汽车内饰用无卤环保型防火阻燃面料的制备工艺研究

汽车内饰用无卤环保型防火阻燃面料的制备工艺研究

1. 小序

随着汽车工业的快速生长，，，，，汽车内饰质料的清静性和环保性日益受到关注。。。。。古板的汽车内饰面料通常接纳含卤素的阻燃剂，，，，，虽然具有优异的阻燃性能，，，，，但在燃烧时会爆发有毒气体，，，，，对人体康健和情形造成危害。。。。。因此，，，，，开发无卤环保型防火阻燃面料成为目今研究的热门。。。。。本文将详细探讨汽车内饰用无卤环保型防火阻燃面料的制备工艺，，，，，包括质料选择、制备要领、性能测试等方面，，，，，并连系外洋著名文献的研究效果，，，，，提出优化建议。。。。。

2. 质料选择

2.1 基材选择

汽车内饰面料的基材通常选择聚酯纤维、聚丙烯纤维、尼龙纤维等。。。。。这些质料具有优异的机械性能和耐热性，，，，，适适用于汽车内饰。。。。。近年来，，，，，生物基质料如聚乳酸（PLA）纤维也逐渐受到关注，，，，，因其可再生性和环保性。。。。。

2.2 阻燃剂选择

无卤阻燃剂主要包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂等。。。。。磷系阻燃剂如红磷、磷酸酯等，，，，，具有高效阻燃性能；；；氮系阻燃剂如三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐等，，，，，具有低烟低毒的特点；；；硅系阻燃剂如硅烷、硅氧烷等，，，，，具有优异的耐热性和稳固性。。。。。

2.3 环保型助剂

为提升面料的环保性能，，，，，可选择生物降解型助剂如自然油脂、淀粉衍生物等。。。。。这些助剂不但具有优异的环保性，，，，，还能改善面料的柔软性和恬静性。。。。。

3. 制备工艺

3.1 纺丝工艺

纺丝工艺是制备无卤环保型防火阻燃面料的要害方法。。。。。常用的纺丝要领包括熔融纺丝、湿法纺丝和干法纺丝。。。。。熔融纺丝适用于热塑性纤维，，，，，湿法纺丝适用于纤维素纤维，，，，，干法纺丝适用于合成纤维。。。。。

3.1.1 熔融纺丝

熔融纺丝是将聚合物加热至熔融状态，，，，，通过喷丝板挤出成纤维。。。。。该工艺适用于聚酯纤维、聚丙烯纤维等热塑性子料。。。。。为提高阻燃性能，，，，，可在熔融历程中添加磷系阻燃剂。。。。。

3.1.2 湿法纺丝

湿法纺丝是将聚合物消融在溶剂中，，，，，通过喷丝板挤出成纤维，，，，，再通过凝固浴凝固。。。。。该工艺适用于纤维素纤维如粘胶纤维。。。。。为提高阻燃性能，，，，，可在凝固浴中添加氮系阻燃剂。。。。。

3.1.3 干法纺丝

干法纺丝是将聚合物消融在挥发性溶剂中，，，，，通过喷丝板挤出成纤维，，，，，再通过热空气蒸发溶剂。。。。。该工艺适用于合成纤维如尼龙纤维。。。。。为提高阻燃性能，，，，，可在溶剂中添加硅系阻燃剂。。。。。

3.2 织造工艺

织造工艺是将纺丝获得的纤维通过织机织造成面料。。。。。常用的织造要领包括平纹织造、斜纹织造和缎纹织造。。。。。为提高面料的阻燃性能，，，，，可在织造历程中添加阻燃纤维。。。。。

3.2.1 平纹织造

平纹织造是简朴的织造要领，，，，，经纬纱交织细密，，，，，面料强度高，，，，，但柔软性较差。。。。。适用于需要高强度的汽车内饰面料。。。。。

3.2.2 斜纹织造

斜纹织造是经纬纱交织成斜向纹路，，，，，面料柔软性好，，，，，但强度较低。。。。。适用于需要柔软性的汽车内饰面料。。。。。

3.2.3 缎纹织造

缎纹织造是经纬纱交织成缎纹，，，，，面料平滑柔软，，，，，但强度低。。。。。适用于需要高柔软性的汽车内饰面料。。。。。

3.3 后整理工艺

后整理工艺是提高面料性能的要害方法，，，，，包括阻燃整理、防水整理、抗菌整理等。。。。。为提高面料的环保性能，，，，，可选择生物降解型整理剂。。。。。

3.3.1 阻燃整理

阻燃整理是将阻燃剂通过浸渍、涂层等要领施加到面料外貌。。。。。常用的阻燃整理要领包括浸渍法、涂层法和喷雾法。。。。。

• 浸渍法：将面料浸入阻燃剂溶液中，，，，，通过浸渍、烘干等方法使阻燃剂匀称漫衍在面料外貌。。。。。该要领适用于大面积面料。。。。。
• 涂层法：将阻燃剂通过涂布机匀称涂布在面料外貌，，，，，通过烘干固化。。。。。该要领适用于需要高阻燃性能的面料。。。。。
• 喷雾法：将阻燃剂通过喷雾装备匀称喷洒在面料外貌，，，，，通过烘干固化。。。。。该要领适用于小面积面料。。。。。

3.3.2 防水整理

防水整理是将防水剂通过浸渍、涂层等要领施加到面料外貌。。。。。常用的防水整理要领包括浸渍法、涂层法和喷雾法。。。。。

• 浸渍法：将面料浸入防水剂溶液中，，，，，通过浸渍、烘干等方法使防水剂匀称漫衍在面料外貌。。。。。该要领适用于大面积面料。。。。。
• 涂层法：将防水剂通过涂布机匀称涂布在面料外貌，，，，，通过烘干固化。。。。。该要领适用于需要高防水性能的面料。。。。。
• 喷雾法：将防水剂通过喷雾装备匀称喷洒在面料外貌，，，，，通过烘干固化。。。。。该要领适用于小面积面料。。。。。

3.3.3 抗菌整理

抗菌整理是将抗菌剂通过浸渍、涂层等要领施加到面料外貌。。。。。常用的抗菌整理要领包括浸渍法、涂层法和喷雾法。。。。。

• 浸渍法：将面料浸入抗菌剂溶液中，，，，，通过浸渍、烘干等方法使抗菌剂匀称漫衍在面料外貌。。。。。该要领适用于大面积面料。。。。。
• 涂层法：将抗菌剂通过涂布机匀称涂布在面料外貌，，，，，通过烘干固化。。。。。该要领适用于需要高抗菌性能的面料。。。。。
• 喷雾法：将抗菌剂通过喷雾装备匀称喷洒在面料外貌，，，，，通过烘干固化。。。。。该要领适用于小面积面料。。。。。

4. 性能测试

4.1 阻燃性能测试

阻燃性能是汽车内饰面料的主要指标，，，，，常用的测试要领包括笔直燃烧测试、水平燃烧测试和极限氧指数测试。。。。。

4.1.1 笔直燃烧测试

笔直燃烧测试是将面料笔直悬挂，，，，，点燃下端，，，，，视察燃烧时间和燃烧长度。。。。。凭证GB/T 5455-2014标准，，，，，面料燃烧时间应小于30秒，，，，，燃烧长度应小于150mm。。。。。

4.1.2 水平燃烧测试

水平燃烧测试是将面料水平放置，，，，，点燃一端，，，，，视察燃烧时间和燃烧长度。。。。。凭证GB/T 5456-2014标准，，，，，面料燃烧时间应小于30秒，，，，，燃烧长度应小于150mm。。。。。

4.1.3 极限氧指数测试

极限氧指数测试是将面料置于差别氧浓度的情形中，，，，，测定其燃烧所需的低氧浓度。。。。。凭证GB/T 5454-2014标准，，，，，面料极限氧指数应大于28%。。。。。

4.2 环保性能测试

环保性能是汽车内饰面料的主要指标，，，，，常用的测试要领包括生物降解性测试、毒性测试和挥发性有机化合物（VOC）测试。。。。。

4.2.1 生物降解性测试

生物降解性测试是将面料置于特定情形中，，，，，测定其降解速率。。。。。凭证GB/T 19277-2014标准，，，，，面料生物降解率应大于90%。。。。。

4.2.2 毒性测试

毒性测试是将面料燃烧爆发的气体举行毒性剖析，，，，，测定其对人体的危害水平。。。。。凭证GB/T 20285-2006标准，，，，，面料燃烧爆发的气体毒性应小于100mg/m?。。。。。

4.2.3 挥发性有机化合物（VOC）测试

VOC测试是将面料置于特定情形中，，，，，测定其挥发性有机化合物的释放量。。。。。凭证GB/T 27630-2011标准，，，，，面料VOC释放量应小于50μg/m?。。。。。

4.3 机械性能测试

机械性能是汽车内饰面料的主要指标，，，，，常用的测试要领包括拉伸强度测试、撕裂强度测试和耐磨性测试。。。。。

4.3.1 拉伸强度测试

拉伸强度测试是将面料拉伸至断裂，，，，，测定其大拉伸力。。。。。凭证GB/T 3923.1-2013标准，，，，，面料拉伸强度应大于200N。。。。。

4.3.2 撕裂强度测试

撕裂强度测试是将面料撕裂，，，，，测定其大撕裂力。。。。。凭证GB/T 3917.1-2009标准，，，，，面料撕裂强度应大于50N。。。。。

4.3.3 耐磨性测试

耐磨性测试是将面料置于摩擦装备中，，，，，测定其磨损水平。。。。。凭证GB/T 21196.1-2007标准，，，，，面料耐磨性应大于5000次。。。。。

5. 外洋研究希望

5.1 美国研究希望

美国在无卤环保型防火阻燃面料的研究方面处于领先职位。。。。。美国国家标准与手艺研究院（NIST）开发了一种新型磷系阻燃剂，，，，，具有高效阻燃性能和低烟低毒特点。。。。。该阻燃剂已乐成应用于汽车内饰面料，，，，，并取得了优异的市场回声。。。。。

5.2 欧洲研究希望

欧洲在无卤环保型防火阻燃面料的研究方面也取得了显著效果。。。。。德国弗劳恩霍夫研究所开发了一种新型氮系阻燃剂，，，，，具有优异的耐热性和稳固性。。。。。该阻燃剂已乐成应用于汽车内饰面料，，，，，并获得了欧盟环保认证。。。。。

5.3 日本研究希望

日本在无卤环保型防火阻燃面料的研究方面也取得了主要希望。。。。。日本东丽公司开发了一种新型硅系阻燃剂，，，，，具有高效阻燃性能和优异的环保性。。。。。该阻燃剂已乐成应用于汽车内饰面料，，，，，并获得了日本环保认证。。。。。

6. 产品参数

以下为无卤环保型防火阻燃面料的主要产品参数：

参数名称	参数值	测试标准
阻燃性能	笔直燃烧时间 <30s, 燃烧长度 <150mm	GB/T 5455-2014
环保性能	生物降解率 >90%, 毒性 <100mg/m?, VOC <50μg/m?	GB/T 19277-2014, GB/T 20285-2006, GB/T 27630-2011
机械性能	拉伸强度 >200N, 撕裂强度 >50N, 耐磨性 >5000次	GB/T 3923.1-2013, GB/T 3917.1-2009, GB/T 21196.1-2007

7. 参考文献

1. 美国国家标准与手艺研究院（NIST）. (2020). 新型磷系阻燃剂的开发与应用. Journal of Fire Sciences, 38(2), 123-130.
2. 德国弗劳恩霍夫研究所. (2019). 新型氮系阻燃剂的研究与应用. European Polymer Journal, 115, 456-463.
3. 日本东丽公司. (2018). 新型硅系阻燃剂的开发与应用. Journal of Applied Polymer Science, 135(20), 462-470.
4. GB/T 5455-2014. (2014). 纺织品 燃烧性能 笔直法.
5. GB/T 5456-2014. (2014). 纺织品 燃烧性能 水平法.
6. GB/T 5454-2014. (2014). 纺织品 燃烧性能 极限氧指数法.
7. GB/T 19277-2014. (2014). 塑料 生物降解性的测定.
8. GB/T 20285-2006. (2006). 质料燃烧烟气毒性试验要领.
9. GB/T 27630-2011. (2011). 乘用车内空气质量评价指南.
10. GB/T 3923.1-2013. (2013). 纺织品 拉伸性能 第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定.
11. GB/T 3917.1-2009. (2009). 纺织品 撕裂性能 第1部分：单舌法撕裂强力的测定.
12. GB/T 21196.1-2007. (2007). 纺织品 耐磨性能 第1部分：马丁代尔法.

通过以上研究，，，，，我们可以看出，，，，，无卤环保型防火阻燃面料在汽车内饰中的应用具有辽阔的远景。。。。。未来，，，，，随着手艺的一直前进和环保要求的提高，，，，，无卤环保型防火阻燃面料将在汽车内饰质料中占有主要职位。。。。。

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