，并测试其阻燃性能。测试结果表明:当整理剂质量浓度为100和200 g/L时，被整理的试样其阻燃性能分别达到B2级和B1级，可分别满足常规非织造材料和汽车用非织造材料的阻燃性能要求;水洗次数对经阻燃整理的非织造材料的阻燃性能有一定影响，阻燃整理后可达B1级的非织造材料在水洗3次后为B2级。

汽车用非织造材料，阻燃性能，阻燃整理

我国汽车用非织造材料销售量每年以15%～20%的速度递增，但仍很难满足汽车工业快速增长的要求，市场缺口较大，需大量从国外进口，年进口额超过40亿美元。有专家预测，到21世纪30年代中后期，我国汽车的保有量将赶上或超过美国，这将为非织造材料及其应用带来广阔的发展空间。汽车用非织造产品中90%为内饰材料。该材料对原料有较高要求，其加工工艺和后整理过程也很复杂，产品不仅要满足一般织物的常规要求，且因其用途及其特殊的成型方式，对阻燃、拒水和防污等方面也有特殊要求［1］。

本研究选用MF-TC107非耐久性阻燃整理剂分别对三种不同规格的汽车用涤纶针刺非织造材料进行整理，采用垂直燃烧法对试样的的阻燃性能进行测试，并对整理后的试样进行洗涤处理，研究其阻燃效果与水洗次数之间的关系。

1 针刺非织造材料阻燃性能评价标准

非织造材料经过阻燃整理后具有阻燃性，但并不是指材料具有不被烈火烧着的性能，而是指在火焰中能降低材料的可燃性，遇火时可减缓火焰蔓延的速度而不形成大面积燃烧，当材料离开火焰后能很快自熄，不再续燃和阴燃。

阻燃非织造材料可分为两类:一类是非耐久性阻燃非织造材料，一般采用浸轧工艺，可达耐洗3～5次的阻燃效果［2］;另一类是耐久性阻燃非织造材料，通常采用化学方法在纤维内部或表面进行反应，一般要求达到耐洗30次以上的阻燃效果［3］。非织造材料燃烧性能可分为A、B1、B2、B3四个等级。A级指不燃材料，B3级为易燃烧材料，常规非织造材料阻燃性能为B1级和B2级［4］。根据GB 50222—1995《建筑内部装修设计防火规范》，其判定标准见表1。

表1 非织造材料阻燃性能评定标准

飞机、火车、轮船、汽车的内饰材料和内衬材料、帷帘、窗帘、椅靠垫、车呢和特殊军用纺织品等，对阻燃性能要求见表2［5］。

表2 交通工具用非织造材料阻燃性能要求

2 试验部分

2.1 试样规格测试

采用LLY-27纤维线密度分析仪测试非织造材料的纤维直径，YG141型织物厚度仪测试试样厚度，电子天平测试试样面密度。

2.2 阻燃整理工艺与测试方法

2.2.1 阻燃整理工艺

选用MF-TC107非耐久性阻燃整理剂。该整理剂为白色粉末，不含并在整理过程中不释放卤素和甲醛等有害物质，成本低，处理方便，可用于一次性防护服的阻燃整理。在阻燃整理前需对织物进行预处理，去除织物中的杂质和污物等;然后采用浸轧整理的方法，将待测织物样品放入内有整理剂的轧槽中进行处理，整理剂的质量浓度分别为50、100、150和200 g/L，浸轧温度控制在40～70℃;再在常温下进行水洗、加入中和剂处理和二次水洗，最后烘干。阻燃整理工艺流程如下:

试样→预处理→阻燃整理剂两浸两轧(轧余率为70%)→水洗→中和→水洗→烘干。

2.2.2 阻燃性能测试方法

根据 GB/T 5455—1997纺织品燃烧性能试验——垂直法测试标准，采用YG815B垂直法织物阻燃性能测试仪对试样进行燃烧性能测试。试样尺寸 300 mm×80 mm。测试条件:温度 10～30℃，相对湿度30% ～80%。

点燃时间设定为12 s，点火器复位，续燃计时器计时开始，待续燃停止，阴燃计时器开始计时，分别读取续燃时间和阴燃时间;卸下试样，沿其长度方向炭化处对折，在试样的下端一侧，按试样单位面积质量悬挂重锤，测量试样损毁长度。每种样品测试5组数据，并按项分别取其平均值。

2.2.3 洗涤次数对阻燃效果影响的测试

根据AATCC 124—2006测试方法，试样在水温40℃下进行水洗，水洗次数分别为1、2、3、4和5次，然后烘干，按照阻燃性能测试方法测试各样品的阻燃性能。

3 结果与分析

3.1 试样规格参数

试样的基本规格参数测试结果见表3。

表3 试样的基本规格参数

3.2 阻燃性能

3.2.1 阻燃整理效果

对经过不同质量浓度阻燃整理剂处理后的三种试样进行阻燃性能测试，结果见图1和图2。

图1 整理剂质量浓度与试样续燃时间的关系曲线

图2 整理剂质量浓度与试样损毁长度的关系曲线

针刺非织造材料由于其特殊的成型方式，纤维通过刺针的反复穿刺固结在一起，但纤维之间的结合强度相对传统织物来说较弱，燃烧容易迅速蔓延，因此未经整理的材料的燃烧时间在18 s以上，随着阻燃剂浓度的增加，非织造材料的续燃时间及损毁长度都呈现递减趋势。在整理剂质量浓度为100 g/L时，经整理试样的阻燃性能已达到B2级，可满足常规非织造材料的阻燃级别要求;在整理剂质量浓度增加到200 g/L时，经整理试样的阻燃性能达到B1级，可满足汽车用非织造材料的阻燃级别要求。此外，试样经阻燃整理后其撕裂长度仅为1～2 mm，阴燃时间0 s，这可能是由于试样所用原料为涤纶，纤维受热后熔融并蜷缩在一起，在规定条件下有焰燃烧终止后，材料基本不会再持续无焰燃烧。

3.2.2 水洗次数对阻燃效果的影响

以经过质量浓度为200 g/L的整理剂整理的试样进行水洗试验，测试经过不同水洗次数后试样的燃烧性能，测试数据见图3和图4。

图3 水洗次数与试样续燃时间的关系曲线

图4 水洗次数与试样损毁长度的关系曲线

由图3和图4可以看出，随着水洗次数的增加，试样的续燃时间和损毁长度都呈现递增趋势。试样1的续燃时间未洗涤时为3.5 s，在洗涤5次后增加到27.2 s;在洗涤2～3次后，试样的阻燃性能基本能达到B2级;洗涤次数增加到5次时，试样的阻燃性能比未经整理的试样略差。这可能是因为试验所用非织造材料是由定向或随机排列的纤维通过摩擦等作用使纤维缠结而形成的，试样在经过水洗后，纤维间的缠结变得更为松散，导致燃烧更易蔓延，因而水洗后试样的阻燃性能比未水洗的试样差。相对而言，试样2和试样3的阻燃性能略好。三种试样的阻燃效果在水洗3次后都能达到B2级，可满足常规非织造材料的阻燃性要求。

4 结论

本研究选用MF-TC107非耐久性阻燃整理剂对三种不同规格的汽车用非织造材料进行整理，测试结果表明:

(1)随着阻燃剂整理浓度的增加，经整理的非织造材料的续燃时间和损毁长度都呈现递减趋势。在阻燃整理剂质量浓度为100 g/L时，试样的阻燃性能已达到B2级，可满足常规非织造材料的阻燃性能要求;当阻燃整理剂质量浓度增加到200 g/L时，试样的阻燃性能达到B1级，满足汽车用非织造材料的阻燃性能要求。

(2)随着水洗次数的增加，经阻燃整理的非织造材料的续燃时间和损毁长度都呈现递增趋势。经过质量浓度200 g/L阻燃整理剂整理的三种试样其阻燃效果在水洗3次后为B2级，满足常规非织造材料的阻燃性要求。

［1］赵永霞，李波.汽车用非织造布技术与市场［J］.纺织导报，2007(12):27-31.

［2］蒲宗耀.装饰织物阻燃整理研究的现状与发展趋势［J］.四川纺织科技，1997(1):26-28.

［3］覃文清，李风.装饰织物耐久性阻燃整理技术的研究［J］.消防科学与技术，2000(2):52-55.

［4］倪冰选，焦晓宁.非织造布阻燃整理及发展趋势［J］.产业用纺织品，2009，27(11):37-40.

［5］陈喆，李洪.非织造布的阻燃整理及其应用［J］.产业用纺织品，2001，19(9):22-24.

Research on flame retardant performance of nonwovens used for automobile

Wu Huiying
(Suzhou Institute of Trade＆Commerence)

Auto nonwovens of three specifications were finished by non-permanent flame retardant MF-TC107 of different concentration and the flame retardant property were tested.The result was that while concentration of the finish agent was 100 g/L and 200 g/L，the grades of flame retardant of the finished nonwovens would reach B2 and B1 and could meet the needs of flame retardant property of general nonwovens and auto nonwovens.The washing process influenced the flame resistant effect of the finished nonwovens，the grade of flame retardant would be from B1 to B2 when the finished nonwovens be operated three times of washing process.

nonwovens for automobile，flame retardant property，flame retardant finish

TS176+.6

A

1004－7093(2011)05－0028－03

2011－01－14;修改稿:2011－04－15

吴惠英，女，1980年生，讲师。主要从事新型纺织材料的基础及应用研究。