專利名稱：非鹵素類阻燃性基底材料和車輛用或飛機(jī)用地毯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在燃燒時不產(chǎn)生鹵素氣體的非鹵素類阻燃性基底材料，以及使用該基底材料的車輛用(汽車、鐵路車輛)和飛機(jī)用地毯。
背景技術(shù)：
目前，在車輛(汽車、鐵路車輛)和飛機(jī)的地毯之類的纖維內(nèi)裝材料中，為了符合阻燃規(guī)定，使用了氯和溴等鹵素類阻燃性基底材料。這種基底材料在焚燒廢料時會腐蝕焚燒爐，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，產(chǎn)生有害的二噁英，具有對環(huán)境不利的缺點(diǎn)。
另一方面，作為非鹵素類阻燃劑，已知的有如多磷酸銨、水溶性磷酸銨和磷酸酯這樣的非鹵素類阻燃劑，還有氫氧化鋁、氫氧化鎂之類的非鹵素類金屬水合物。
然而，為了得到足夠的阻燃性，相對于在現(xiàn)有的基底材料中所使用的聚合物，必須大量地添加這些非鹵素類阻燃劑，若添加實(shí)現(xiàn)阻燃效果所必要的量，則加工適應(yīng)性降低，引起基底材料的經(jīng)時穩(wěn)定性等方面的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1目的在于，提供一種即使不使用鹵素類阻燃劑，也具有阻燃性的、加工適應(yīng)性優(yōu)良、而且耐熱性優(yōu)良的非鹵素類阻燃性基底材料。此外，本發(fā)明的第2目的在于，提供一種在上述基礎(chǔ)上，基底材料的經(jīng)時穩(wěn)定性優(yōu)良的非鹵素類阻燃性基底材料。
本發(fā)明涉及一種非鹵素類阻燃性基底材料，其特征在于其含有下述的(A)和(B)，相對于100重量份(換算為固態(tài)成分)(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠，(B)為20～500重量份(B-1)選自多磷酸銨鹽類、磷酸酯和水溶性磷酸銨中至少一種的非鹵素類阻燃劑和/或20～500重量份(B-2)非鹵素類金屬水合物[但是，在同時使用(B-1)成分和(B-2)成分時，(B-1)+(B-2)＝20～500重量份]。
其中，氰化乙烯基-丙烯酸共聚物中的單體組成的主要成分優(yōu)選是氰化乙烯類單體為2～60重量％，丙烯酸酯單體為98～40重量％。
此外，作為氰化乙烯類單體，優(yōu)選是丙烯腈。
進(jìn)一步的，作為(B-1)非鹵素類阻燃劑，優(yōu)選是選自多磷酸銨鹽類、磷酸酯和水溶性磷酸銨中的至少一種，特別優(yōu)選平均粒徑為5～50μm、在20℃下的2重量％水分散液中可溶成分在0.2重量％以下的多磷酸銨。
此外，作為(B-2)非鹵素類金屬水合物，優(yōu)選是選自氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣和氫氧化鋇中的至少1種，其中特別優(yōu)選平均粒徑為1～40μm的氫氧化鋁。
另外，本發(fā)明還涉及通過將上述的非鹵素類阻燃性基底材料涂敷在地毯內(nèi)面，干燥后制得的車輛用或飛機(jī)用地毯。
本發(fā)明的基底材料通過在(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠中，組合(B)(B-1)特定的非鹵素類阻燃劑和/或(B-2)特定的非鹵素類金屬水合物，可以得到足夠的阻燃性，此外加工適應(yīng)性、基底材料的經(jīng)時穩(wěn)定性也優(yōu)良，可以表現(xiàn)出與現(xiàn)有的地毯同樣的物性。此外，使用本發(fā)明的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠的基底材料和現(xiàn)有的使用丁腈(NBR)乳膠等的基底材料相比，在耐熱性方面也更好。
具體實(shí)施例方式
(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠本發(fā)明中所用的氰化乙烯基-丙烯酸共聚物是一種以氰化乙烯類單體和丙烯酸酯單體為主要成分的共聚物。
氰化乙烯基-丙烯酸共聚物的單體組成的主要成分為氰化乙烯類單體為2～60重量％，優(yōu)選5～40重量％，更優(yōu)選10～35重量％，丙烯酸酯共聚物為98～40重量％，優(yōu)選95～60重量％，更優(yōu)選90～65重量％。若氰化乙烯類單體量不足2重量％，則不能發(fā)揮充分的阻燃性能，另一方面，若超過60重量％，則聚合穩(wěn)定性較差。
需說明的是，在本發(fā)明中使用的氰化乙烯基-丙烯酸共聚物中，可以根據(jù)需要使其進(jìn)一步和其它可與之共聚的不飽和單體進(jìn)行共聚。
其中，作為氰化乙烯類單體，可以列舉丙烯腈、α-甲氧基丙烯腈、甲基丙烯腈、α-甲氧基甲基丙烯腈、偏二氰乙烯等，其可以使用1種或2種以上。特別優(yōu)選丙烯腈。
此外，作為丙烯酸酯單體，可以列舉丙烯酸酯單體和甲基丙烯酸酯單體。其中丙烯酸酯單體和甲基丙烯酸酯單體是也普遍地用于現(xiàn)有的水性丙烯酸乳液中的、丙烯酸以及甲基丙烯酸和脂肪族、脂環(huán)族或芳香族的非取代醇的酯。這時所述的非取代是指不含有烴基以外的基的意思。丙烯酸酯單體和甲基丙烯酸酯單體的示例可以列舉丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸庚酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸異壬酯、甲基丙烯酸正壬酯、甲基丙烯酸異壬酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十一烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸異戊酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸異戊酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸芐酯、丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯等。優(yōu)選的單體為含有碳原子數(shù)為4～12的烷基的丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯，更優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯，特別優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯。這些單體可以單獨(dú)使用，也可以混合2種以上混合使用。
在本發(fā)明中，作為能夠和氰化乙烯類單體、丙烯酸酯單體和/或甲基丙烯酸酯單體一起構(gòu)成(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠的其它單體，可以列舉芳香族乙烯類單體、乙烯性不飽和羧酸羥基烷基酯單體、乙烯性不飽和羧酸酰胺單體、乙烯性不飽和酸單體、乙烯性不飽和磺酸酯單體、乙烯性不飽和醇或其酯的單體、乙烯性不飽和醚單體、乙烯性不飽和胺單體、乙烯性不飽和硅烷單體、脂肪族共軛二烯類單體等。
上述芳香族乙烯類單體的示例有苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰-甲基苯乙烯、對-甲基苯乙烯、鄰-乙基苯乙烯、對-乙基苯乙烯、對-甲氧基苯乙烯、對-氨基苯乙烯、對-乙酰氧基苯乙烯、苯乙烯磺酸鈉、α-乙烯基萘、1-乙烯基萘-4-磺酸鈉、2-乙烯基芴、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶等，特別優(yōu)選苯乙烯。
上述乙烯性不飽和羧酸羥基烷基酯單體的示例有，丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基丙酯、甲基丙烯酸羥基丙酯、丙烯酸羥基丁酯、甲基丙烯酸羥基丁酯。
上述乙烯性不飽和羧酸酰胺單體的示例有，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基乙基丙烯酰胺、N-丁氧基乙基甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基甲基丙烯酰胺、N-正丙氧基甲基丙烯酰胺、N-正丙氧基甲基甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N，N-二乙基甲基丙烯酰胺等。
上述乙烯性不飽和酸單體可以使用乙烯性不飽和羧酸和乙烯性不飽和磺酸等。乙烯性不飽和羧酸的示例有丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富馬酸、富馬酸酐、馬來酸、馬來酸酐等，乙烯性不飽和磺酸的示例有乙烯基磺酸、異戊二烯磺酸等。乙烯性不飽和酸單體也可以被例如堿金屬中和。此外，上述乙烯性不飽和磺酸酯單體的示例有乙烯基磺酸烷基酯、異戊二烯磺酸烷基酯等。
上述乙烯性不飽和醇或其酯有烯丙醇、甲基烯丙醇、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、乙酸烯丙酯、己酸甲基烯丙酯、月桂酸烯丙酯、苯甲酸烯丙酯、烷基磺酸乙烯酯、烷基磺酸烯丙酯、芳基磺酸乙烯酯等。
上述乙烯性不飽和醚單體有甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、異丙基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、乙基烯丙基醚等。
上述乙烯性不飽和胺有乙烯基二甲基胺、乙烯基二乙基胺、乙烯基二苯基胺、烯丙基二甲基胺、甲基烯丙基二乙基胺等。
上述乙烯性不飽和硅烷有乙烯基三乙基硅烷等。
上述脂肪族共軛二烯類單體有1，3-丁二烯、2-甲基-1，3-丁二烯、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、2-新戊基-1，3-丁二烯、2-氰基-1，3-丁二烯、取代直鏈共軛戊二烯類、直鏈和支鏈共軛己二烯等，特別優(yōu)選1，3-丁二烯。
上述其它單體可以單獨(dú)使用，也可以混合2種以上使用。
在所有單體成分中，上述其它單體的使用量通常為10重量％以下，優(yōu)選5重量％以下。
本發(fā)明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠可以通過將預(yù)先制備的聚合物溶解于溶劑中形成聚合物溶液，由溶液聚合制得的聚合物溶液等通過轉(zhuǎn)相的方法制成水性乳膠，一般優(yōu)選通過將氰化乙烯類單體、丙烯酸酯單體和/或甲基丙烯酸酯單體根據(jù)情況與其它的單體一起進(jìn)行乳液聚合的方法來制備。
下面對制備本發(fā)明的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠的乳液聚合法進(jìn)行說明。
制備本發(fā)明中使用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠的乳液聚合一般使用含有烴類表面活性劑的乳化劑，在聚合引發(fā)劑的存在下，必要的話在鏈轉(zhuǎn)移劑、各種電解質(zhì)、pH調(diào)節(jié)劑等存在下，通過聚合含有氰化乙烯類單體、丙烯酸酯單體和/或甲基丙烯酸酯單體以及其它單體的單體成分而進(jìn)行。
在上述的乳化劑中，作為烴類表面活性劑，有陰離子性表面活性劑、非離子性表面活性劑、陽離子性表面活性劑、兩性表面活性劑等，優(yōu)選陰離子性表面活性劑，更優(yōu)選強(qiáng)酸型陰離子性表面活性劑。作為上述烴類強(qiáng)酸型陰離子性表面活性劑，可以列舉高級醇的硫酸酯鹽、聚氧乙烯·烷基醚硫酸鹽、聚氧乙烯·烷基苯基醚硫酸鹽、脂肪油的硫酸酯鹽、脂肪族胺或脂肪族酰胺的硫酸鹽、二元脂肪酸酯的磺酸鹽、脂肪族酰胺的磺酸鹽、烷基或烯基磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、烷基磺基琥珀酸鹽、甲醛縮合萘磺酸鹽、脂肪醇的磷酸酯鹽、聚氧乙烯烷基(苯基)醚磷酸酯鹽等。
此外，在其它的烴類表面活性劑中，作為非離子性表面活性劑，可以列舉聚氧乙烯烷基酯、聚氧乙烯·烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、甘油脂肪酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯等。
上述乳化劑的使用量的選擇可以根據(jù)各表面活性劑的種類、單體的種類和組成等調(diào)節(jié)攪拌條件等，以達(dá)到需要的平均粒徑以及表面張力。乳化劑優(yōu)選的優(yōu)選使用量一般相對于100重量份單體為1～10重量份。若乳化劑的使用量過少，則顯示出產(chǎn)生凝結(jié)物等降低乳膠的穩(wěn)定性的傾向，另一方面過多則由乳膠形成的粘合材料對粒狀材料的密合性、耐水性顯示出降低的傾向。
作為可以在制備本發(fā)明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠的乳液聚合中使用的聚合引發(fā)劑，可以列舉過硫酸鉀、過硫酸銨等過硫酸鹽、過氧化氫等無機(jī)類引發(fā)劑，氫過氧化枯烯、氫過氧化異丙基苯、氫過氧化對薄荷烷等氫過氧化物，過氧化苯甲酰、過氧化二叔丁基、過氧化二月桂酰等二烷基過氧化物，硫化物、亞磺酸、偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈、偶氮二異己腈、偶氮二(苯基異丁腈)等偶氮化合物等有機(jī)引發(fā)劑。上述聚合引發(fā)劑的使用量優(yōu)選相對于所有單體為0.03～2重量％，特別優(yōu)選為0.05～1重量％。
此外，為了促進(jìn)乳液聚合，還可以添加還原劑或螯合劑。上述還原劑可以列舉焦亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、葡萄糖、甲醛合次硫酸鈉、L-抗壞血酸及其鹽、亞硫酸氫鈉等，上述螯合劑可以列舉甘氨酸、丙氨酸、乙二胺四乙酸鈉等。
在制備本發(fā)明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠時，作為可以在乳液聚合中使用的鏈轉(zhuǎn)移劑，優(yōu)選含有60重量％以上的2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯成分的α-甲基苯乙烯二聚物、萜品油烯、α-萜品烯、γ-萜品烯、二戊烯、辛基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正十六烷基硫醇、二硫化二甲基黃原、二硫化二乙基黃原、二硫化二異丙基黃原、一硫化四甲基秋蘭姆、二硫化四乙基秋蘭姆、二硫化四丁基秋蘭姆、二硫化雙五甲基秋蘭姆等。鏈轉(zhuǎn)移劑的使用量一般相對于所有單體為15重量％以下。
在制備本發(fā)明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠的乳液聚合時，一般相對于100重量份的所有單體，使用水50～900重量份，使用適當(dāng)量的乳化劑、聚合引發(fā)劑，進(jìn)一步根據(jù)需要使用鏈轉(zhuǎn)移劑、還原劑、螯合劑、電解質(zhì)、pH調(diào)整劑等，一般在10～90℃，優(yōu)選在40～80℃的聚合溫度下，通常聚合3～15小時。
作為在制備本發(fā)明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠的乳液聚合中上述單體的添加方法，可以采用一步添加法、分批添加法或連續(xù)添加法等任意的方法，特別優(yōu)選的添加方法是，在所有單體的10重量％以下存在的情況下開始聚合，然后連續(xù)地或分批地添加剩余的單體同時進(jìn)行聚合的方法。在進(jìn)行上述分批添加法或連續(xù)添加法時，可以將單體和聚合引發(fā)劑等其它添加成分一起分批地或連續(xù)地添加，此外也可以預(yù)先添加所有的上述其它添加成分后，僅對單體進(jìn)行分批或連續(xù)的添加。此外，這時添加的單體可以預(yù)先進(jìn)行乳化。
本發(fā)明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠優(yōu)選聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-60～80℃。更優(yōu)選在-40～50℃，特別優(yōu)選-35～+45℃。若玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不足-60℃，則強(qiáng)度不夠，另一方面，若超過80℃，則最低成膜溫度過高，因此都不優(yōu)選。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以根據(jù)單體的組成進(jìn)行調(diào)整。
(B)特定非鹵素類阻燃劑在本發(fā)明中，相對于100重量份上述的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠(換算為固態(tài)成分)，添加(B)20～500重量份(B-1)選自多磷酸銨鹽類、磷酸酯和水溶性磷酸銨中至少一種的非鹵素類阻燃劑和/或20～500重量份(B-2)非鹵素類金屬水合物[但是，在同時使用(B-1)成分和(B-2)成分時，(B-1)+(B-2)＝20～500重量份]。
在(B-1)非鹵素類阻燃劑中，作為多磷酸銨鹽類，可以列舉多磷酸銨、多磷酸酰胺、多磷酸三聚氰胺等。
此外，作為磷酸酯，為磷酸和醇形成的酯，可以列舉三烷基酯、二烷基酯、單烷基酯。作為磷酸酯的具體示例，可以列舉磷酸三乙酯、磷酸三丁酯等。
進(jìn)一步的，水溶性磷酸銨是指磷酸三銨。
作為(B-1)成分，優(yōu)選磷含量較多的多磷酸銨。
其中，作為(B-1)非鹵素類阻燃劑優(yōu)選使用的多磷酸銨的平均粒徑優(yōu)選為5～50μm，更優(yōu)選為10～40μm，特別優(yōu)選為10～30μm。若平均粒徑不足5μm，則分散性較差，另一方面若超過50μm時，在涂敷時會發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象，因此都不優(yōu)選。
此外，作為多磷酸銨，優(yōu)選在20℃下，多磷酸銨的2重量％水分散液中的水可溶成分(以下稱為“水可溶成分”)在0.2重量％以下的多磷酸銨溶液，更優(yōu)選在0.15重量％以下。若該水可溶成分超過0.2重量％，則在基底材料的經(jīng)時穩(wěn)定性方面會產(chǎn)生問題。
其中水可溶成分是指多磷酸銨的低分子量物質(zhì)。
水可溶成分的測定方法是，將2g粉狀的樣品在100cc的水中分散，在20℃下，對1小時后的上水進(jìn)行定量分析測出磷成分，然后算出多磷酸銨的量的值。若以純多磷酸銨成分進(jìn)行換算，則0.2重量％相當(dāng)于10％的可溶成分。
水可溶成分在0.2重量％以下的多磷酸銨可以單獨(dú)使用水可溶成分在0.2重量％以下的多磷酸銨，也可以將水可溶成分在0.2重量％以下的多磷酸銨混合到水可溶成分高于0.2重量％的多磷酸銨中，配制成水可溶成分在0.2重量％以下的多磷酸銨而使用。
上述(B-1)非鹵素類磷類阻燃劑的使用量相對于100重量份(A)成分(換算為固態(tài)成分)若不足20重量份，則阻燃性不充分。另一方面，若越大量添加(B-1)成分則阻燃性能越高，添加100重量份以上則阻燃性能為NB(no burn不會燃燒)，若超過500重量份，則作為本發(fā)明第2課題的基底材料的經(jīng)時穩(wěn)定性降低，流動性不良。此外，由于(A)成分的使用量減少，則得到的植絨地毯有時會出現(xiàn)抽絲力變?nèi)醯那闆r。因此優(yōu)選30～300重量份，更優(yōu)選50～200重量份。[但是當(dāng)和(B-2)特定的非鹵素金屬水合物一起使用時，(B-1)+(B-2)＝20～500重量份]。
另一方面，作為(B-2)特定的非鹵素金屬水合物，可以列舉氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋇等，特別優(yōu)選氫氧化鋁。作為氫氧化鋁，優(yōu)選平均粒徑為1～40μm，更優(yōu)選5～30μm，特別優(yōu)選10～25μm。若平均粒徑不足1μm，則分散性較差，另一方面若超過40μm，則在涂敷時會發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象，因此都不優(yōu)選。
相對于100重量份(A)成分(換算為固態(tài)成分)，(B-2)非鹵素類金屬水合物的添加量為20～500重量份[但是當(dāng)和(B-1)非鹵素類磷類阻燃劑一起使用時，(B-1)+(B-2)＝20～500重量份]。若不足20重量份，則阻燃性不充分，若超過500重量份，則基底材料的經(jīng)時穩(wěn)定性降低，由于(A)成分的使用量相對地減少，則得到的植絨地毯有時會出現(xiàn)抽絲力變?nèi)醯那闆r。優(yōu)選70～400重量份。
上述的(B-1)非鹵素類阻燃劑和同樣為非鹵素類阻燃劑的(B-2)非鹵素金屬水合物可以使用1種或組合2種以上使用。
另外，在同時使用(B-1)非鹵素類磷類阻燃劑和(B-2)非鹵素金屬水合物時，相對于100重量份(A)成分(換算為固態(tài)成分)，(B-1)成分和(B-2)成分的合計量為20～500重量份，優(yōu)選為80～400重量份，若不足20重量份，則阻燃性不充分，若超過500重量份，則基底材料的經(jīng)時穩(wěn)定性降低，由于(A)成分的使用量相對地減少，則得到的植絨地毯有時會出現(xiàn)抽絲力變?nèi)醯那闆r。
填料在本發(fā)明中，為了增加固態(tài)成分濃度和付與重量感，將填料作為填充劑使用。作為這種填料，可以列舉粘土、高嶺土、滑石、碳酸鈣、硅藻土、石墨、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈦、硅石、橡膠粉末、玻璃片、皂土等。但是作為填料，上述的(B-2)非鹵素類金屬水合物除外。
其它的添加劑此外，在本發(fā)明的組合物中，可以根據(jù)需要加入各種添加劑。例如可以添加熱膨脹性石墨、磷酸胍等其它的非鹵素類阻燃劑；酚類、有機(jī)磷酸酯類、硫醚類等抗氧化劑；光穩(wěn)定劑；紫外線吸收劑；雙酰胺類、蠟類、三聚磷酸鈉、焦磷酸鉀、有機(jī)金屬鹽類等分散劑；酰胺類、有機(jī)金屬鹽類、酯類等潤滑劑；有機(jī)顏料；無機(jī)顏料；金屬離子類等無機(jī)、有機(jī)抗菌劑、穩(wěn)定劑、抗老化劑、增稠劑、防腐劑、消泡劑等。
另外，本發(fā)明的基底材料的固態(tài)成分濃度通常為30～70重量％，優(yōu)選40～65重量％，粘度通常調(diào)整為3,000～30,000mPa·s，優(yōu)選4,000～25,000mPa·s。
地毯下面對本發(fā)明的地毯進(jìn)行說明。
本發(fā)明的基底材料可以適用于例如，植絨地毯、針刺地毯、筒墊(チユ-ブマツト)、鉤針編結(jié)地毯、針織地毯等所有種類的地毯的制備。特別適合用于車輛用、飛機(jī)用地毯。
在地毯內(nèi)面上的基底材料的涂敷可以通過刮刀、滾涂、commacoater等進(jìn)行。涂敷后，進(jìn)行干燥，干燥溫度通常為120～200℃，優(yōu)選為130～180℃，干燥時間通常為2分鐘～30分鐘，優(yōu)選為5分鐘～20分鐘。
其中，基底材料可以通過起泡機(jī)使其起泡后進(jìn)行涂敷。通過使其氣泡，基底材料的體積增大，容易進(jìn)行低涂敷量的調(diào)整。起泡倍數(shù)優(yōu)選為1.2～20倍。若不足1.2倍，低涂敷量的調(diào)整困難，另一方面，若超過20倍則基底材料的流動性消失，涂敷困難。
此外，在制備植絨地毯時，可以用由無紡布等形成的里料。在地毯的內(nèi)面，里料的表面上，涂敷本發(fā)明的基底材料，將地毯和襯里用的底布貼合起來。襯里用的底布不限制為無紡布，也可以是織物、編物等。
在制備車輛用地毯時，對于使用無紡布的汽車用地毯，通?？梢栽诶?50～450g/m2的聚酯針刺地毯上，涂敷本發(fā)明的基底材料，以使干燥重量為30～200g/m2而得到。
此外，對于汽車用植絨地毯，例如通?？梢栽?00～1,000g/m2的聚酯或聚丙烯的植絨地毯上，涂敷本發(fā)明的基底材料，以使干燥重量為50～500g/m2而得到。
在飛機(jī)用地毯的情況下，通常可以在500～1,500g/m2的羊毛和尼龍的植絨地毯上，涂敷本發(fā)明的基底材料，以使干燥重量為300～1,500g/m2而得到。
通過本發(fā)明的基底材料得到的地毯阻燃性優(yōu)良，不論是否添加阻燃劑，作為基材的無紡布或植絨地毯都具有適度的手感和與現(xiàn)有產(chǎn)品相同的物性。
本發(fā)明的地毯，可以用做車輛用地毯、飛機(jī)用地毯，另外還可以用做其它任何用途的地毯。
下面通過實(shí)施例進(jìn)行說明，但是本發(fā)明不受到本實(shí)施例以及以下的實(shí)施例的限制。另外，實(shí)施例中的測定值是通過以下的方法進(jìn)行測定的。
<固態(tài)成分>
熱板法(約1g樣品放入鋁皿中，在160～180℃下使水分蒸發(fā)，通過蒸發(fā)前后的重量算出)<粘度>
通過BM型粘度計(東京計器公司制備)，用3號轉(zhuǎn)子在6rpm(25℃)或者用4號轉(zhuǎn)子在12rpm(25℃)下測定。
<多磷酸銨的水可溶成分的測定>
將2g粉狀的樣品在100cc的水中分散，在20℃下，對1小時后的上水進(jìn)行分析定量，測出磷成分，然后算出多磷酸銨的量。
<F-MVSS阻燃性>
用スガ試驗(yàn)機(jī)公司制備的F-MVSS阻燃試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行。汽車用阻燃試驗(yàn)規(guī)格為燃燒速度應(yīng)在10cm/分鐘以下。另外，表中的NB表示noburn(不能燃燒)。
<耐熱性>
在150℃下，24小時使用熱風(fēng)循環(huán)式齒輪老化試驗(yàn)機(jī)(東洋精機(jī)制作所公司制備)進(jìn)行。
◎沒有變化○稍有變色(可以使用)△變色×劣化<加工適應(yīng)性>
在實(shí)驗(yàn)室中根據(jù)加工制備商的機(jī)械代用特性進(jìn)行評價。
○沒有問題。
×有結(jié)塊現(xiàn)象(稱在基底加工中粉狀成分凝集的狀態(tài)。)<基底材料穩(wěn)定性>
50℃下經(jīng)過7天后通過目視判定。
○穩(wěn)定△顯示出若干的經(jīng)時變化，但是可以使用。
×有經(jīng)時變化(指粘度上升或下降，或者流動性不良狀態(tài))實(shí)施例1、比較例1相對于100重量份如下所示組成(重量比)的乳膠A1～A3以及a1～a3，分別向其中加入150重量份作為阻燃劑的氫氧化鋁(昭和電工公司ハイジライトH21、平均粒徑25μm)、作為其它添加劑的起泡劑3重量份(表面活性劑、陰離子型)、分散劑1.0重量份(聚合磷酸鹽、三聚磷酸鈉)、增稠劑2重量份[CMC(羧甲基纖維素)]，通過臺式攪拌機(jī)混合配制基底材料。
通過連續(xù)式機(jī)械起泡機(jī)使這些基底材料起泡，在如下所示的無紡布的內(nèi)面上，用刮刀涂敷下述所示的量。涂敷后，在160℃下干燥10分鐘，對由此得到的地毯按照上述所示進(jìn)行阻燃性試驗(yàn)、耐熱性、加工適應(yīng)性、基底材料的經(jīng)時穩(wěn)定性的評價。需說明的是，通過增稠劑和水將基底材料的固態(tài)成分都調(diào)整為50重量％，粘度都調(diào)整為5,000mPa·s。(用3號轉(zhuǎn)子進(jìn)行測定)。結(jié)果如表1所示。
另外，雖然比較例1～3的阻燃性、加工適應(yīng)性、基底材料穩(wěn)定性優(yōu)良，但是耐熱性較差。由此，可以證實(shí)若使用本發(fā)明的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠，和現(xiàn)有的丁腈(NBR)乳膠相比耐熱性優(yōu)良。由于本發(fā)明中所用的(A)成分被證實(shí)耐熱性優(yōu)良，因此在實(shí)施例2和比較例2之后，省略了耐熱性的評價。
乳膠A1丙烯腈(AN)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸正丁酯(BA)共聚物，AN/MMA/BA(重量比)＝10/50/40乳膠A2丙烯腈(AN)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸正丁酯(BA)共聚物，AN/MMA/BA(重量比)＝35/25/40乳膠A3丙烯腈(AN)/丙烯酸正丁酯(BA)共聚物，AN/BA(重量比)＝60/40乳膠a1甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸正丁酯(BA)共聚物，MMA/BA(重量比)＝30/70乳膠a2甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸正丁酯(BA)共聚物，MMA/BA(重量比)＝70/30乳膠a3丙烯腈(AN)/1，3-丁二烯(BD)共聚物，AN(丙烯腈)/BD(丁二烯)(重量比)＝35/65<試驗(yàn)中使用的地毯以及涂敷量>
無紡布針刺地毯，聚酯綿，目付370g/m2，密度0.07g/cm2基底材料涂敷量干燥(160℃、10分鐘)重量為80g/m2 固態(tài)成分重量比(phr)

實(shí)施例2、比較例2除了使用100重量份實(shí)施例1中的乳膠A2(Tg30℃)作為乳膠，分別添加100重量份下述所示的阻燃劑B1～B4和b1～b2作為阻燃劑以外，其余按照和實(shí)施例1同樣的方法得到地毯，進(jìn)行阻燃性試驗(yàn)的評價。進(jìn)一步的，對基底材料的穩(wěn)定性、加工適應(yīng)性也進(jìn)行評價。另外，通過增稠劑和水將基底材料的固態(tài)成分都調(diào)整為50重量％，粘度都調(diào)整為5,000mPa·s。(用3號轉(zhuǎn)子進(jìn)行測定)。
結(jié)果如表2所示。
實(shí)施例2-3、實(shí)施例2-4的基底材料的穩(wěn)定性差，但是阻燃性、加工適應(yīng)性優(yōu)良，由此實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的第1課題。
阻燃劑B1氫氧化鋁(與實(shí)施例1中使用的相同)B2多磷酸銨(平均粒徑25μm，在20℃時的2重量％水分散液中的可溶成分為0.16重量％)B3磷酸酯B4水溶性磷酸銨b1熱膨脹性石墨b2磷酸胍[表2]固態(tài)成分重量比(phr)

實(shí)施例3除了使用100重量份實(shí)施例1中的乳膠A2作為乳膠，分別添加100重量份實(shí)施例1中使用的氫氧化鋁，或者添加100重量份下述所示的多磷酸銨B2-1～B2-5(平均粒徑25μm)作為阻燃劑以外，其余按照和實(shí)施例1同樣的方法得到地毯，進(jìn)行和實(shí)施例1同樣的評價。另外，水可溶性成分是指在20℃下2重量％分散于水中的物質(zhì)。通過增稠劑和水將基底材料的固態(tài)成分都調(diào)整為50重量％，粘度都調(diào)整為5,000mPa·s。(用3號轉(zhuǎn)子進(jìn)行測定)。
結(jié)果如表3所示。
實(shí)施例3-1～3-3中所用的多磷酸銨的水可溶成分在0.2重量％以下，在阻燃性、加工適應(yīng)性、基底材料穩(wěn)定性任何一方面均優(yōu)良，滿足本發(fā)明的第1課題、第2課題。
另一方面，實(shí)施例3-4～3-5所用的多磷酸銨的水可溶成分超過了0.2重量％，雖然基底材料穩(wěn)定性經(jīng)時變化，但是阻燃性、加工適應(yīng)性優(yōu)良，充分滿足了本發(fā)明的第1課題。
另外，下述的多磷酸銨的水可溶成分的變量是通過混合水可溶成分0.04重量％的多磷酸銨和水可溶成分0.3重量％的多磷酸銨而進(jìn)行配制的。
多磷酸銨B2-1水可溶成分0.04重量％B2-2 0.10重量％B2-3 0.16重量％B2-4 0.24重量％B2-5 0.30重量％ 固態(tài)成分重量比(phr)

實(shí)施例4除了使用100重量份實(shí)施例1中的乳膠A2作為乳膠，分別添加20重量份、50重量份、100重量份、200重量份、300重量份、500重量份實(shí)施例3中使用的多磷酸銨B2-3作為阻燃劑以外，其余按照和實(shí)施例1同樣的方法配制基底材料，在下述所示的無紡布的內(nèi)面上，以下述的涂敷量，和實(shí)施例1同樣地起泡、用刮刀涂敷。涂敷后，在160℃下干燥10分鐘，對由此得到的地毯進(jìn)行和實(shí)施例1同樣的評價。另外，通過增稠劑和水將基底材料的固態(tài)成分都調(diào)整為50重量％，粘度都調(diào)整為5,000mPa·s。(用3號轉(zhuǎn)子進(jìn)行測定)。結(jié)果如表4所示。
另外，雖然實(shí)施例4-5、4-6的基底材料的穩(wěn)定性較差，但是阻燃性、加工適應(yīng)性優(yōu)良，充分滿足了本發(fā)明的第1課題。
試驗(yàn)中使用的地毯以及涂敷量無紡布針刺地毯，聚酯綿，目付250g/m2，密度0.07g/cm2基底材料涂敷量干燥(160℃、10分鐘)重量為50g/m2比較例3除了使用100重量份實(shí)施例1中的乳膠A2作為乳膠，添加10重量份實(shí)施例3中使用的多磷酸銨B2-3作為阻燃劑以外，其余按照和實(shí)施例1同樣的方法配制基底材料。此外，除了如下所示分別加入75重量份的阻燃劑c1和25重量份的阻燃助劑c2以外，其余按照和實(shí)施例1同樣地進(jìn)行。另外，通過增稠劑和水將基底材料的固態(tài)成分都調(diào)整為50重量％，粘度都調(diào)整為5,000mPa·s。(用3號轉(zhuǎn)子進(jìn)行測定)。結(jié)果如表4所示。
另外，比較例3-2是同時使用作為鹵素類阻燃劑的c1和c2的示例，雖然阻燃性、加工適應(yīng)性、基底材料穩(wěn)定性優(yōu)良，但是從非鹵素類這方面考慮，屬于本發(fā)明的范圍之外。
阻燃劑c1十溴二苯醚阻燃助劑 c2三氧化銻 固態(tài)成分重量比(phr)

實(shí)施例5除了使用100重量份實(shí)施例1中的乳膠A2作為乳膠，分別添加20、70、150、300、500重量份實(shí)施例1中使用的氫氧化鋁作為阻燃劑以外，其余按照和實(shí)施例1同樣的方法配制基底材料，得到地毯，進(jìn)行和實(shí)施例1同樣的評價。另外，通過增稠劑和水將基底材料的固態(tài)成分都調(diào)整為50重量％，粘度都調(diào)整為5,000mPa·s。(用3號轉(zhuǎn)子進(jìn)行測定)。結(jié)果如表5所示。
比較例4除了使用100重量份實(shí)施例1中的乳膠A2作為乳膠，分別添加10、600重量份實(shí)施例1中使用的氫氧化鋁作為阻燃劑以外，其余按照和實(shí)施例1同樣的方法配制基底材料，得到地毯。進(jìn)行和實(shí)施例1同樣的評價。
另外，通過增稠劑和水將基底材料的固態(tài)成分都調(diào)整為50重量％，粘度都調(diào)整為5,000mPa·s。(用3號轉(zhuǎn)子進(jìn)行測定)。結(jié)果如表5所示。
固態(tài)成分重量比(phr)

實(shí)施例6除了使用100重量份實(shí)施例1中使用的乳膠A2作為乳膠，分別添加80重量份多磷酸銨和20重量份氫氧化鋁、60重量份多磷酸銨和40重量份氫氧化鋁、40重量份多磷酸銨和60重量份氫氧化鋁、20重量份多磷酸銨和80重量份氫氧化鋁作為阻燃劑以外，其余按照和實(shí)施例1同樣的方法配制基底材料，和實(shí)施例1同樣地得到地毯，進(jìn)行和實(shí)施例1同樣的評價。另外，多磷酸銨與實(shí)施例2所使用的B2-3相同。通過增稠劑和水將基底材料的固態(tài)成分都調(diào)整為50重量％，粘度都調(diào)整為5,000mPa·s。(用3號轉(zhuǎn)子進(jìn)行測定)。結(jié)果如表6所示。固態(tài)成分重量比(phr)

實(shí)施例7相對于100重量份AN/MMA/BA＝20/10/70(重量比)、Tg為0℃的乳膠A4，分別加入100重量份多磷酸銨和200重量份氫氧化鋁、80重量份多磷酸銨和220重量份氫氧化鋁、60重量份多磷酸銨和240重量份氫氧化鋁、40重量份多磷酸銨和260重量份氫氧化鋁，和實(shí)施例1同樣加入其它的添加材料，配制基底材料。通過增稠劑和水分別將基底材料的固態(tài)成分調(diào)整為60重量％，粘度(用4號轉(zhuǎn)子)調(diào)整為8,000mPa·s。
另外，氫氧化鋁和實(shí)施例1中所使用的氫氧化鋁同樣。此外，多磷酸銨和實(shí)施例2中使用的B2-3同樣。
使用1/10規(guī)格的羊毛材料作為植絨地毯基地，在該植絨地毯的內(nèi)面上，以下述的涂敷量，通過滾涂法涂敷上述的基底材料。涂敷后，在160℃下干燥20分鐘。和實(shí)施例1同樣地對這樣得到的地毯進(jìn)行加工適應(yīng)性、基底材料穩(wěn)定性的評價。進(jìn)一步的，如下述所示，對飛機(jī)用阻燃性試驗(yàn)、抽絲力、硬挺度進(jìn)行評價。結(jié)果如表7所示。
實(shí)施例7-4的飛機(jī)用阻燃性試驗(yàn)的評價的△，有燃燒傾向，但自行消火性的評價沒有變化，滿足阻燃性的基準(zhǔn)。
<飛機(jī)用阻燃性試驗(yàn)>
通過下述簡便的方法進(jìn)行。即切割為25mm，通過垂直法點(diǎn)火，若能夠自行消火的記做○?！鳛榫哂凶孕邢鹦缘秋@示出燃燒傾向。
<抽絲力>
根據(jù)JISL 1021。對于飛機(jī)用地毯，絨毛的抽出強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)在25N/根以上。
<硬挺度>
根據(jù)JISL 1021的懸臂法。
<基底材料涂敷量>
干燥(160℃、20分鐘)重量為600g/m2比較例5除了使用100重量份的BA/乙烯/乙酸乙烯酯＝40/30/30(重量比)、Tg為0℃的乳膠a4作為乳膠，使用75重量份(十溴二苯醚)作為阻燃劑c1和25重量份阻燃助劑c2(三氧化銻)以外，其余按照和實(shí)施例1同樣的方法配制基底材料，得到地毯，進(jìn)行評價。結(jié)果如表7所示。
另外，比較例5為在氫氧化鋁中合用作為鹵素類阻燃劑的c1和c2的示例，雖然阻燃性、加工適應(yīng)性、基底材料穩(wěn)定性優(yōu)良，但是從非鹵素類這方面考慮，在本發(fā)明的范圍之外。 固態(tài)成分重量比(phr)

本發(fā)明的非鹵素類阻燃性基底材料的阻燃性、耐熱性優(yōu)良，可以很好地用于地毯的基底材料。此外，得到的地毯可以很好地作為汽車等車輛用地毯、飛機(jī)用地毯使用。
權(quán)利要求
1.一種非鹵素類阻燃性基底材料，其特征在于其含有下述的(A)和(B)，相對于100重量份(換算為固態(tài)成分)(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳膠，(B)為20～500重量份(B-1)選自多磷酸銨鹽類、磷酸酯和水溶性磷酸銨中至少一種的非鹵素類阻燃劑和/或20～500重量份(B-2)非鹵素類金屬水合物[但是，在同時使用(B-1)成分和(B-2)成分時，(B-1)+(B-2)＝20～500重量份]。
2.權(quán)利要求1記載的非鹵素類阻燃性基底材料，其特征在于氰化乙烯基-丙烯酸共聚物中的單體組成的主要成分為氰化乙烯類單體為2～60重量％，丙烯酸酯單體為98～40重量％。
3.權(quán)利要求2記載的非鹵素類阻燃性基底材料，其特征在于氰化乙烯類單體為丙烯腈。
4.權(quán)利要求1記載的非鹵素類阻燃性基底材料，其特征在于多磷酸銨鹽類是20℃下在2重量％水分散液中可溶成分在0.2重量％以下的多磷酸銨。
5.權(quán)利要求1記載的非鹵素類阻燃性基底材料，其特征在于(B-2)非鹵素類金屬水合物為選自氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣和氫氧化鋇中的至少1種。
6.權(quán)利要求5記載的非鹵素類阻燃性基底材料，其特征在于(B-2)非鹵素類金屬水合物是平均粒徑為1～40μm的氫氧化鋁。
7.車輛用或飛機(jī)用地毯，其特征在于其是通過將權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)記載的非鹵素類阻燃性基底材料涂敷在地毯內(nèi)面，干燥后制得。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使不使用鹵素類阻燃劑，也具有阻燃性的、加工適應(yīng)性和耐熱性優(yōu)良、同時基底材料的經(jīng)時穩(wěn)定性優(yōu)良的非鹵素類阻燃性基底材料。本發(fā)明非鹵素類阻燃性基底材料含有下述的(A)和(B)，相對于100重量份(換算為固態(tài)成分)(A)氰化乙烯基－丙烯酸共聚物水性乳膠，(B)為20～500重量份(B－1)選自多磷酸銨鹽類、磷酸酯和水溶性磷酸銨中至少一種的非鹵素類阻燃劑和/或20～500重量份(B－2)非鹵素類金屬水合物[但是，在同時使用(B－1)成分和(B－2)成分時，(B－1)+(B－2)＝20～500重量份]，通過將該基底材料涂敷在地毯的內(nèi)面上，干燥后得到車輛用或飛機(jī)用地毯。
文檔編號C08L33/00GK1637063SQ20041009586
公開日2005年7月13日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月26日
發(fā)明者宗秀二郎, 中井照雄, 林直樹 申請人:株式會社E-Tec