阻燃剂复合材料制造技术

一种阻燃剂复合结构体，该阻燃剂复合结构体包括轻木芯层、与芯层任一侧粘接的玻璃纤维加强层、与其中一个玻璃纤维层或与玻璃纤维面网粘接的聚四氟乙烯多孔层和聚四氟乙烯多孔层上的凝胶涂层。通过渗入基质树脂使玻璃纤维层与轻木芯层构件粘结，以及使聚四氟乙烯多孔层与玻璃纤维层粘接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及阻燃剂复合材料。更具体地，本专利技术涉及其中设有含氟聚合物层以延迟火焰扩散的复合结构体，并且还涉及制造该阻燃剂复合结构体的方法。
技术介绍
通常使用复合材料来制造运输车辆和船舶的面板和零部件以减轻该运输车辆和船舶的重量。尽管在减轻重量方面复合结构体要优于金属结构体，但在延迟火焰扩散的能力方面复合结构体则不如金属结构体(例如钢板)。因而，为了以复合物安全地代替金属，工业界和政府已经提出了许多针对复合结构体的防火安全标准以确保它们的防火性能。例如，在美国，铁路运输行业要求复合结构体的制造者应使他们的产品符合国家防火协会标准#130(National Fire Protection Association standard #130)，或符合基于American Society of Test Methods的E162和E662测试的其他标准，从而在起火时能够延迟火焰的扩散并减少烟的产生。许多此类复合结构体使用玻璃纤维作为主要成分之一。尽管玻璃纤维本身是不能燃烧的，但当其在复合结构体中使用时却不能作为阻燃剂发挥作用。因而，包含玻璃纤维和基质树脂的复合结构体不能符合所有的必需标准。此外，在复合结构体中可以使用诸如泡沫、设计的蜂窝式片材、诸如横切轻木(end grain balsa，横切巴沙木)等多孔木材等的附加材料，并且还可以使用其他材料作为加强物或芯材以降低成本和减轻重量并提供绝缘性和其他的物理性质。在这些情况中，必须将复合结构体的表面层设计成具有较高的防火性能以通过火焰测试标准。传统上，阻燃剂复合结构体具有例如能够提供美学和其他性质、并在着火时能够减少烟的产生的表面涂层(凝胶涂层)。传统的延迟火焰扩散的复合结构体也可以包含位于表面层与玻璃纤维或加强层/芯层之间的着火延迟材料，并且将其成型至复合体的结构中。通常，已知通过使用与基质树脂结合的氢氧化物粉末作为阻燃剂层能够使着火延迟，并能够延缓火焰的扩散。当温度升高时该类型的阻燃剂层允许水份挥发，因而减缓了火焰沿复合体表面的扩散。图1显示了车用复合结构体中所使用的传统复合材料的例子。复合体具有包含轻木芯部件12和两个玻璃纤维层11A及11B的基本夹层结构。该复合体包括类似于Technofire(Technical Fibre ProductsLtd.的产品)的泡沸矿棉类绝热层13、包含与基质树脂和玻璃纤维板(由玻璃纤维形成)混合的作为阻燃剂的氢氧化铝(ATH)的表层14、作为表面涂层的凝胶涂层15和渗入以粘合这些层的基质树脂。每一层都渗入有基质树脂，因此，当固化时，这些层彼此粘接从而制得复合结构体。将层14中的ATH粉末混入用来使玻璃纤维板与表面或凝胶涂层15粘合的表层基质树脂中。然而，由于混有ATH的基质树脂具有较高的粘度并且当涂布于各层上时不能均匀地铺展，因此难以通过该方法在复合材料中获得均匀的防火保护层。也已经考虑使用低孔隙率片材，或是聚四氟乙烯(PTFE)的膨胀膜作为阻燃剂层，来代替使用混有ATH的基质树脂。在该情况中，已经构想在复合结构体中使低孔隙率的PTFE片材与加强物或芯材粘合。然而，低孔隙率的PTFE片材与其他层的粘结不够好，并在正常使用时倾向于发生剥离。此外，低孔隙率的PTFE会妨碍或阻止将复合结构体固定在一起的基质树脂的适当注入和粘合。考虑到上述情况，根据所披露的内容对本领域的技术人员显而易见的是，存在对能够克服上述问题的改进的阻燃剂复合材料的需求。本专利技术致力于本领域的该需求以及其他需求，根据本专利所披露的内容对于本领域技术人员这将是显而易见的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供具有多孔含氟聚合物层的复合结构体，所述结构体易于渗入基质树脂并具有延迟火焰扩散的能力。在其第一方面中本专利技术提供了包含阻燃剂层和基质树脂的阻燃剂复合结构体，所述阻燃剂层具有多孔含氟聚合物层。在根据第一方面的复合结构体中，通过使用多孔含氟聚合物层作为阻燃剂层而使复合结构体具有延迟火焰扩散的能力，从而当复合材料的表面燃烧时，多孔含氟聚合物层能够减缓火焰沿暴露表面的扩散。此外，与具有ATH和泡沸(炭化)绝缘层的传统阻燃剂层相比，还有利地减小了复合材料的厚度，而且也通过了ASTM E162测试。在其第二方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中还包含构造层。另外，基质树脂至少部分渗入多孔含氟聚合物层和构造层中以使多孔含氟聚合物层和构造层彼此粘接。在其第三方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中多孔含氟聚合物层包括选自膨胀聚四氟乙烯、机织织物、无纺布、毡制品、纤维和粉末中的至少一种材料。在其第四方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中多孔含氟聚合物层包含非熔融加工性树脂。在其第五方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中多孔含氟聚合物层包含聚四氟乙烯。这里，使用聚四氟乙烯树脂来制造复合结构体的多孔含氟聚合物层材料。聚四氟乙烯显示出了高达95％的LOI(极限氧指数)值。另外，由于聚四氟乙烯具有很高的熔融粘度，因此可以在高温下为复合体提供优异的尺寸稳定性，同时能够提供延迟火焰扩散的能力。在其第六方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中多孔含氟聚合物树脂层包含聚四氟乙烯纤维。这里，在构造多孔材料时使用聚四氟乙烯纤维(纤维直径为1μm～200μm)能够有利地增加树脂的渗入度。由于与多孔膨胀膜相比该多孔材料的树脂渗入更高，因此可以缩短渗入过程所需的时间。因为与膨胀膜相比基质树脂能够更容易更彻底地渗透织物，因此纤维类含氟聚合物织物能够与周围的其他层例如加强层和凝胶涂层牢固粘合。因而，含氟聚合物纤维层甚至比膨胀的聚四氟乙烯膜或其他低孔隙率含氟聚合物材料更有助于防止起泡和层离。在其第七方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中多孔含氟聚合物层包含聚四氟乙烯纤维的无纺布。在其第八方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中多孔含氟聚合物层是由聚四氟乙烯纤维和一种或一种以上其他材料构成的组合体(blended combination)。在其第九方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中多孔含氟聚合物层包含改性聚四氟乙烯。在其第十方面中本专利技术提供了第九方面的阻燃剂复合结构体，其中改性聚四氟乙烯是由聚四氟乙烯与选自六氟丙烷、氯代三氟乙烯、全氟(烷基乙烯基醚)、全氟(烷氧基乙烯基醚)、三氟乙烯、全氟烷基乙烯、偏二氟乙烯、乙烯的至少一种物质共聚形成的。在其第十一方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中在注入基质树脂之前多孔含氟聚合物层的孔隙率为约10％～约90％。在其第十二方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中在注入基质树脂之前多孔含氟聚合物层的孔隙率为约25％～约85％。在其第十三方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中在注入基质树脂之前多孔含氟聚合物层的平均CP孔径至少为0.5μm。在其第十四方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中在注入基质树脂之前多孔含氟聚合物层的平均CP孔径至少为4.5μm。在其第十五方面中本专利技术提供了第一方面的阻燃剂复合结构体，其中多孔含氟聚合物层包括具有能够使得所述基质树脂在其中流动并流过从而将各种层粘合到一起成为一个整体的复合结构体的尺寸的孔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃剂复合结构体，该阻燃剂复合结构体包含：具有多孔含氟聚合物层的阻燃剂层；和基质树脂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上真司，克里斯多弗斯诺登摩尔，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]