專利名稱：燃燒保護(hù)性材料的制作方法
燃燒保護(hù)性材料相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)是2007年10月M日提交的第11/923，125號(hào)的部分繼續(xù)申請(qǐng)。
背景技術(shù)：
為了減少與火有關(guān)的燒傷，專業(yè)人員在可能短時(shí)間接觸火的危險(xiǎn)環(huán)境中工作(例如搜索和救援以及維持治安)需要保護(hù)性服裝。與這些環(huán)境條件接觸的工作人員的保護(hù)服裝應(yīng)該提供一些增加的保護(hù)，使穿著者能迅速和安全地離開危險(xiǎn)環(huán)境，而非對(duì)抗該危險(xiǎn)環(huán)
^Mi ο通常，用包含不可燃、不熔融織物的整套服裝的最外層(火焰接觸層)制備阻燃保護(hù)性外衣，所述織物由例如芳族聚酰胺、聚苯并咪唑(PBI)、聚對(duì)亞苯基-2，6-苯并二卩惡唑 (PBO)、改性聚丙烯腈摻混物、聚胺(polyamine)、碳、聚丙烯腈(PAN)以及它們的摻混物制成。這些纖維本身有阻燃性，但存在一些缺陷。具體地，這些纖維可能非常昂貴，難以染色和印刷著色，可能沒有足夠的耐磨性。此外，這些纖維與基于尼龍或聚酯的織物相比吸收更多的水，并且觸覺舒適性不令人滿意。為了最優(yōu)化在偶爾有明火(flash fire)接觸的環(huán)境中的使用性能，需要重量輕、 可透氣、防水或耐水的服裝，并且具有提高的燃燒保護(hù)性。對(duì)于大量的戶外防火的危險(xiǎn)接觸應(yīng)用，防水、阻燃的保護(hù)性服裝的成本是重要的考慮因素，因此排除使用例如在社區(qū)消防中使用的那些常規(guī)的本身阻燃的織物。發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明描述的材料適合在服裝中使用，例如在外套服裝的外層中使用，用于危險(xiǎn)環(huán)境中的工作人員，所述材料可透氣、防水并且阻燃，同時(shí)重量輕、穿著舒適、柔軟并且價(jià)格低廉。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種方法，根據(jù)水平燃燒測(cè)試方法(Horizontal Flame Test)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，該方法使得可燃性、可熔性材料的續(xù)焰 (afterflame)減少至小于20秒，所述方法包括提供外層織物，所述外層織物包含可燃性、 可熔性材料并且包括內(nèi)側(cè)和外側(cè)；提供熱反應(yīng)性材料，所述熱反應(yīng)性材料包含聚合物樹脂-可膨脹石墨的混合物，通過將所述聚合物樹脂-可膨脹石墨的混合物施用于所述外層織物材料的內(nèi)表面形成熱反應(yīng)性材料，使得所述可膨脹石墨在加熱至280°C時(shí)有至少900 微米的膨脹，所述外層織物的外側(cè)與火焰接觸。在另一個(gè)實(shí)施方式中，形成在邊緣灼燒測(cè)試方法(Edge Ignition Test)中具有低續(xù)焰時(shí)間和低炭化長(zhǎng)度的兩層織物復(fù)合物，其包括可熔性、可燃性外層織物層，熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔和層間的熱反應(yīng)性材料，其中所述熱反應(yīng)性材料包含聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物，所述可膨脹石墨的膨脹率(expansion)大于9立方厘米/克，吸熱率大于100焦耳/克。


結(jié)合附圖，通過以下說明，本發(fā)明的操作將變得顯而易見。圖1是本發(fā)明所述一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖。圖2是本發(fā)明所述另一個(gè)實(shí)施方式的截面示意圖。
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圖3是本發(fā)明所述一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖4是本發(fā)明所述另一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖如是以離散圓點(diǎn)施加的聚合物樹脂-可膨脹石墨的示意圖。圖恥是以柵格施加的聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物圖案的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖6是顯示可膨脹石墨的膨脹率的示意圖。圖7示出用本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品。圖8是本發(fā)明所述另一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖9a是以離散圓點(diǎn)施加圖案的示意圖。圖9b是以柵格施加圖案的示意圖。圖9c是以離散圓點(diǎn)施加圖案的示意圖。
具體實(shí)施例方式在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明描述用來降低可燃性、可熔性材料的續(xù)焰的方法。參照?qǐng)D1，織物復(fù)合物( 設(shè)置有熱反應(yīng)性材料(20)，織物復(fù)合物( 包括含有可燃性、可熔性材料的外層織物(10)，熱反應(yīng)性材料00)包含聚合物樹脂-可膨脹石墨的混合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述熱反應(yīng)性材料00)置于外層織物(10)的內(nèi)側(cè)(11)。在外層織物(10)的外側(cè)(1 與火焰接觸的情況下，根據(jù)本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試方法(Horizontal Flame Test)和自熄性燃燒測(cè)試方法(klf-Extinguishing Test)方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，設(shè)置有熱反應(yīng)性材料層的外層織物的續(xù)焰小于20秒。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，熱穩(wěn)定性織物背襯(14)例如通過熱反應(yīng)性材料粘合在所述織物復(fù)合物( 外層織物(10)的內(nèi)側(cè)(11)(如圖1所示)，在使用中，外層織物 (10)的外側(cè)(1 進(jìn)行取向，以接觸火焰。與火焰接觸時(shí)，可熔性外側(cè)織物朝向熱反應(yīng)性材料熔化。由于熱反應(yīng)性材料膨脹，相信熱穩(wěn)定性織物背襯將膨脹的熱反應(yīng)性材料固定在原位，以促進(jìn)對(duì)可熔性外層織物的熔融物的吸收。適合用作熱穩(wěn)定性織物背襯(14)的材料包括例如根據(jù)本文所述熔融和熱穩(wěn)定性測(cè)試方法(Melting and Thermal Stability Test)進(jìn)行測(cè)試時(shí)不可熔化的織物。合適的熱穩(wěn)定性織物背襯的例子包括芳族聚酰胺、阻燃(FR)棉、ΡΒΙ、ΡΒ0, FR人造絲(rayon)、改性聚丙烯腈(modacrylic)摻混物、聚胺、碳(carbon)、玻璃纖維(fiberglass)、PAN、聚四氟乙烯(PTFE)和它們的摻混物和混合物。根據(jù)熔融和熱穩(wěn)定性測(cè)試方法，可熔化的非熱穩(wěn)定性織物不適合用作本發(fā)明中使用的熱穩(wěn)定性織物背襯材料。根據(jù)熔融和熱穩(wěn)定性測(cè)試，可熔化的織物適合用作外層織物，包括但不限于尼龍6、尼龍6，6、聚酯和聚丙烯。在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種降低織物復(fù)合物的破裂時(shí)間的方法。參照?qǐng)D2所示的一個(gè)實(shí)施方式，提供織物復(fù)合物(2)，織物復(fù)合物( 包括具有可熔性材料的外層織物 (10)，所述可熔性材料可以是可燃的或不可燃的?？拷鈱涌椢?10)的內(nèi)側(cè)(11)進(jìn)一步設(shè)置熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔(30)，其間設(shè)置有熱反應(yīng)性材料00)。在一種方法中，形成織物復(fù)合物O)，按照本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，織物復(fù)合物( 與基本上由不加入熱反應(yīng)性材料的相同材料構(gòu)成的織物復(fù)合物相比，其破裂時(shí)間至少增加20秒。包括織物復(fù)合物的實(shí)施方式可以根據(jù)本發(fā)明的方法制備，它具有包含可熔性材料的外層織物(10)和熱反應(yīng)性材料(20)，按照本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述織物復(fù)合物增加的破裂時(shí)間大于約30秒。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種制備織物復(fù)合物的方法，所述織物復(fù)合物具有外層織物(10)，外層織物(10)包含既可熔又可燃的材料，并進(jìn)一步包括熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔 (30)和位于所述外層織物和所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔之間的熱反應(yīng)性材料(20)，與不使用熱反應(yīng)性材料形成的基本相同的織物復(fù)合物相比，所述織物復(fù)合物的破裂時(shí)間增加且續(xù)焰減少。所述破裂時(shí)間和續(xù)焰時(shí)間分別根據(jù)本發(fā)明提供的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試。在一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，織物復(fù)合物的破裂時(shí)間超過20秒，續(xù)焰小于20秒。在另一個(gè)實(shí)施方式中，如圖3所示，織物復(fù)合物( 可以包括多層熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔(30)。熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔(30)可以包括兩層或更多層熱穩(wěn)定性膜(34和34’ )和例如其間的聚合物層(3 。聚合物層(3 可以是防水的或不透氣的或同時(shí)防水且不透氣。在另一個(gè)實(shí)施方式中，如圖4所示，織物復(fù)合物( 可以進(jìn)一步包括織物背襯 (50)，織物背襯(50)位于熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔(30)與熱反應(yīng)性材料00)相對(duì)的一側(cè)?？椢锉骋r(50)可以用粘合劑00)與所述織物復(fù)合物相連。優(yōu)選地，織物背襯(50)是熱穩(wěn)定性織物背襯，例如是能通過本發(fā)明所述的熔融和熱穩(wěn)定性測(cè)試的材料。還提供一種根據(jù)本發(fā)明所述的ASTM F1930服裝可燃性測(cè)試方法(ASTM F1930 Garment Flammability Test)(燃燒假人(Pyroman))進(jìn)行測(cè)試時(shí)，降低預(yù)測(cè)的接觸火焰后身體燒傷百分?jǐn)?shù)(percent body burn)的方法。所述方法包括提供一種織物復(fù)合物，所述織物復(fù)合物包括包含可熔性材料的外層織物和熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔，所述織物復(fù)合物在所述外層織物和所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔之間具有熱反應(yīng)性材料。所述方法還包括用所述織物復(fù)合物制造服裝，所述外層織物遠(yuǎn)離人體模型的身體且朝向火源取向，并與火焰接觸。與使用基本相同的材料但在所述外層織物和所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔之間不含熱反應(yīng)性材料的類似構(gòu)造服裝相比，在服裝可燃性測(cè)試中4秒接觸之后，實(shí)現(xiàn)身體燒傷、續(xù)焰和熔滴(melt dripping)的減少。在某些實(shí)施方式中，未觀察到熔滴，續(xù)焰減少約20秒和/或包含熱反應(yīng)性材料的服裝的預(yù)測(cè)身體燒傷百分?jǐn)?shù)比不使用所述熱反應(yīng)性材料制造的服裝低大約5個(gè)百分點(diǎn)。圖6是幾種可膨脹石墨(A = Nyagraph ；351，購自南卡納米技術(shù)公司(Nyacol Nano technologies, Inc.)) ；B = 3626，購自阿斯伯里石墨研磨公司(Asbury Graphite Mills Inc.) ；C = 3494，購自阿斯伯里石墨研磨公司；D = Nyagraph 35，購自南卡納米技術(shù)公司； E = 3538，購自阿斯伯里石墨研磨公司)的TMA膨脹速率的示意圖。最適合在本發(fā)明公開的方法中使用的可膨脹石墨在約180°C -280°C之間的平均膨脹速率為至少9微米/攝氏度。根據(jù)織物復(fù)合物所需的性質(zhì)，較佳地使用在約180°C _280°C之間膨脹速率大于9微米 /攝氏度的可膨脹石墨，或在約180°C -280°C之間膨脹速率大于12微米/攝氏度的可膨脹石墨，或在約180°C -280°C之間膨脹速率大于15微米/攝氏度的可膨脹石墨。適合在某些實(shí)施方式中使用的一種可膨脹石墨加熱至約280°C時(shí)，在本發(fā)明所述的TMA膨脹測(cè)試中膨脹至少900微米。適合在某些實(shí)施方式中使用的另一種可膨脹石墨加熱至約時(shí)，在本發(fā)明所述的TMA膨脹測(cè)試中膨脹至少400微米。如果使用本發(fā)明所述的爐膨脹測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，適合在本發(fā)明所述的復(fù)合物和方法中使用的可膨脹石墨在300°C的平均膨脹率為至少9立方厘米/克。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明所述的爐膨脹測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可膨脹石墨B (3626，購自阿斯伯里石墨研磨公司)在300°C的平均膨脹率約為19立方厘米/ 克，而可膨脹石墨E (3538，購自阿斯伯里石墨研磨公司)在300°C的平均膨脹率僅為約4立
方厘米/克。在某些實(shí)施方式中，形成包含可膨脹石墨的復(fù)合物，所述可膨脹石墨具有良好膨脹率和至少約為100焦耳/克的吸熱率(根據(jù)本發(fā)明所述的DSC吸熱測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試)。 在其它實(shí)施方式中，較佳地使用吸熱率大于或等于約150焦耳/克，大于或等于約200焦耳 /克，或大于或等于約250焦耳/克的可膨脹石墨。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成具有可熔性外層織物和可膨脹石墨的復(fù)合物織物，所述可膨脹石墨在^(TC的膨脹度(expansion)大于 900微米，吸熱率大于100焦耳/克，根據(jù)本發(fā)明所述的邊緣灼燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述復(fù)合物織物具有小于20秒的平均續(xù)焰值，小于20厘米的平均炭化長(zhǎng)度或同時(shí)具有二者。 在一個(gè)實(shí)施方式中，形成這樣的復(fù)合物它具有可熔性外層織物、熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔和熱反應(yīng)性材料，所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔包含膨脹型PTFE或熱穩(wěn)定性織物背襯，所述熱反應(yīng)性材料包含聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物并位于所述可熔性外層織物和所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔或熱穩(wěn)定性織物背襯之間。所述聚合物樹脂和吸熱率至少為100焦耳/克的可膨脹石墨進(jìn)行摻混，形成混合物，所述混合物可以不連續(xù)的圖案施用于任一材料的表面界面上。在其它實(shí)施方式中，可以形成包含聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物的織物復(fù)合物，所述織物的平均續(xù)焰小于10秒，或小于2秒；根據(jù)邊緣灼燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，形成織物復(fù)合物的平均炭化長(zhǎng)度可以小于15厘米，或小于10厘米。應(yīng)對(duì)適合用于本發(fā)明的可膨脹石墨的粒度進(jìn)行選擇，以使聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物可采用選擇的應(yīng)用方法來施用。例如，當(dāng)所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物用凹版印刷技術(shù)施用時(shí)，可膨脹石墨的粒度應(yīng)足夠小，以與凹版孔洞相匹配。熔點(diǎn)或軟化溫度低于^(TC的聚合物樹脂適合在本發(fā)明公開的實(shí)施方式中使用。 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明公開的方法中使用的聚合物樹脂具有足夠高的流動(dòng)性或可變形性，以使所述可膨脹石墨在等于或低于300°C，優(yōu)選等于或低于280°C條件下進(jìn)行熱處理時(shí)充分地膨脹。適合在熱反應(yīng)性材料中使用的其它聚合物樹脂使得所述可膨脹石墨在低于可熔性外層織物的熱解溫度的溫度條件下充分地膨脹。較佳地，聚合物樹脂的拉伸粘度 (extensional viscosity)足夠低以使可膨脹石墨膨脹，并且拉伸粘度足夠高，以在聚合物樹脂和可膨脹石墨的混合物膨脹后保持所述熱反應(yīng)性材料的結(jié)構(gòu)完整性。在另一個(gè)實(shí)施方式中，使用200°C時(shí)儲(chǔ)能模量為IO3-IO8達(dá)因/平方厘米和正切Δ約為0. 1-10的聚合物樹月旨。在另一個(gè)實(shí)施方式中，使用儲(chǔ)能模量為IO3-IO6達(dá)因/平方厘米的聚合物樹脂。在另一個(gè)實(shí)施方式中，使用儲(chǔ)能模量為IO3-IO4達(dá)因/平方厘米的聚合物樹脂。在約等于或小于 300°C時(shí)，適合在一些實(shí)施方式中使用的聚合物樹脂具有模量和伸長(zhǎng)率，適合用來使石墨膨脹。適合在一些實(shí)施方式中使用的聚合物樹脂是彈性的。其它適合在一些實(shí)施方式中使用的聚合物樹脂是可交聯(lián)的，例如可交聯(lián)的聚氨酯，如莫爾-熔化R7001E(Mor-melt R7001E) (購自羅門哈斯公司(Rohm & Haas))。在其它的實(shí)施方式中，合適的聚合物樹脂是熔點(diǎn)為 50°C _250°C的熱塑性樹脂，例如德斯莫熔融(DesmomeIt)VP KA 8702 (購自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer Material Science LLC))。適合在本發(fā)明實(shí)施方式中使用的聚合物樹脂包含這樣的聚合物，所述聚合物包括但不限于聚酯、熱塑性聚氨酯和可交聯(lián)聚氨酯和它們的組合。其它聚合物樹脂可以包含一種或多種下述聚合物，所述聚合物選自聚酯、聚酰胺、 丙烯酸類聚合物、乙烯基聚合物、聚烯烴。其它聚合物樹脂可以包含硅酮樹脂或環(huán)氧樹脂。 阻燃性材料(例如三聚氰胺、磷和溴化化合物、金屬氫氧化物如三水合氧化鋁(ΑΤΗ)、硼酸鹽和它們的組合)可任選加入到聚合物樹脂中。在所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物的一些實(shí)施方式中，所述混合物膨脹時(shí)形成包含膨脹的石墨的多個(gè)卷須狀物(tendril)。與膨脹之前同樣的混合物相比，所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物的總表面積明顯增加。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述混合物的表面積在膨脹之后增加至少5倍。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述混合物的表面積在膨脹之后增加至少 10倍。此外，卷須狀物通常從膨脹的混合物中向外延伸。當(dāng)所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物位于不連續(xù)形式的基材上時(shí)，卷須狀物延伸，以至少部分填充不連續(xù)域(domain)之間的敞開區(qū)域。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述卷須狀物將延長(zhǎng)至長(zhǎng)度與寬度比至少為5 1。 在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)復(fù)合物包括可熔性外層織物、熱穩(wěn)定性織物背襯或熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔以及以不連續(xù)形式的圖案施用的包含聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物的熱反應(yīng)性材料時(shí)，所述熱反應(yīng)性材料膨脹，膨脹后形成疏松填充的卷須狀物，在卷須狀物之間產(chǎn)生空隙， 以及在膨脹的聚合物樹脂-可膨脹混合物的圖案之間產(chǎn)生間隔。與火焰接觸時(shí)，可熔性外層織物熔化，通常會(huì)離開所述熱反應(yīng)性材料的不連續(xù)形式之間的敞開區(qū)域。所述熱穩(wěn)定性織物背襯(或?qū)α髯韪?在膨脹過程中支撐所述熱反應(yīng)性材料，所述可熔性外層織物的熔融物在熔融過程中被膨脹的熱反應(yīng)性材料吸收和保留。通過吸收和保留所述熔融物，可以形成不具有熔滴的復(fù)合物并且抑制了可燃性。相信在熔融吸收過程中所述熱穩(wěn)定性織物背襯(或?qū)α髯韪?支撐膨脹材料的情況下，所述熱穩(wěn)定性織物背襯(或?qū)α髯韪?受到保護(hù)，使之免于破裂和形成孔洞。膨脹時(shí)所述熱反應(yīng)性材料增加的表面積使得與火焰接觸時(shí)來自可熔性織物的熔融物被膨脹的熱反應(yīng)性材料吸收。所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物可以通過這樣的方法制備提供聚合物樹脂和可膨脹石墨的緊密摻混物(intimate blend)，而不使得所述可膨脹石墨明顯膨脹。合適的混合方法包括但不限于槳葉式混合器混合、摻混和其它低剪切混合技術(shù)。在一種方法中， 將可膨脹石墨與聚合物樹脂聚合反應(yīng)之前的單體或預(yù)聚物混合來制備聚合物樹脂和可膨脹石墨顆粒的緊密摻混物。在另一種方法中，可膨脹石墨可以與溶解的聚合物摻混，溶劑在混合之后被去除。在另一種方法中，可膨脹石墨與熱熔性聚合物在低于所述石墨的膨脹溫度和高于所述聚合物的熔化溫度的溫度條件下進(jìn)行摻混。在提供聚合物樹脂和可膨脹石墨顆?；蚩膳蛎浭膱F(tuán)聚體的緊密摻混物的方法中，所述可膨脹石墨在石墨膨脹之前涂覆或包封有所述聚合物樹脂。在其它實(shí)施方式中，在向基材施用所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物之前得到所述緊密摻混物。以所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物包含小于或等于約50重量％，或小于或等于約40重量％，或小于或等于約 30重量％的可膨脹石墨，余量基本為所述聚合物樹脂。在其它實(shí)施方式中，所述可膨脹石墨占所述混合物的小于或等于約20重量％，或小于或等于約10重量％，或小于或等于約5重量％，余量基本為所述聚合物樹脂。通常，以所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，約5重量％ -50重量％的可膨脹石墨是理想的。在一些實(shí)施方式中，甚至更少量的可膨脹石墨可以實(shí)現(xiàn)所需的阻燃性能。低至的負(fù)載量是有用的。其它含量的可膨脹石墨對(duì)于其它實(shí)施方式也是合適的，這取決于所需的性質(zhì)和得到的織物復(fù)合物的構(gòu)造。其它添加劑，如顏料、填料、抗微生物劑、加工助劑和穩(wěn)定劑也可以加入所述混合物中。所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物可以施用于所述織物復(fù)合物的外層織物 (10)，形成如圖1所示的熱反應(yīng)性材料00)。所述熱反應(yīng)性材料可以用作連續(xù)層。但是，需要提高透氣性和/或手感(hand)時(shí)，可以不連續(xù)地施用所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物，形成表面覆蓋率小于100 %的熱反應(yīng)性材料層。不連續(xù)的施用可以形成包括但不限于圓點(diǎn)、柵格、線段及其組合，從而提供小于 100%的表面覆蓋率。在不連續(xù)覆蓋的一些實(shí)施方式中，不連續(xù)圖案的相鄰區(qū)域之間的平均距離小于碰撞火焰(impinging flame)的尺寸。在不連續(xù)覆蓋的一些實(shí)施方式中，不連續(xù)圖案的相鄰區(qū)域之間的平均距離小于10毫米，或小于5毫米，或優(yōu)選小于3. 5毫米，或小于或等于2. 5毫米，或小于或等于1. 5毫米，或小于或等于0. 5毫米。例如，在印刷到基材上的圓點(diǎn)圖案中，測(cè)量圓點(diǎn)之間的間隔。所述不連續(xù)圖案的相鄰區(qū)域之間的平均距離可以大于 40微米，或大于50微米，或大于100微米，或大于200微米，這取決于應(yīng)用。測(cè)得大于200 微米且小于500微米的平均圓點(diǎn)間隔是本發(fā)明所述的一些復(fù)合物中是有用的。也可以使用間距，例如，與表面覆蓋率聯(lián)用作為描述印刷圖案的施用(laydown) 的一種方式。通常，間距定義為印刷圖案的相鄰形式如圓點(diǎn)、線段或柵格線之間中心到中心的平均距離。平均值(average)用來例如解釋不規(guī)則間隔的印刷圖案，如圖9b和9c所示。 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物00)可以以具有間距和表面覆蓋率的圖案不連續(xù)地施用，與具有等效施用重量的所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物的熱反應(yīng)性混合物的連續(xù)應(yīng)用相比，能提供更好的阻燃性能。例如，如圖9a、9b和9c所示，間距定義為相鄰的圓點(diǎn)或柵格線之間平均的中心與中心的距離(101和102)。在一些實(shí)施方式中，所述間距大于500微米，或大于1000微米，或大于2000微米，或大于5000微米。間距為500微米-6000微米的熱反應(yīng)性材料的圖案適合應(yīng)用于本發(fā)明所述的大部分復(fù)合物。在諸如手感、透氣性和/或織物重量等性質(zhì)非常重要的實(shí)施方式中，可以使用大于約25%，并且小于約90%、或小于約80%、或小于約70%、或小于約60%、或小于約 50%、或小于約40%、或小于約30%的表面覆蓋率。在例如需要較高阻燃性的某些實(shí)施方式中，需要復(fù)合物層表面上的熱反應(yīng)性材料的表面覆蓋率約為30% -80%，間距為500微米-6000微米。一種實(shí)現(xiàn)覆蓋率小于100%的方法包括通過例如凹版印刷將混合物印刷到構(gòu)造物的表面來施用所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物。圖fe和恥示出這樣的例子所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物00)不連續(xù)地施用在例如基材(10)(如熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔) 或施用到外層織物的內(nèi)表面上形成熱反應(yīng)材料時(shí)，熱反應(yīng)性材料00)層以圓點(diǎn)(5A)和柵格(5B)的圖案設(shè)置。可以施用所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物，使得重量增量為混合物的約lOgsm-lOOgsm。在一些實(shí)施方式中，所述混合物施加到基材上，使得重量增量小于 IOOgsm,或小于75gsm,或小于50gsm,或小于25gsm。在一個(gè)不連續(xù)的應(yīng)用中，例如圖5A中所示的離散圓點(diǎn)O0)的應(yīng)用中，所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物施加到基材上，形成大量的離散預(yù)膨脹結(jié)構(gòu)形式的熱反應(yīng)性材料00)的層，所述離散預(yù)膨脹結(jié)構(gòu)包含所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物。膨脹后，所述離散圓點(diǎn)形成具有結(jié)構(gòu)完整性的大量的離散膨脹結(jié)構(gòu)，從而為織物復(fù)合物提供足夠的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的改進(jìn)的性質(zhì)。結(jié)構(gòu)完整性表示所述熱反應(yīng)性材料在膨脹后能耐受撓曲或彎曲，而不會(huì)明顯解體或從基材上剝落，并且按照本發(fā)明所述的厚度變化測(cè)試方法 (Thickness Change Test)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，能耐受厚度測(cè)量產(chǎn)生的壓縮。除了圓點(diǎn)、線段或柵格之外，所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物可以其它形式施用。施用所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物的其它方法包括絲網(wǎng)印刷、噴涂、分散涂覆或刮涂(knife coating)，只要所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物在接觸熱或火焰時(shí)以能達(dá)到所需性質(zhì)的方式施用即可。在包含熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔的一個(gè)實(shí)施方式中，如圖2所示，熱反應(yīng)性材料00)層可以設(shè)置在外層織物(10)上或者設(shè)置在熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔(30)上。在一個(gè)優(yōu)選的方法中， 所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物以所述混合物在熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔和外層織物之間提供良好結(jié)合的方式施用。在所述織物復(fù)合物包括疊層結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式中，所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物用作粘合劑，例如，用來連接外層織物層(10)的內(nèi)側(cè)和所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔(30)，在所述外層織物層(10)和所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔(30)之間形成熱反應(yīng)性材料層。在另一種方法中，所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物施加到所述復(fù)合物上，形成熱反應(yīng)性材料層，所述熱反應(yīng)性材料任選地可以至少部分設(shè)置在一層或兩層(10和30) 的表面孔隙或空隙中。本發(fā)明所述方法提供了特別有利于織物復(fù)合物的改進(jìn)的性質(zhì)，所述織物復(fù)合物包括外層織物(10)，所述外層織物中包含的材料包括不可燃的可熔性材料或可燃的可熔性材料?？扇坌圆牧鲜前凑杖廴诤蜔岱€(wěn)定性測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)可熔化的材料。用織物的垂直火焰測(cè)試方法(Vertical Flame Test for Textiles)對(duì)材料進(jìn)行測(cè)試，以確定該材料可燃還是不可燃。在某些實(shí)施方式中，所述外層織物包含聚酰胺(例如尼龍6或尼龍6，6)，和聚酯、聚乙烯以及它們的組合。優(yōu)選的織物復(fù)合物包括針織(knit)或機(jī)織的外層織物，所述外層織物的重量小于或等于約10. 0盎司/碼2，優(yōu)選1-10盎司/碼2。或者，所述外層織物的重量為1-5.0盎司/碼2。不可燃的可熔性織物包括例如次膦酸鹽/酯改性的聚酯(例如以商標(biāo)名 Trevira CS和Avora FR銷售的材料)。一些不可燃的可熔性織物通常不希望在用于服裝的阻燃性疊層中使用，這是由于不可燃的可熔性織物約束在常規(guī)的疊層形式中時(shí)，所述織物不容易收縮遠(yuǎn)離火焰，導(dǎo)致織物持續(xù)燃燒。但是，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)形成進(jìn)一步包含熱穩(wěn)定性織物或熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔和位于層之間的熱反應(yīng)性材料的織物復(fù)合物時(shí)，所述織物復(fù)合物適用于阻燃性疊層。在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)邊緣灼燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述織物復(fù)合物的續(xù)焰小于5秒、炭化長(zhǎng)度小于10厘米，所述織物復(fù)合物是包括不可燃的可熔性外層織物和熱穩(wěn)定性織物或熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔的疊層形式，所述熱穩(wěn)定性織物或熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔包括位于層間的不連續(xù)圖案的熱反應(yīng)性材料?？梢韵蛩隹椢飶?fù)合物提供熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔材料，來進(jìn)一步提高所述織物復(fù)合物與火焰或熱接觸時(shí)的性能。在一些實(shí)施方式中，可以選擇厚度小于1毫米且手感(hand) 小于100(采用本發(fā)明所述的柔軟度或手感測(cè)試方法(Flexibility or Hand Measurement Test)進(jìn)行測(cè)試時(shí))的熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔，從而實(shí)現(xiàn)所得復(fù)合物的特定的薄度和手感。熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔材料包括諸如受熱穩(wěn)定薄膜的材料，包含例如聚酰亞胺、硅酮(silicone)、 PTFE (如致密型PTFE或膨脹型PTFE)的材料。所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔在與對(duì)流熱源接觸時(shí)，防止對(duì)流傳熱至所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔背后的層。此外，所述熱穩(wěn)定性織物和所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔促進(jìn)熔融物的吸收。不適合在本發(fā)明的復(fù)合物中使用的阻隔材料包括熱穩(wěn)定性不足的薄膜，例如很多透氣的聚氨酯薄膜和透氣的聚酯薄膜(例如Sympatex ，特別是熱塑性薄膜)。按照本文所述的對(duì)流阻隔熱穩(wěn)定性測(cè)試方法(Convective Barrier Thermal Stability Test method)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，用于本發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)流阻隔熱接觸之后的最大空氣滲透率約小于5弗雷澤(Frazier)。優(yōu)選地，對(duì)流阻隔熱接觸之后的空氣滲透率小于約 3弗雷澤。
根據(jù)本發(fā)明所述方法制備的織物復(fù)合物的MVTR優(yōu)選大于約1000，或大于約3000， 或大于約5000，或大于約7000，或大于約9000，或大于約10000，或者更高。按照本文所述的水平燃燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，優(yōu)選的織物復(fù)合物的破裂時(shí)間大于約50秒，大于約60秒， 或甚至大于約120秒。按照本文所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)， 優(yōu)選的織物復(fù)合物還具有小于20秒的續(xù)焰。更優(yōu)選按照本文所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，織物復(fù)合物的續(xù)焰小于15秒，或小于10秒，或小于5秒。根據(jù)水平燃燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，優(yōu)選的織物復(fù)合物基本上沒有熔滴產(chǎn)生。
柔軟的織物復(fù)合物適合用于例如服飾或服裝應(yīng)用，例如保護(hù)性工作服、防有害材料的套裝、夾克和手套和帳篷。用于服裝的柔軟織物復(fù)合物例如可以制成手感小于 2000 (根據(jù)本文所述的柔軟度或手感測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試)。在其它實(shí)施方式中，按照本文所述的柔軟度和手感測(cè)試、水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，根據(jù)本發(fā)明所述方法形成的織物復(fù)合物的手感小于約500、或小于300、或小于約250、或小于約200，并且續(xù)焰小于約20秒、小于約15秒或小于約10秒，或者續(xù)焰約為0。在一個(gè)實(shí)施方式中，采用邊緣灼燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，形成的織物復(fù)合物的續(xù)焰小于20秒，炭化長(zhǎng)度小于20厘米。在另一個(gè)實(shí)施方式中，采用本文所述的表面碰撞火焰測(cè)試方法(Surface Impingement Flame Test)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，形成的織物復(fù)合物的續(xù)焰小于20秒，并且沒有孔洞形成。在一些實(shí)施方式中，形成的輕型織物復(fù)合物的重量約小于15盎司/碼2、或小于約10盎司/碼2、 或小于約8盎司/碼2、或小于約5盎司/碼2。
在一些實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明所述方法制備的織物復(fù)合物即使被可燃性液體污染物(如油、燃料或烴基溶劑)污染時(shí)，也具有抑制續(xù)焰的能力。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成的具有可熔性外層織物的織物復(fù)合物被可燃性液體污染物污染時(shí)，根據(jù)本文所述的表面碰撞火焰測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述織物復(fù)合物具有小于10秒的續(xù)焰，無孔洞形成，或者同時(shí)具有這兩個(gè)特征。在另一個(gè)實(shí)施方式中，形成包含可燃的可熔性外層織物的復(fù)合物，所述復(fù)合物被可燃性液體污染之后的續(xù)焰小于5秒，或小于2秒。相信本發(fā)明的可熔性織物復(fù)合物的熔融吸收性質(zhì)能抑制被可燃性液體污染的可燃性織物復(fù)合物的續(xù)焰。不希望被理論所限制，相信所述可熔性織物吸收所述可燃性液體，并且將其運(yùn)送到膨脹的熱反應(yīng)性材料中， 從而抑制續(xù)焰。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，所述可熔性材料，例如外層織物(10)可以在與熱和/或火焰接觸足以熔化所述可熔性材料形成膨脹復(fù)合物的過程中，與膨脹的熱反應(yīng)性材料00) 結(jié)合。在一些實(shí)施方式中，所述可熔性材料可以充分地拉伸成為至少一部分膨脹的熱反應(yīng)性材料或者吸附到至少一部分膨脹的熱反應(yīng)性材料上。得到的膨脹復(fù)合物可以包括所述熱反應(yīng)性材料和可熔性材料的延長(zhǎng)的卷須狀物。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)厚度變化測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述膨脹復(fù)合物具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的織物復(fù)合物在熱接觸時(shí)厚度發(fā)生變化。膨脹之后所述織物復(fù)合物的厚度比膨脹之前所述織物復(fù)合物的厚度至少厚1毫米。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明描述的材料適合在危險(xiǎn)環(huán)境中的工作人員的服裝中使用，所述材料可透氣、防水并阻燃，同時(shí)重量輕、柔軟并且穿著舒適。不希望限制本發(fā)明的范圍，以下實(shí)施例闡述了本發(fā)明的制備和使用過程。測(cè)試方法水平燃饒測(cè)試該測(cè)試通常根據(jù)MIL-C 83429B建立模型。用長(zhǎng)尾夾將75毫米X 250毫米的織物復(fù)合物樣品(3英寸X 10英寸)在鋼制支架GOO毫米長(zhǎng)X75毫米寬，中心窗口約350毫米長(zhǎng)和50毫米寬)上夾緊。以這樣的方式夾緊所述樣品固定所述織物復(fù)合物的邊緣，而不防礙鋼制夾具支架窗口中的織物復(fù)合物部分。將支架中的樣品以約40毫米的高度水平地放置在90毫米的火焰中(使用米克燃燒器(Meeke burner)在2psi條件下燃燒丁烷)。 圖7示出構(gòu)造2的織物復(fù)合物的取向，在測(cè)試過程中，所述可熔性外層織物10靠近火焰70 取向。樣品與火焰接觸，記錄至對(duì)流阻隔破裂(或者不使用對(duì)流阻隔時(shí)，正面織物(face textile)中有孔洞形成)的時(shí)間，從材料的裂紋或開口處看去，無論是破裂或者形成孔洞， 都使得火焰的光更明顯。然后將樣品從火焰中移出。記錄的時(shí)間稱為水平燃燒破裂時(shí)間。 觀察樣品的熔滴或墜落的液滴。在測(cè)試過程中或測(cè)試完成后未觀察到熔化材料有墜落的液滴時(shí)，織物復(fù)合物被認(rèn)為“無熔滴”。自熄性燃燒測(cè)試如上所述，在材料樣品從水平燃燒測(cè)試的火焰中移出之后，觀察材料的續(xù)焰，并記錄續(xù)焰時(shí)間。若樣品有熔滴或液滴墜落，也記錄下來。若未觀察到續(xù)焰，或者樣品雖然在移出時(shí)觀察到續(xù)焰但在從火焰中移出之后五( 秒內(nèi)熄滅，所述材料被稱為自熄性的?？椢锏拇闺粱鹧鏈y(cè)試根據(jù)ASTM D6413測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外層織物材料樣品進(jìn)行測(cè)試。樣品與火焰接觸12秒。 續(xù)焰時(shí)間取三個(gè)C3)樣品的平均值。續(xù)焰時(shí)間大于二( 秒的織物被認(rèn)為是可燃的。續(xù)焰時(shí)間小于二(2)秒的織物被認(rèn)為是不可燃的。邊緣灼燒測(cè)試根據(jù)ASTM D6413測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)織物和織物復(fù)合物樣品進(jìn)行測(cè)試。樣品與火焰接觸 12秒。記錄五個(gè)( 樣品的續(xù)焰時(shí)間和炭化長(zhǎng)度的平均值。在測(cè)試過程中或測(cè)試完成后未觀察到墜落的液滴或熔滴時(shí)，織物復(fù)合物被認(rèn)為“無熔滴”。表面碰撞火焰測(cè)試本測(cè)試基于名為“阻燃性-垂直取向的紡織織物或織物組合件測(cè)試(F1 ame Resistance-Vertically Oriented Textile Fabric or Fabric Assembly Test)，，的 CAN/ CGSB-4.2測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試設(shè)備的一個(gè)變化是相對(duì)于垂直方向的燃燒器角度為45度?；鹧孀矒舻綐悠返耐鈱涌椢锏谋砻嫔?2秒，觀察樣品的續(xù)焰時(shí)間、熔滴和樣品中是否有孔洞形成。報(bào)告結(jié)果取3個(gè)樣品的平均值?？扇夹砸后w污染步驟尺寸約為(8英寸X 8英寸)的織物復(fù)合物樣品放置在平坦的水平表面上，外層可熔性織物面向上。用移液管在尺寸約為1英寸X4英寸的矩形中心區(qū)域均勻地沉積約15滴可燃性液體污染物。在本申請(qǐng)中，使用SAE 15W-40機(jī)油(美孚黑霸王1300 (Mobil Delvac 1300 Super))0在樣品的受污染區(qū)上放置玻璃板(6英寸X6英寸)，將重3磅的砝碼放置在玻璃板中心位置。2小時(shí)后，移除砝碼和玻璃板。切割用于表面碰撞火焰測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試樣品，使得該樣品包含大部分受污染的區(qū)域。服裝可燃件測(cè)試方法采用與ASTM F 1930-00 (用測(cè)量人體模型評(píng)定阻燃性防護(hù)服耐明火模擬物的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法(Standard Test Method for Evaluation of Flame Resistant Clothing for Protection Against Flash Fire Simulations Using an Instrumented Manikin))類似的步驟評(píng)價(jià)測(cè)試服裝耐模擬明火接觸的性質(zhì)。在測(cè)試之前，用四秒接觸進(jìn)行裸體人體模型校準(zhǔn)。校準(zhǔn)之后，給人體模特穿上棉質(zhì)T恤(尺寸為42標(biāo)準(zhǔn)碼(regular)，重量為4_7盎司 /碼2)和棉質(zhì)短褲(尺寸M)，接著穿上用下述層疊物制成的夾克。在一些測(cè)試中，在棉質(zhì)底層和本發(fā)明的外層服裝之間給人體模特穿上約7. 5盎司/碼2、42標(biāo)準(zhǔn)碼的中間層衣物。 給人體模特穿衣之后，使用精密復(fù)雜的電腦系統(tǒng)控制測(cè)試程序，包括點(diǎn)燃啟動(dòng)火舌，將測(cè)試服裝與明火接觸，采集120秒數(shù)據(jù)，接著運(yùn)行廢氣扇使測(cè)試室通風(fēng)。使用系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算關(guān)聯(lián)熱通量(incident heat flux)，預(yù)測(cè)接觸過程中和接觸之后各傳感器的燒傷，得到每次測(cè)試的報(bào)告和圖形。注意接觸之后是否持續(xù)燃燒，也要注意續(xù)焰和熔滴或液滴的墜落。 預(yù)測(cè)的燒傷數(shù)據(jù)以及續(xù)焰和熔滴觀察記錄于表3中。將達(dá)到2級(jí)和3級(jí)燒焦的傳感器總數(shù)除以測(cè)試服裝覆蓋區(qū)域中的傳感器數(shù)量計(jì)算預(yù)測(cè)的燒傷情況。報(bào)告的身體燒傷的總百分?jǐn)?shù)是2級(jí)和3級(jí)預(yù)測(cè)燒傷百分?jǐn)?shù)的總和。熔融和熱穩(wěn)定性測(cè)試本測(cè)試用來確定織物材料的熱穩(wěn)定性。本測(cè)試基于NFPA 1975，2004版的8. 3部分描述的熱穩(wěn)定性測(cè)試進(jìn)行。試驗(yàn)爐是ISO 17493中所述的熱空氣循環(huán)爐。本測(cè)試根據(jù) ASTM D 751(涂覆織物的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法(Standard Test Methods for Coated Fabrics)) 使用高溫抗粘連性步驟(89-93部分)進(jìn)行，其中改變?nèi)缦漏柺褂贸叽鐬?00毫米X 100毫米X 3毫米G英寸X 4英寸X 1/8英寸)的硼
硅酸鹽玻璃版。〇使用265°C，+3/_0°C (510° F，+5/-0° F)的測(cè)試溫度。在玻璃板從爐中移出之后，將試樣冷卻至少1小時(shí)。側(cè)面粘附于玻璃板、展開時(shí)自身粘合或表現(xiàn)為熔融或液滴的任何樣品都認(rèn)為是可熔的。任何沒有可熔性側(cè)面的樣品都認(rèn)為是熱穩(wěn)定的。濕蒸汽傳輸速率(MVTR)用于測(cè)量濕蒸汽傳輸速率(MVTR)的測(cè)試說明見下文。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該程序適合于測(cè)試膜、涂料和帶涂層產(chǎn)品。在該程序中，將大約70毫升的由35重量份乙酸鉀和15重量份蒸餾水組成的溶液放在133毫升聚丙烯杯中，該聚丙烯杯杯口的內(nèi)徑為6. 5厘米。將一種膨脹型聚四氟乙烯 (PTFE)膜熱密封到該杯的口緣，產(chǎn)生容納該溶液的拉緊的防漏微孔阻擋物，根據(jù)美國專利 4，862，730 (屬于Crosby)描述的方法測(cè)試的該聚四氟乙烯膜的最小MVTR約為85，000克/ 米2Λ4小時(shí)。
將類似的膨脹型PTFE膜安裝在水浴表面上。使用溫控室和水循環(huán)浴將水浴組件控制在 23°C 士 0. 2°C。
使待測(cè)試的樣品調(diào)適到23°C的溫度和50%的相對(duì)濕度的條件下，然后進(jìn)行測(cè)試程序。放置樣品，以使微孔聚合物膜與安裝在水浴表面上的膨脹型聚四氟乙烯膜接觸，平衡至少15分鐘，然后引入所述杯組件。
對(duì)該杯組件稱重，精確到1/1000克，將其倒放在測(cè)試樣品的中心處。
水浴中水與飽和鹽溶液中水之間的驅(qū)動(dòng)力使水沿那個(gè)方向擴(kuò)散從而提供水通量， 提供水傳輸。樣品測(cè)試15分鐘，然后移走杯組件，再次稱重，精確到1/1000克以內(nèi)。
由杯組件的重量增值計(jì)算樣品的MVTR，表示為水的克數(shù)/平方米樣品表面積IcIA 小時(shí)。
測(cè)量材料的重量根據(jù)ASTM D751的第10部分所述方法進(jìn)行。
厚度變化測(cè)試
根據(jù)ASTM D751的第9部分測(cè)試樣品的初始厚度，只是壓腳直徑(pressure foot diameter)記為1”。調(diào)節(jié)設(shè)備，從而向試樣施加約3. 4psi的壓力。在水平燃燒測(cè)試中接觸火焰60秒之后(若60秒內(nèi)發(fā)生破裂，則在破裂之后)，再次測(cè)量樣品的厚度變化。觀察本測(cè)試之后膨脹結(jié)構(gòu)的厚度和完整性。
對(duì)流阻隔熱穩(wěn)定測(cè)試(空氣滲誘件)
優(yōu)選地，對(duì)流阻隔熱接觸之后的空氣滲透率小于約5弗雷澤。將381毫米(15英寸)的方形試樣在金屬框架中夾緊，然后懸掛在260°C (500° F)的加壓空氣循環(huán)烘箱中， 來確定對(duì)流阻隔的熱穩(wěn)定性。5分鐘接觸之后，將試樣從烘箱中移出。烘箱接觸過程中有熔滴產(chǎn)生或孔洞形成的試樣都不認(rèn)為是熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔。
在試樣冷卻之后，根據(jù)名為“紡織織物的空氣滲透性的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法(Mandard Test Method for Air Permeability Of Textile Fabrics) ”的ASTM D737-75測(cè)試方法對(duì)試樣的空氣滲透性進(jìn)行測(cè)試。小于5弗雷澤的試樣被認(rèn)為是熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔。
對(duì)流阻隔的厚度
將膜放置于Kafer FZ1000/30卡規(guī)(德國，巴登-符騰堡州的凱發(fā)量表公司 (Kafer Messuhrenfabrik GmbH，Villingen-Schwenningen, Germany))的兩塊平板之間對(duì)對(duì)流阻隔的厚度進(jìn)行測(cè)試。取三次測(cè)量的平均值。
對(duì)流阻隔的密度
將樣品沖切形成2. M厘米X 15. M厘米的矩形部分，測(cè)量確定其質(zhì)量(使用梅特勒-托倫脫分析天平(Mettler-Toledo analytical balance)，型號(hào)AG204)和厚度(使用Kafer FZ1000/30卡規(guī))。使用這些數(shù)據(jù)，按照下式計(jì)算密度 m
P = —TJ—W*/*/
其中ρ =密度(g/cc) ；m =質(zhì)量(g) ；w =寬度(cm) ；1 =長(zhǎng)度(cm)；和t =厚度 (cm)。取三次測(cè)量的平均值。
TMA膨脹測(cè)試
使用TMA(熱機(jī)械分析(Thermo-mechanical analysis))來測(cè)量可膨脹石墨顆粒15的膨脹率。使用TA儀器公司(TA Instruments)的TMA四40設(shè)備對(duì)膨脹率進(jìn)行測(cè)試。使用大致尺寸為直徑8毫米、高度12毫米的TGA陶瓷(氧化鋁)盤來固定樣品。使用宏膨脹探針(macroexpansion probe)，將直徑約6毫米的盤底部設(shè)定為零。再將用TMA探針測(cè)得 0. 1-0. 3毫米深的可膨脹石墨薄片(約15毫克)放入盤中。關(guān)閉爐并測(cè)量初始樣品高度。 以10°C /分鐘的升溫速率將爐從約25°C加熱至600°C。將TMA探針的替換對(duì)溫度作圖；所述替換用作膨脹的度量。
爐膨脹測(cè)試
在300°C的熱爐中加熱鎳坩堝2分鐘。向坩堝中加入可膨脹石墨的測(cè)試樣品(約 0.5克)，放置在300°C的熱爐中3分鐘。加熱期后，從爐中移出坩堝并使之冷卻，然后將膨脹石墨轉(zhuǎn)移到量筒中測(cè)量膨脹體積。用膨脹體積除以樣品的初始重量，得到膨脹率(單位為立方厘米/克)。
柔軟度或手感測(cè)試
使用TA 0 型手握計(jì)(Thwing-Albert Handle-O-Meter)(型號(hào) #211-5，來自美國賓夕法尼亞州費(fèi)城的 TA 儀器公司(Thwing Albert Instrument Company, Philadelphia, PA))對(duì)織物復(fù)合物樣品進(jìn)行手感測(cè)試。較低的數(shù)值表示需要較低的負(fù)載來彎曲樣品，并且表示樣品的柔軟度更高。
DSC吸熱測(cè)試
在購自TA儀器公司的Q2000DSC上使用Tzero 密封盤進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于每個(gè)樣品，在盤中放置約3毫克的可膨脹石墨。用刀片的角在盤的中心按壓從而使所述盤排出氣體，得到長(zhǎng)約2毫米且寬小于1毫米的裂口。DSC在20°C進(jìn)行平衡。然后以10°C/分鐘的速率將樣品從20°C加熱至400°C。從DSC曲線中得到吸熱值。
實(shí)施例
熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1
熱穩(wěn)定對(duì)流阻隔1按照以下方式構(gòu)造如美國專利申請(qǐng)公開號(hào)US/2007/0009679 中所述，使用由氟丙烯酸酯聚合物和炭黑組成的涂料處理ePTFE膜(平均孔徑0. 3微米，密度0.3克/立方厘米)。
熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔2
熱穩(wěn)定對(duì)流阻隔2按照以下方式構(gòu)造如美國專利第4，194，041號(hào)所述，用透氣性濕氣固化的聚氨酯的連續(xù)的部分滲透層(15gsm)處理ePTFE薄膜(孔徑0.3微米，密度 0. 45克/立方厘米)。將與第一 ePTFE膜相同的第二 ePTFE膜與上述帶涂層的ePTFE中帶聚氨酯涂層的一側(cè)接觸，以夾層(nip)形式結(jié)合，形成三組分ePTFE薄膜。所述薄膜在烘箱中部分固化，然后在紙板中心上以約> 50% RH的條件充分固化7天。
熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔3
根據(jù)共同擁有的美國專利第5，418，054A號(hào)所述方法制備阻隔材料。將兩層多孔膨脹聚四氟乙烯用聚(脲-氨基甲酸酯)聚合物的阻燃性粘合層層疊在一起，所述聚 (脲-氨基甲酸酯)聚合物包含構(gòu)建在聚合物鏈中的磷酯基團(tuán)，施用量約為12gsm。得到的熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔重約46gsm。
聚合物樹脂(PR) 1
阻燃性聚氨酯樹脂通過以下方式制備首先根據(jù)共同擁有的美國專利第4，532，316號(hào)的實(shí)施例形成樹脂，然后在反應(yīng)器中加入用量約為20重量％的磷基添加劑 (Antiblaze PR82)。聚合物樹脂(PR) 2阻燃性聚氨酯樹脂通過以下方式制備首先根據(jù)共同擁有的美國專利第 4，532，316號(hào)的實(shí)施例形成樹脂，然后在反應(yīng)器中加入用量約為觀重量％的磷基添加劑， 得到的磷元素含量約為3重量％ (以樹脂混合物的總重量計(jì))。聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物1將約20克(gm)可膨脹石墨(36 級(jí)，購自阿斯伯里石墨研磨公司(Asbury Graphite Mills, he)，加熱至280°C時(shí)膨脹度超過900微米)與約80克聚合物樹脂(PR) 1 進(jìn)行混合來制備聚合物樹脂和可膨脹石墨的混合物。向聚合物樹脂中混入可膨脹石墨薄片，使用低剪切手動(dòng)混合器在約100°C條件下進(jìn)行至少1分鐘，以確保均勻分散。聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物2將約5克可膨脹石墨(36 級(jí)，購自阿斯伯里石墨研磨公司)與約95克冊(cè)1混合來制備聚合物樹脂和可膨脹石墨的混合物。如上所述進(jìn)行混合。聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物3根據(jù)美國專利第4，532，316號(hào)制備聚合物樹脂。向約80克聚合物樹脂中加入約 20克可膨脹石墨(36 級(jí)，購自阿斯伯里石墨研磨公司)，得到聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物3。如上所述進(jìn)行混合。聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物4根據(jù)美國專利第4，532，316號(hào)制備聚合物樹脂。向約80克聚合物樹脂中加入約 20克可膨脹石墨(Nyagraph 351級(jí)，加熱至^(TC時(shí)膨脹度大于900微米，購自馬薩諸塞州阿什蘭的南卡納米技術(shù)公司(Nyacol Nano technologies，he.，Ashland，MA))，得到聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物4。如上所述進(jìn)行混合。聚合物樹脂-聚磷酸銨(ammonium polyphosphate)混合物向約80克PRl中加入約20克聚磷酸銨0 CROS C30，購自弗萊姆奇克公司(Flame Chk, Inc.))來制備混合物。如上所述進(jìn)行混合。
聚合物樹脂-三組分膨脹劑向約80克PRl中加入約20克市售的三組分化學(xué)膨脹劑(Budit 3076，購自弗萊姆奇克公司(Flame Chk, Inc.))來制備混合物。如上所述進(jìn)行混合。聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物5向約80克PRl中加入約20克可膨脹石墨(3538級(jí)，膨脹度在時(shí)小于900微米，購自阿斯伯里石墨研磨公司)。如上所述進(jìn)行混合。防水膜1使用以O(shè)mniflex(馬薩諸塞州格林菲爾德)出售的部件號(hào)為1540的市售防水透氣的整體型熱塑性聚氨酯膜?？椢飳?shí)施例1按照以下步驟制備包含熱反應(yīng)性材料的織物。將聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物 1的離散圓點(diǎn)通過凹版輥(約100°C，壓力約40psi)涂覆在購自南卡羅來納州斯巴達(dá)堡市的米利肯公司(Milliken Corporation, Spartanburg, SC)的 130gsm 的尼龍 6，6 針織外層
17織物(10) (755133類(STYLE 755133))上，按照這種方式提供織物表面上約32%的覆蓋率， 使用量約35克/平方米(gsm)。所述凹版輥具有圓點(diǎn)圖案，孔洞深度約1200微米，孔洞敞開處約2500微米，間隔約2500微米。使涂覆的織物在50% RH和23°C條件下固化48小時(shí)。涂覆有聚合物-石墨混合物1的樣品按照本文所述的自熄性燃燒測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，記錄續(xù)焰小于5秒。疊層實(shí)施例1使用購自米利肯公司(Milliken)(部件號(hào)131967)的95gsm尼龍6，6平織外層織物和熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1制備疊層，基本如圖2所示。所述疊層通過以下方式構(gòu)造在熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1上印刷所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物1的離散點(diǎn)，然后用約30psi 的夾具壓力將95gsm的尼龍機(jī)織外層織物粘附在所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔上。如上所述，用凹版輥印刷熱反應(yīng)性材料00)的離散點(diǎn)。得到的疊層是通過聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物1的點(diǎn)粘結(jié)的熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔和尼龍機(jī)織可熔性外層織物層的雙層疊層。將所述疊層在拉伸條件下施加(taken up) 在鋼鼓上，使其在超過約50%相對(duì)濕度的條件下固化48小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明所述的MVTR、水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品，結(jié)果示于表1。疊層實(shí)施例2基本上按照上述實(shí)施例1所述方法制備雙層疊層，除了使用熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔2 代替熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1。根據(jù)本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品，結(jié)果示于表1。疊層實(shí)施例3基本上如圖4所示制備疊層，使用購自南卡羅來納州斯巴達(dá)堡市的米利肯公司的 13(^細(xì)的尼龍6，6圓形針織外層織物(10) (755133類(STYLE 755133))和熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1(30)進(jìn)行制備。所述疊層通過以下方式構(gòu)造在熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1(30)上印刷所述聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物1的離散點(diǎn)，然后用夾具(nip)將130gsm的尼龍6，6圓形針織外層織物(10)粘附在所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1(30)上。如疊層實(shí)施例1所述進(jìn)行凹版層疊方法。得到的疊層是通過聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物的點(diǎn)粘結(jié)的熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔與尼龍針織可熔性面織物層的雙層疊層。將所述疊層在拉伸條件下施加在鋼鼓上，使其在超過約50%相對(duì)濕度的條件下固化48小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品，結(jié)果示于表1。疊層實(shí)施例4提供基本上根據(jù)實(shí)施例3制備的疊層，將PRl以離散點(diǎn)的圖案(約15gsm)施加在所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔的裸露的一側(cè)(尼龍機(jī)織織物的相對(duì)側(cè))，如圖4所示。再將60gsm 的芳族聚酰胺針織背襯織物(50)(部件號(hào)KRDZ602，購自SSM工業(yè)公司(Part No. KRDZ602 from SSM hdustries))通過以下方式粘附在所述雙層疊層上將帶有PRl點(diǎn)的雙層疊層和芳族聚酰胺背襯送過另一夾具，形成三層疊層。再將所述三層疊層在拉伸條件下施加在鋼鼓上，使其在超過約50%相對(duì)濕度的條件下固化48小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品，結(jié)果示于表1。根據(jù)手感測(cè)試方法對(duì)樣品的柔軟度也進(jìn)行測(cè)試，手感結(jié)果為192，顯示柔軟度良好。
疊層實(shí)施例5
基本上根據(jù)實(shí)施例4所述方法制備三層疊層，不同之處是使用109gsm改性聚丙烯腈(Modacrylic)/棉質(zhì)針織織物(部件號(hào)05洲9，購自聯(lián)合針織公司(United Knitting)) 作為背襯織物來代替芳族聚酰胺針織背襯織物。
根據(jù)本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品，結(jié)果示于表1。
疊層實(shí)施例6
基本上根據(jù)實(shí)施例4所述方法制備三層疊層，不同之處是使用SOgsm聚酯機(jī)織物 (部件號(hào)US101，購自米利肯公司)作為外層織物來代替130gsm的尼龍6，6針織外層織物。
疊層實(shí)施例7
基本上根據(jù)實(shí)施例2所述方法制備雙層疊層，不同之處是使用聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物2代替聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物1。
疊層實(shí)施例8
基本上根據(jù)實(shí)施例3所述方法制備雙層疊層，不同之處是使用的凹版輥印刷覆蓋有約89%的熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1和聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物4。
疊層實(shí)施例9
基本上根據(jù)實(shí)施例4所述方法制備三層疊層，不同之處是使用聚合物樹脂-可膨脹石墨3。
如表1所示，疊層實(shí)施例1-9的測(cè)試結(jié)果顯示本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)提高破裂時(shí)間，基本上無續(xù)焰，無熔滴，同時(shí)提供良好的濕蒸汽傳輸速率。以下所述的其它實(shí)施例進(jìn)一步研究疊層構(gòu)造和材料的效果。
實(shí)施例10
使用購自米利肯公司(Milliken)(部件號(hào)131967)的95gsm尼龍6，6平織外層織物和熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1制備疊層。所述疊層通過以下方法構(gòu)造在熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔2 上印刷PRl的離散點(diǎn)，然后用夾具將95gsm的尼龍外層織物粘附在所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔上。得到的疊層是通過I3Rl (40)粘結(jié)的熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔(30)和尼龍機(jī)織可熔性外層織物(10)的雙層疊層。將所述疊層在拉伸條件下施加在鋼鼓上，使其在超過約50%相對(duì)濕度的條件下固化48小時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品，結(jié)果示于表1。
實(shí)施例11
用與實(shí)施例4的疊層類似的方式構(gòu)造疊層，不同之處是形成三層疊層中的雙層疊層部分時(shí)，使用聚合物樹脂-聚磷酸銨混合物代替活性絕緣材料1。
根據(jù)本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品，結(jié)果示于表1。
實(shí)施例12
用與實(shí)施例4的疊層類似的方式構(gòu)造疊層，不同之處是形成雙層疊層時(shí)，使用聚合物樹脂-三組分膨脹混合物代替聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物1。
根據(jù)本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品，結(jié)果示于表1。 同樣對(duì)樣品的柔軟度進(jìn)行測(cè)試，得到的手感值為198。
實(shí)施例13
用與實(shí)施例4的疊層類似的方式構(gòu)造疊層，不同之處是使用聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物5代替聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物1來制備三層疊層中的雙層疊層部分。根據(jù)本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品，結(jié)果示于表1。 同樣對(duì)樣品的柔軟度進(jìn)行測(cè)試，得到的手感值為171。實(shí)施例14用與實(shí)施例3類似的方式構(gòu)造疊層，不同之處是使用防水透氣性聚氨酯膜代替熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1。使用以O(shè)mniflex(馬薩諸塞州格林菲爾德)出售的部件號(hào)為1540的市售的透氣性整體型熱塑性聚氨酯膜。根據(jù)本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品，結(jié)果示于表1。實(shí)施例15如圖8所示，將聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物1 00)的離散點(diǎn)印刷在實(shí)施例10 中熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1(30’)的裸露的一側(cè)。熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔1(30”)的另一層以如下方式粘附于雙層疊層的對(duì)流阻隔側(cè)將這些層一起送入夾具?；旧弦辕B層實(shí)施例1同樣的方式進(jìn)行凹版層疊。得到的第二對(duì)流阻隔1(30”)的裸露一側(cè)上印刷有PRl的離散點(diǎn)00)， 并粘附在60gsm的芳族聚酰胺(Aramid)針織背襯織物(50)上。得到的疊層是四層疊層， 使其在超過約50%的相對(duì)濕度下固化約48小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明所述的水平燃燒測(cè)試和自熄性燃燒測(cè)試方法測(cè)試樣品，結(jié)果示于表1。實(shí)施例16基本上根據(jù)實(shí)施例4的疊層制備三層疊層，不同之處是使用PRl制備三層疊層中的雙層疊層部分，同時(shí)使用聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物1將2層疊層變?yōu)?層疊層。
權(quán)利要求
1.一種柔性織物復(fù)合物，所述織物復(fù)合物基本上由以下材料組成可燃可熔性外層織物，熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔，所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔包含膨脹型聚四氟乙烯(ePTFE)，和熱反應(yīng)性材料，所述熱反應(yīng)性材料以印刷的不連續(xù)點(diǎn)、線段或柵格圖案形式位于所述外層織物和所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔之間，所述熱反應(yīng)性材料的表面覆蓋率為30% -80%, 所述熱反應(yīng)性材料包含交聯(lián)聚合物和可膨脹石墨的聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物，所述可膨脹石墨在280°C的膨脹度至少約為900微米，且吸熱率大于或等于100焦耳/克，所述可燃可熔性外層織物和所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔粘性結(jié)合在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述熱反應(yīng)性材料將所述可燃可熔性外層織物和所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔粘性結(jié)合在一起。
3.如權(quán)利要求1所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述熱反應(yīng)性材料是離散點(diǎn)的圖案形式。
4.如權(quán)利要求1所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述圖案的間距為500微米-6000微米。
5.如權(quán)利要求1所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述吸熱率大于200焦耳/克。
6.如權(quán)利要求1所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，根據(jù)邊緣灼燒測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述織物復(fù)合物的續(xù)焰小于20秒。
7.如權(quán)利要求1所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，根據(jù)邊緣灼燒測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述織物復(fù)合物的炭化長(zhǎng)度小于20厘米。
8.如權(quán)利要求1所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述可燃可熔性外層織物基本上由聚酰胺組成。
9.如權(quán)利要求1所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述可燃可熔性外層織物基本上由聚酯組成。
10.如權(quán)利要求1所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述復(fù)合物小于10盎司/碼 2(340 克 / 米 2)。
11.如權(quán)利要求1所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述復(fù)合物的濕蒸汽傳輸速率 (MVTR)大于1000克/米2/24小時(shí)。
12.—種柔性織物復(fù)合物，所述柔性織物復(fù)合物包含可熔可燃性外層織物，熱反應(yīng)性材料，所述熱反應(yīng)性材料包含包封在聚合物樹脂中的可膨脹石墨混合物，所述可膨脹石墨在280°C時(shí)的膨脹度至少為900微米，和基材，所述基材包括與所述可熔性外層織物結(jié)合的熱穩(wěn)定性織物背襯或熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔，所述包封在聚合物樹脂中的可膨脹石墨的混合物以不連續(xù)圖案的形式施用于所述可熔性外層織物和所述基材之間，表面覆蓋率小于80%，間距為500微米-6000微米，形成所述熱反應(yīng)性材料；和根據(jù)表面碰撞火焰測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述柔性織物復(fù)合物的續(xù)焰小于20秒。
13.如權(quán)利要求12所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述熱反應(yīng)性材料的表面覆蓋率至少為30%。
14.如權(quán)利要求12所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述熱反應(yīng)性材料的表面覆蓋率小于60%。
15.如權(quán)利要求12所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述聚合物樹脂是交聯(lián)的。
16.如權(quán)利要求12所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，根據(jù)表面碰撞火焰測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述柔性織物復(fù)合物無孔洞形成。
17.如權(quán)利要求12所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，根據(jù)表面碰撞火焰測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述柔性織物復(fù)合物的續(xù)焰小于10秒。
18.如權(quán)利要求12所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述基材是熱穩(wěn)定性織物。
19.如權(quán)利要求18所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述熱穩(wěn)定性織物背襯包括芳族聚酰胺、阻燃性棉、阻燃性人造絲、改性聚丙烯腈摻混物或它們的組合。
20.如權(quán)利要求12所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述基材是熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔。
21.如權(quán)利要求20所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔包含 ePTFE。
22.如權(quán)利要求20所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述柔性織物復(fù)合物進(jìn)一步包括熱穩(wěn)定性織物背襯，所述熱穩(wěn)定性織物背襯設(shè)置成與所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔相鄰，所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔位于所述熱反應(yīng)性材料的相對(duì)一側(cè)上。
23.如權(quán)利要求12所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述柔性織物復(fù)合物構(gòu)造成夾克，其中柔性織物疊層取向成所述可熔可燃性外層織物是所述夾克的外表面，根據(jù)服裝燃燒性測(cè)試法對(duì)Nyco襯衫和棉質(zhì)T恤進(jìn)行測(cè)試時(shí)G秒接觸)，得到身體燒傷結(jié)果的總百分?jǐn)?shù)小于20%。
24.如權(quán)利要求12所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述可燃可熔性外層織物基本上由聚酰胺或聚酯組成。
25.如權(quán)利要求12所述的柔性織物復(fù)合物，其特征在于，所述復(fù)合物的濕蒸汽傳輸速率(MVTR)大于1000克/米2/24小時(shí)。
26.—種柔性織物疊層，所述柔性織物疊層包含可熔且不可燃性外層織物，熱反應(yīng)性材料，所述熱反應(yīng)性材料包含包封在聚合物樹脂中的可膨脹石墨混合物，所述可膨脹石墨在280°C時(shí)的膨脹度至少為900微米，和基材，所述基材包括與所述可熔且不可燃性外層織物粘性結(jié)合的熱穩(wěn)定性織物背襯或熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔，所述包封在聚合物樹脂中的可膨脹石墨混合物以不連續(xù)圖案的形式施用于所述可熔且不可燃的外層織物和所述基材之間。
27.如權(quán)利要求沈所述的柔性織物疊層，其特征在于，根據(jù)邊緣灼燒測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述疊層的炭化長(zhǎng)度小于10厘米。
28.如權(quán)利要求沈所述的柔性織物疊層，其特征在于，根據(jù)邊緣灼燒測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述疊層的續(xù)焰小于10秒。
29.如權(quán)利要求沈所述的柔性織物疊層，其特征在于，所述可熔且不可燃性外層織物是次膦酸鹽/酯改性的聚酯。
30.如權(quán)利要求沈所述的柔性織物疊層，其特征在于，所述基材包括熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔。
31.如權(quán)利要求30所述的柔性織物疊層，其特征在于，所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔包含 PTFE0
32.如權(quán)利要求30所述的柔性織物疊層，其特征在于，所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔包含 ePTFE 膜。
33.如權(quán)利要求沈所述的柔性織物疊層，其特征在于，所述圖案的間距為500微米-6000微米。
34.如權(quán)利要求沈所述的柔性織物疊層，其特征在于，所述熱反應(yīng)性材料的表面覆蓋率小于80%。
35.一種柔性織物疊層的制作方法，所述柔性織物疊層具有可熔性外層織物，所述柔性織物疊層與火焰接觸時(shí)沒有觀察到熔滴，所述方法包括a)提供可熔性外層織物；b)提供基材，所述基材由熱穩(wěn)定性織物背襯或熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔組成；c)提供熱反應(yīng)性材料，所述熱反應(yīng)性材料包含包封在聚合物樹脂中的可膨脹石墨的混合物；d)將所述包封在聚合物樹脂中的可膨脹石墨的混合物以印刷的不連續(xù)圖案形式任選地施用在所述可熔性外層織物或所述基材的表面上，間距為500微米-6000微米，表面覆蓋率為30% -80%，形成所述熱反應(yīng)性材料；和e)將所述可熔性外層織物和所述基材用位于二者之間的所述熱反應(yīng)性材料結(jié)合在一起，根據(jù)水平燃燒測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，與火焰接觸后，所述可熔性外層織物熔化，并且所述熱反應(yīng)性材料膨脹并吸收熔融物，形成可熔性外層織物和膨脹型熱反應(yīng)性材料的復(fù)合物， 且沒有熔滴。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述不連續(xù)形式是熱反應(yīng)性材料的離散點(diǎn)ο
37.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述可膨脹石墨在^(TC時(shí)的膨脹度至少約為900微米。
38.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述熱反應(yīng)性材料包含交聯(lián)的聚合物樹脂。
39.一種織物復(fù)合物，所述織物復(fù)合物具有可熔性外層織物，所述織物復(fù)合物被可燃性液體污染之后與火焰接觸時(shí)具有短的續(xù)焰，所述織物復(fù)合物包括可熔性外層織物， 熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔，熱反應(yīng)性材料，所述熱反應(yīng)性材料包含包封在交聯(lián)的聚合物樹脂中的可膨脹石墨，所述熱反應(yīng)性材料以不連續(xù)圖案的形式在所述外層織物和所述熱穩(wěn)定性對(duì)流阻隔之間形成結(jié)合，表面覆蓋率小于80%，與火焰接觸后，被可燃性液體污染物污染的可熔性織物被吸收到所述膨脹型熱反應(yīng)性材料中，根據(jù)表面碰撞測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述織物復(fù)合物的續(xù)焰小于10秒。
40.如權(quán)利要求39所述的織物復(fù)合物，其特征在于，所述表面覆蓋率大于30%。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種減少可燃可熔性材料的續(xù)焰的方法。本發(fā)明描述了一種織物復(fù)合物，所述織物復(fù)合物包括包含可燃可熔性材料的外層織物和包含聚合物樹脂-可膨脹石墨混合物的熱反應(yīng)性材料。
文檔編號(hào)B32B5/02GK102481025SQ201080028897
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者A·B·梅普爾斯, D·潘斯 申請(qǐng)人:戈?duì)柶髽I(yè)控股股份有限公司