ОГНЕСТОЙКИЕ ВОЛОКНА, ПРЯЖА И ТКАНИ ИЗ НИХ Российский патент 2016 года по МПК D01F1/07 D02G3/02 D03D15/12 C09K21/14 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к техническим волокнам, пряже и материалам вообще, в частности к огнестойким волокнам, пряже и материалам, выполненным из них, содержащим частично ароматические полиамиды и негалогенированные антипирены.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Огнестойкие ((ОС)(FR)) материалы являются критическими как в военной, так и невоенной среде. Пожарные, водители гоночных автомобилей и рабочие нефтехимической отрасли представляют лишь несколько невоенных групп, которые получают выгоду от дополнительной защиты огнестойких материалов. Однако истинную выгоду от огнестойких материалов получают военные. В дополнение к обязательным условиям, в которых должны работать наши войска, появление нетрадиционных современных боевых действий создает даже более враждебное окружение. В частности, использование взрывных устройств из подручных средств ((ВУПС)(“IED”)) для сковывания крупных перевозок военнослужащих делает индивидуальную защиту войск критически важной.

В дополнение к пуленепробиваемым тканям и бронежилетам огнестойкие ткани играют критическую роль в защите военнослужащих от ВУПС. ВУПС конструируются из многочисленных материалов (например, зарядов взрывчатки, воспламеняющихся жидкостей, шрапнели и т.д.), причем некоторые действуют как пули, а другие действуют как зажигательные вещества при детонации). Таким образом, военные ткани должны быть различной конструкции, чтобы противостоять множеству угроз от ВУПС.

Имеются два основных типа огнестойких тканей, используемых в защитной одежде: (1) материалы, выполненные из огнестойких органических волокон (например, арамид, огнестойкая вискоза, полибензимидазол, модакрилат и т.д.); и (2) огнестойкие ткани, выполненные из традиционных материалов (например, хлопка), которые были подвергнуты последующей обработке для придания огнестойкости. Ароматические полиамиды Номекс (Nomex) и Кевлар (Kevlar) находятся среди наиболее известных типов огнестойких синтетических волокон. Их получают прядением в волокно из раствора мета- или пара-ароматического полиамидного полимера. Ароматические полиамиды, которые не плавятся при сильном нагреве, являются натурально огнестойкими, но должны быть спрядены из раствора. К сожалению, Номекс является не очень комфортным и является трудным и дорогостоящим для получения. Кевлар также является трудным и дорогостоящим для получения.

Постобработка антипиренами применяется к тканям и может быть разделена на две основные категории: (1) долговременные антипирены; и (2) недолговременные антипирены. Для защитной одежды обработка должна выдерживать стирку, поэтому выбираются только долговременные обработки. Сегодня наиболее часто химия долговременных антипиренов основана на фосфорсодержащих ОС агентах и химических веществах и смолах для фиксации ОС агентов на ткани.

Одним полимерным волокном, которое широко исследовано благодаря его перерабатываемости и прочности, является полиамид 66. Небольшое количество - примерно 12% алифатических полиамидных волокон - может быть смешано с хлопком и химически обработано с получением огнестойкой ткани. Поскольку хлопок является главным волоконным компонентом, данная ткань называется «ОС хлопковой» тканью. Полиамидные волокна придают лучшую износостойкость ОС хлопковым тканям и предметам одежды. Однако поскольку полиамид перерабатывается из расплава (т.е. является термопластичным) и не обладает собственной огнестойкостью, количество полиамидного волокна в ОС ткани ограничивается. Попытки химически модифицировать алифатические полиамидные волокна и увеличить содержание полиамидного волокна, хотя с достижением адекватной огнестойкости, были неудачными. Действительно, Deopura and Alagirusamy указывают в их недавней книге Polyester and Polyamides (The Textile Institute, 2008, p. 320), что «(i) кажется маловероятным, что будут какие-либо главные крупные достижения с точки зрения новых и/или улучшенных реакционных огнестойких сомономеров или традиционных … огнестойких добавок для использования в … полиамидных волокнах».

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Проблемой использования смесей термопластичных волокон с неплавкими огнестойкими волокнами (например, алифатических полиамидов и ОС обработанного хлопка) является так называемый «эффект подмостков» (См. Horrocks et al., Fire Retardant Materials, 148, $ 4.5.2 (2001). В общем случае термопластичные волокна, включая волокна, обработанные или модифицированные ОС агентами, самозатухают при удалении из источника пламени или когда капли расплавленного полимера отводятся от источника пламени и затухают. ОС сложнополиэфирное волокно представляет собой волокно с такой характеристикой. Когда ОС сложнополиэфирное волокно смешивают с неплавким огнестойким волокном, таким как ОС-обработанный хлопок, неплавкое волокно образует углеродистые «подмостки» («эффект подмостков»), и термопластичное ОС сложнополиэфирное волокно ограничивается в пламени и продолжает гореть. В сущности в процессе испытания на вертикальную горючесть термопластичный полимер волокна плавится, стекает с нетермопластичного холста и питает пламя и ткань сгорает полностью. Кроме того, в одежде расплавленный полимер может капать и прилипать к коже человека и придавать в результате дополнительные повреждения пользователю.

Поэтому требуются улучшенные огнестойкие полиамидные смеси, которые исключают «эффект подмостков», обеспечивают хорошую огнестойкость, предотвращают капание и прилипание и являются износостойкими. Поэтому желательно найти комбинацию перерабатываемого из расплава полимера, который может быть смешан с огнестойкими добавками в волокне, которое может быть связано или соткано или переработано в нетканую самозатухающую некапающую износостойкую/долговечную огнестойкую ткань, холст или предмет одежды.

Изобретение, рассматриваемое здесь, обеспечивает огнестойкий материал, выполненный из перерабатываемого из расплава полиамида и негалогенированного антипирена. Неожиданно было найдено, что частично ароматические полиамиды, смешанные с антипиренами, являются перерабатываемыми из расплава в волокна, которые показывают лучшую огнестойкость, чем алифатические полиамиды (например, полиамид 66), смешанные с такими же антипиренами. Это является неожиданным, поскольку частично ароматические полиамиды являются термопластичными (т.е. плавятся при нагревании), что связано с «эффектом подмостков» и плохой огнестойкостью.

В одном варианте рассматривается огнестойкое волокно, содержащее частично ароматический полиамид и негалогенированный антипирен. Частично ароматический полиамид может содержать мономеры ароматического диамина и мономеры алифатической дикарбоновой кислоты. Кроме того, частично ароматические полиамиды могут содержать полимеры и сополимеры ароматических и алифатических диаминов и дикарбоновых кислот, включая полиамид МКД6 (MXD6). Например, полиамид МКД6 относится к полиамидам, полученным из мета-ксилолдиамина (МКДА) и адипиновой кислоты.

В другом аспекте рассматриваются огнестойкие пряжа и материалы, выполненные из огнестойких волокон. Пряжа может также содержать дополнительные волокна, либо натуральное, либо синтетическое, включая непрерывное волокно и штапельные волокна. Дополнительные волокна могут быть собственно огнестойкими или обработаны антипиренами. Материалы могут также содержать дополнительную пряжу, либо натуральную, либо синтетическую, либо смесь той и другой. Дополнительная пряжа может быть обработана антипиренами или содержать волокна, обработанные антипиренами. Ткани могут быть окрашенными, а также иметь нанесенную отделку, как антипирены, так и не антипирены.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1а-1h показана огнестойкость различных аспектов рассматриваемого огнестойкого полимера и традиционных огнестойких полимеров типа полиамид 66.

На фиг.2 показана проблема «эффекта подмостков».

На фиг.3а-3с показана огнестойкость двух аспектов рассматриваемого материала, смешанного с огнестойкой вискозой, и огнестойкого полиамида 66, смешанного с огнестойкой вискозой.

На фиг.4 сравнивается время после пламени МКД6 по отношению к полиамиду 66 с рядом добавок.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Термины «огнестойкий», «антипирен» и «ОС» (“FR”) имеют тонкие различия в технике. Различия в использовании терминов относятся к описанию тканей, которые либо устойчивы к горению, горят с медленной скоростью, либо способны к самозатуханию в таких условиях, как испытание на вертикальную горючесть. Для целей данного изобретения термины «огнестойкий» и «антипирен» используются взаимозаменяемо и включают в себя любую ткань, которая обладает одним или более из желаемых свойств, таких как устойчивость к горению, медленное горение, самозатухание и т.д.

Рассматривается огнестойкое волокно, содержащее частично ароматический полиамид и негалогенированный антипирен. Частично ароматический полиамид может включать в себя полимеры и сополимеры, содержащие мономеры, выбранные из группы, состоящей из ароматических диаминных мономеров, алифатических диаминных мономеров, мономеров алифатической дикарбоновой кислоты и их комбинаций. Частично ароматические полиамиды могут также включать в себя или исключительно быть МКД6, который содержит ароматический диамин и неароматическую дикарбоновую кислоту. Другие частично ароматические полиамиды могут быть на основе ароматической дикарбоновой кислоты, такой как терефталевая кислота (полиамид 6Т) или изофталевая кислота (полиамид 6И) или их смесь (полиамид 6Т/6И). Температуры плавления или переработки частично ароматических полиамидов находятся в интервале от примерно 240°C (для МКД6) до примерно 355°C (для поли-амидимида), включая примерно 260°C, 280°C, 300°C, 320°C и 340°C. Полиамид 6 и полиамид 66 имеют температуры плавления примерно 220°C и 260°C соответственно. Чем ниже температура плавления, тем легче полиамидный полимер перерабатывается в волокно. Ниже приводится перечень обычных частично ароматических полиамидов и некоторые сравнительные неароматические полиамиды и их соответствующие температуры плавления.

Полимер Торговая марка Температура плавления, °C Полиамид 6 (неароматический) Различные 220 Полиамид 66 (неароматический) Различные 260 МКД6 MXD6 240 Полиамид 6/6Т Grivory 295 Полифталамид (ПФА) Zytel, LNP 300 Полиамид 6Т Arlen 310 Полиамид 6И/6Т Grivory 325 Полиамидимид Torlon 355

Частично ароматические полиамиды могут также включать в себя сополимеры или смеси множественных частично ароматических полиамидов. Например, МКД6 может быть смешан с полиамидом 6/6Т перед формованием волокна. Кроме того, частично ароматические полимеры могут быть смешаны с алифатическим полиамидом или сополимерами или смесями множественных алифатических полиамидов. Например, МКД6 может быть смешан с полиамидом 66 перед формованием волокна.

Негалогенированные антипирены могут включать в себя: продукты конденсации меламина (включая мелам, мелем и мелон), продукты взаимодействия меламина с фосфорной кислотой (включая меламинфосфат, меламинпирофосфат и меламинполифосфат ((МПФ)(МРР)), продукты взаимодействия продуктов конденсации меламина с фосфорной кислотой (включая меламполифосфат, мелемполифосфат, мелонполифосфат), меламинцианурат ((МЦ)(МС)), цинкдиэтилфосфинат ((ДЭФZn)(DEPZn)), алюминийдиэтилфосфинат ((ДЭФАl)(DEPAl)), кальцийдиэтилфосфинат, магнийдиэтилфосфинат, бисфенол А-бис-(дифенилфосфинат) ((БФАДФ)(BPADP)), резорцин-бис(2,6-дикси-ленилфосфат) ((РДК)(RDX)), резорцин-бис(дифенил-фосфат) ((РДФ)(RDP)), оксинитрид фосфора, борат цинка, оксид цинка, станнат цинка, гидроксистаннат цинка, сульфид цинка, фосфат цинка, силикат цинка, гидроксид цинка, карбонат цинка, стеарат цинка, стеарат магния, октамолибдат аммония, меламинмолибдат, меламиноктамолибдат, метаборат бария, фероцен, фосфат бора, борат бора, гидроксид магния, борат магния, гидроксид алюминия, тригидрат оксида алюминия, меламиновые соли гликолурил- и 3-амино-1,2,4-триазол-5-тиола, соли уразола калия, цинка и железа, 1,2-этандиил-4,4'-бис-триазолидин-3,5-дион, силикон, оксиды Mg, Al, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Mo, Sn, Sb, Ba, W и Bi, полиэдральные олигомерные силсесквиоксаны, кремневольфрамовая кислота ((КВК) (SiTA)), фосфовольфрамовая кислота, меламиновые соли вольфрамовой кислоты, линейные, разветвленные или циклические фосфаты или фосфонаты, спиро-бис-фосфонаты, спиро-бис-фосфаты и наночастицы, такие как углеродные нанотрубки и наноглины (включая, но не ограничиваясь этим, на основе монтмориллонита, галуазита и лапонита).

Антипирен присутствует в количестве от около 1 до около 25% мас./мас., около 5-10% мас. и около 10% мас. Средний размер частиц антипирена составляет менее около 3 мкм, включая менее около 2 мкм и менее около 1 мкм.

Размер частиц антипирена может быть получен способом измельчения, который содержит воздушно-струйное измельчение каждого компонента или совместное измельчение смесей компонентов для снижения размера частиц. Другие технологии влажного или сухого измельчения, известные в технике (например, измельчение в среде), могут также использоваться для снижения размера частиц добавки для прядения волокна. Если подходит, измельчение может включать введение жидких добавок измельчения, возможно под давлением, в мельницу в любой подходящей точке способа измельчения. Указанные жидкие добавки вводятся для стабилизации системы антипирена и/или предотвращения агломерации. Дополнительные компоненты для обеспечения смачивания частиц и/или предотвращения повторной агломерации могут также вводиться в любой подходящей точке в процессе измельчения антипирена, смешения антипирена и полимера и/или способа прядения волокна.

Антипирен может быть смешан с полимерным материалом в экструдере. Альтернативный способ включает в себя диспергирование композиции антипирена в полимере при более высокой концентрации, чем требуется в конечном продукте из полиамидного волокна, и образование маточной смеси. Маточная смесь может быть измельчена или гранулирована, и полученный дисперсный материал может быть смешан сухим смешением с дополнительной полиамидной смолой, и указанная смесь используется в способе прядения волокна. Еще другой альтернативный способ содержит введение части или всех компонентов антипирена в полимер в подходящей точке способа полимеризации.

Огнестойкое волокно может быть штапельным волокном или непрерывным волокном. Антипирен может также содержаться в нетканом материале, таком как спряденный из расплава материал, материал, полученный аэродинамическим способом, или их комбинации. Поперечное сечение филамента может быть любой формы, включая круглую, треугольную, звездчатую, квадратную, овальную, двухлепестковую, трехлепестковую или плоскую. Кроме того, филамент может быть текстурирован с использованием известных способов текстурирования. Как рассмотрено выше, спряденные в волокна частично ароматические полиамиды могут также содержать дополнительные частично ароматические или алифатические полимеры. При прядении таких волокон смесь из более чем одного полиамидного полимера, может быть смешана перед прядением в пряжу, или может быть получена многофиламентная пряжа, содержащая, по меньшей мере, один частично ароматический полиамидный полимер и дополнительный частично ароматический полиамидный полимер или алифатический полимер в бикомпонентной форме, такой как конфигурация бок-о-бок или сердцевина-оболочка.

Огнестойкое штапельное волокно может быть спрядено в огнестойкую пряжу. Пряжа может содержать 100% огнестойкого волокна или может быть смесью с дополнительными штапельными волокнами, как огнестойкими, так и неогнестойкими, с получением штапельной спряденной пряжи. Дополнительные волокна могут содержать хлопок, шерсть, лен, коноплю, шелк, полиамид, лиоцелл, сложный полиэфир и вискозу. Вышеуказанная штапельная спряденная пряжа может также содержать другие термопластичные или нетермопластичные волокна, такие как целлюлоза, арамиды, новолоид, фенолы, сложные полиэфиры, окисленные акрилаты, модакрилаты, меламин, поли(пара-фениленбензо-бис-оксазол) (ПБО), полибензимидазол (ПБИ) или полисульфонамид (ПСА), окисленный полиакрилонитрил (ПАН), такой как частично окисленный ПАН, и их смеси. Как использовано здесь, целлюлоза включает в себя хлопок, вискозу и лиоцелл. Термопластичные/нетермопластичные волокна могут быть огнестойкими. Некоторые волокна, такие как арамид, ПБИ или ПБО, сохраняют прочность после воздействия пламени и при использовании в смешанных пряже и тканях являются эффективными в снижении длины обугливания ткани после испытания на горючесть.

Материалы, содержащие огнестойкую пряжу, выполненную с рассмотренным огнестойким волокном, являются самозатухающими в испытаниях ткани на вертикальную горючесть (ASTM D6413). Самозатухающее поведение достигается в тканях, выполненных из 100% рассмотренного огнестойкого волокна или из смесей огнестойкого волокна и штапельных спряденных волокон, как рассмотрено выше. Материалы, выполненные из рассмотренной огнестойкой пряжи, могут также содержать дополнительные пряжи, такие как целлюлоза, арамиды, фенолы, сложный полиэфир, окисленный акрилат, модакрилат, меламин, хлопок, шелк, лен, конопля, шерсть, вискоза, лиоцелл, поли(пара-фениленбензо-бис-оксазол) (ПБО), полибензимидазол (ПБИ) или полисульфонамид (ПСА), частично окисленный акрилат (включая частично окисленный полиакрилонитрил), новолоид, шерсть, лен, конопля, шелк, полиамид (либо ОС, либо нет), сложный полиэфир (либо ОС, либо нет), антистатические волокна и их комбинации. Ткань может быть обработана дополнительными огнестойкими добавками и отделками, если необходимо. Типичный способ обработки хлопка можно найти в техническом бюллетене «Обработка антипиреном» (2003), опубликованном фирмой Cotton Incorporated, Cary, Северная Каролина, приведенном здесь в качестве ссылки в его полноте. Материалы могут представлять собой тканые, трикотажные и нетканые материалы. Нетканые материалы включают в себя ткани, полученные способами кардочесания, влажной укладки или прядения из расплава/аэродинамическим способом.

Волокна, пряжа и ткани могут также содержать дополнительные компоненты, такие как УФ-стабилизаторы, бактерицидные добавки, отбеливатели, оптические осветлители, антиоксиданты, пигменты, красители, почвоотталкивающие средства, краскоотталкивающие средства, наночастицы и водоотталкивающие средства. УФ-стабилизаторы, бактерицидные добавки, оптические осветлители, антиоксиданты, наночастицы и пигменты могут быть введены в огнестойкое волокно перед прядением из расплава или введены как постобработка после формования волокна. Красители, почвоотталкивающие средства, краскоотталкивающие средства, наночастицы и водоотталкивающие средства могут быть введены как постобработка после формования волокна и/или ткани. Для пряжи и материалов дополнительный компонент может быть введен путем последующей обработки. Ткани, выполненные с рассмотренным огнестойким волокном, могут также иметь покрытие или ламинированную пленку, нанесенную для придания износостойкости или регулирования жидкости/паропроницаемости.

Как показано на фиг.1а-1h, формованные ламинаты, выполненные с рассмотренным огнестойким полимером, показывают лучшую огнестойкость (как измерено с использованием ASTM D-6413) по сравнению с ламинатами, выполненными с традиционными огнестойкими волокнами из полиамида 66.

На фиг.2 схематически показан «эффект подмостков», связанный с огнестойкими термопластичными и нетермопластичными волокнами. На фиг.3а-3с сравниваются материалы, выполненные из рассмотренного огнестойкого волокна и огнестойкой вискозы, с материалами, выполненными из огнестойких волокон из полиамида 66 и огнестойкой вискозы. Здесь материалы, выполненные с рассмотренными огнестойкими волокнами (фиг.3b-3c), не имеют проблемы «эффекта подмостков», тогда как материал из полиамида 66 имеет. На фиг.4 представлены данные по вертикальной горючести для полимеров полиамид 66 и МКД6 с различными антипиренами при различных концентрациях. На фигуре показано неожиданное превосходство МКД6 над полиамидом 66.

Определения

Термин «после пламени» означает: «Устойчивое горение после того, как источник воспламенения был удален». [Источник: ASTM D6413. Стандартный метод испытания на огнестойкость тканей (Вертикальный метол)].

Термин «длина обугливания» означает: «Расстояние от края ткани, который непосредственно подвергается воздействию пламени, до самого дальнего видимого разрушения ткани после приложения определенного усилия отрыва». [Источник: ASTM D6413. Стандартный метод испытания на огнестойкость тканей (Вертикальный метод)].

Термин «капание» означает: «Поток жидкости, который нуждается в достаточном количестве или давлении для образования непрерывного потока». [Источник; Стандарт 2112 Национальной Ассоциации защиты от огня (NFPA), Стандарт на огнестойкие предметы одежды для защиты промышленного персонала от вспышек пламени].

Термин «расплав» означает: «Результат нагревания материала с очевидным течением или капанием». [Источник; Стандарт 2112 Национальной Ассоциации защиты от огня (NFPA), Стандарт на огнестойкие предметы одежды для защиты промышленного персонала от вспышек пламени].

Термин «самозатухание» означает: Материал не имеет устойчивого горения после того, как источник воспламенения был удален. Горение должно прекратиться до того, как образец полностью израсходуется. При испытании по ASTM D6413. Стандартный метод испытания на огнестойкость тканей (Вертикальный метод).

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Огнестойкость определяется в соответствии с ASTM D6413. Стандартный метод испытания на огнестойкость тканей (Вертикальный метод).

Получение ламинатов способом прямого прессования

Полимеры с или без антипирена формуют прямым прессованием в пленки с размерами приблизительно 10 см × 10 см и взвешивают приблизительно 10 г. Перед формованием тканые стекловолокнистые холсты помещают выше и ниже полимерной смеси. Стекловолокнистые холсты предотвращают усадку полимера и плавление от пламени в процессе испытания на вертикальную горючесть и могут прогнозировать потенциальное существование «эффекта подмостков». Масса холстов составляет примерно 7% конечного ламината. Температура формования является приблизительно на 25°C выше температуры плавления полимера.

ПРИМЕРЫ

Примеры 1-7

Огнестойкость формованных ламинатов, выполненных с различными аспектами рассмотренного огнестойкого волокна

Испытываемые ламинаты получают с использованием описанной выше технологии. Материал примера 1 выполнен с МКД6 и без антипирена. Материал примера 2 выполнен с МКД6 и с 10% мас./мас. меламинполифосфатной (МПФ) добавки. Материал примера 3 выполнен с МКД6 и с 10% мас./мас. меламинциануратной (МЦ) добавки. Материал примера 4 выполнен с МКД6 и с 10% мас./мас. цинкдиэтилфосфинатной (ДЭФZn) добавки. Материал примера 5 выполнен с МКД6 и с 10% мас./мас. алюминийдиэтилфосфинатной (ДЭФАl) добавки. Материал примера 6 выполнен с МКД6 и с 2% мас./мас. кремневольфрамовой кислоты (SiBK). Материал примера 7 выполнен с МКД6 и с 20% мас./мас. МЦ добавки. Результаты представлены в таблице 1 ниже.

Сравнительные примеры 1-4

Огнестойкость формованных ламинатов, выполненных с полиамидом 66 и антипиренами

Испытываемые ламинаты получают с использованием описанной выше технологии. Материал сравнительного примера 1 выполнен с полиамидом 66 и без антипирена. Материал сравнительного примера 2 выполнен с полиамидом 66 и с 10% мас./мас. МПФ добавки. Материал сравнительного примера 3 выполнен с полиамидом 66 и с 10% мас./мас. МЦ добавки. Материал сравнительного примера 4 выполнен с полиамидом 66 и с 10%% мас./мас. ДЭФZn добавки. Материал сравнительного примера 5 выполнен с полиамидом 66 и без антипирена. Результаты представлены в таблице 1 ниже.

Таблица 1 Определение огнестойкости   Полимер Добавка,
% мас. После пламени, с Капли Самозатухание Фигура Пример 1 МКД6 отсутствует 82 нет нет 1b Пример 2 МКД6 10% МПФ 0 нет да 1d Пример 3 МКД6 10% МЦ 55 нет да 1f Пример 4 МКД6 10% ДЭФZn 3 нет да 1h Пример 5 МКД6 10% ДЭФАl 2 нет да   Пример 6 МКД6 2% SiBK 9 нет да   Пример 7 МКД6   7 нет да нет данных Сравнительный пример Полиамид 66 отсутствует 199 да нет 1a Сравнительный пример Полиамид 66 10% МПФ 75 да нет 1c Сравнительный пример Полиамид 66 10% МЦ 141 да нет 1e Сравнительный пример Полиамид 66 10% ДЭФZn 38 да нет 1g Сравнительный пример Полиамид 66 2% SiBK 130 да нет  

Как показано в Таблице 1, рассмотренные огнестойкие ламинаты самозатухают и имеют более короткое время после пламени по сравнению с аналогом из полиамида 66. Кроме того, рассмотренные огнестойкие ламинаты не дают капель при горении, желательная характеристика любой огнестойкой ткани. Поскольку как МКД6, так и (полиамид 66), содержащие полимеры, перерабатываются из расплава, результаты, полученные выше с МКД6-полимером, являются удивительными и неожиданными.

Примеры 8-18

Огнестойкость материалов, выполненных из рассмотренного огнестойкого волокна и огнестойкой вискозы

В последующих примерах огнестойкая термопластичная пряжа комбинируется с пряжей, спряденной из штапельного ОС вискозного волокна (Lenzing FR), и из них получают трикотажную трубчатую ткань. Смешанный материал содержит приблизительно 50% каждой пряжи. Отделки волокон и трикотажные масла удаляют из ткани перед испытанием на горючесть.

Материал примера 8 представляет собой смешанную ткань из огнестойкого волокна МКД6, содержащего 2% мас./мас. МПФ добавки с огнестойким вискозным волокном. Материал примера 9 представляет собой смешанную ткань из огнестойкого волокна МКД6, содержащего 5% мас./мас. МПФ добавки с огнестойким вискозным волокном. Материал примера 10 представляет собой смешанную ткань из огнестойкого волокна МКД6, содержащего 10% мас./мас. МПФ добавки с огнестойким вискозным волокном. Материал примера 11 представляет собой смешанную ткань из огнестойкого волокна МКД6, содержащего 2% мас./мас. ДЭФАl добавки с огнестойким вискозным волокном. Материал примера 12 представляет собой смешанную ткань из огнестойкого волокна МКД6, содержащего 5% мас./мас. ДЭФАl добавки с огнестойким вискозным волокном. Материал примера 13 представляет собой смешанную ткань из огнестойкого волокна МКД6, содержащего 10% мас./мас. ДЭФАl добавки с огнестойким вискозным волокном. Материал примера 14 представляет собой смешанную ткань из огнестойкого волокна МКД6, содержащего 5% мас./мас. ДЭФZn добавки с огнестойким вискозным волокном. Материал примера 15 представляет собой смешанную ткань из огнестойкого волокна МКД6, содержащего 10% мас./мас. ДЭФZn добавки с огнестойким вискозным волокном. Результаты представлены в Таблице 2 ниже.

Сравнительные примеры 6-8

Огнестойкость материалов, выполненных из огнестойкого волокна полиамид 66 и огнестойкой вискозы

Материал сравнительного примера 6 представляет собой смешанную ткань из огнестойкого волокна полиамид 66, содержащего 5% мас./мас. МПФ добавки с огнестойким вискозным волокном. Материал сравнительного примера 7 представляет собой смешанную ткань из огнестойкого волокна полиамид 66, содержащего 10% мас./мас. МПФ добавки с огнестойким вискозным волокном. Материал сравнительного примера 8 представляет собой смешанную ткань из огнестойкого волокна полиамид 66, содержащего 10% мас./мас. ДЭФАl добавки с огнестойким вискозным волокном. Результаты представлены в таблице 2 ниже.

Таблица 2 Определение огнестойкости Ткань Смешанная пряжа Добавка, % мас.¹⁾ После пламени, с Самозатухание Фигура Пример 8 МКД6/ОС вискоза 2% МПФ 4,5 да   Пример 9 МКД6/ОС вискоза 5% МПФ 3,0 да нет данных Пример 10 МКД6/ОС вискоза 10% МПФ 0,8 да 3b Пример 11 МКД6/ОС вискоза 2% ДЭФАl 4,7 да   Пример 12 МКД6/ОС вискоза 5% ДЭФАl 4,7 да   Пример 13 МКД6/ОС вискоза 10% ДЭФАl 3,8 да 3d Пример 14 МКД6/ОС вискоза 5% ДЭФZn 16,6 да   Пример 15 МКД6/ОС вискоза 10% ДЭФZn 7,3 да   Сравнительный пример 6 Полиамид 66/ОС вискоза 5% МПФ 24,8 нет нет данных Сравнительный пример 7 Полиамид 66/ОС вискоза 10% МПФ 17,0 нет 3a Сравнительный пример 8 Полиамид 66/ОС вискоза 10% ДЭФАl 33,3 нет 3c ¹⁾ Процент по отношению к термопластичному полимерному волокну.

Здесь смесь волокон МКД6 и огнестойкой вискозы показывает лучшие результаты по сравнению со смесью волокон полиамида 66 и огнестойкой вискозы. Как указано выше, данные результаты являются удивительными и неожиданными.

Хотя настоящее изобретение описано в связи с его отдельными аспектами, очевидно, что многие альтернативы, модификации и варианты будут видны специалистам в данной области техники в свете приведенного выше описания. Соответственно, изобретение предназначено охватывать все такие альтернативы, модификации и варианты, которые подпадают под сущность и объем формулы изобретения.

Изобретение относится к химической технологии текстильных материалов и касается огнестойких волокон, пряжи и ткани из них. Огнестойкая штапельная спряденная пряжа содержит по меньшей мере одно огнестойкое волокно, содержащее частично ароматический полиамид и негалогенированный антипирен, и дополнительно содержит дополнительное волокно. Рассмотренные волокна и пряжа при смешении с другими огнестойкими волокнами не показывают опасного «эффекта подмостков», обеспечивают хорошую огнестойкость, предотвращают капание и прилипание, являются износостойкими и пригодны для переработки в износостойкую, долговечную огнестойкую ткань, холст или предмет одежды. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 14 ил., 2 табл.

1. Огнестойкая штапельная спряденная пряжа, содержащая по меньшей мере одно огнестойкое волокно, содержащее частично ароматический полиамид и негалогенированный антипирен, и дополнительно содержащая дополнительное волокно.

2. Огнестойкая штапельная спряденная пряжа по п. 1, в которой частично ароматический полиамид содержит полимеры или сополимеры ароматических и алифатических диаминов и дикарбоновых кислот.

3. Огнестойкая штапельная спряденная пряжа по п. 2, в которой частично ароматический полиамид дополнительно содержит мономеры ароматического диамина и мономеры алифатической дикарбоновой кислоты.

4. Огнестойкая штапельная спряденная пряжа по п. 1, в которой частично ароматическим полиамидом является МКД6.

5. Огнестойкая штапельная спряденная пряжа по п. 1, в которой негалогенированные антипирены выбраны из группы, состоящей из продуктов конденсации меламина (включая мелам, мелем и мелон), продукты взаимодействия меламина с фосфорной кислотой (включая меламинфосфат, меламинпирофосфат и меламинполифосфат ((МПФ) (МРР)), продукты взаимодействия продуктов конденсации меламина с фосфорной кислотой (включая меламполифосфат, мелемполифосфат, мелонполифосфат), меламинцианурат ((МЦ) (МС)), цинкдиэтилфосфинат ((ДЭФZn) (DEPZn)), алюминийдиэтилфосфинат ((ДЭФАI) (DEPAI)), кальцийдиэтилфосфинат, магнийдиэтилфосфинат, бисфенол А-бис-(дифенилфосфинат) ((БФАДФ) (BPADP)), резорцин-бис(2,6-дикси-ленилфосфат) ((РДК) (RDX)), резорцин-бис(дифенилфосфат) ((РДФ) (RDP)), оксинитрид фосфора, борат цинка, оксид цинка, станнат цинка, гидроксистаннат цинка, сульфид цинка, фосфат цинка, силикат цинка, гидроксид цинка, карбонат цинка, стеарат цинка, стеарат магния, октамолибдат аммония, меламинмолибдат, меламиноктамолибдат, метаборат бария, ферроцен, фосфат бора, борат бора, гидроксид магния, борат магния, гидроксид алюминия, тригидрат оксида алюминия, меламиновые соли гликолурил- и 3-амино-1,2,4-триазол-5-тиола, соли уразола калия, цинка и железа, 1,2-этандиил-4,4′-бис-триазолидин-3,5-дион, силикон, оксиды Mg, Al, Ti, Cr, Mn, Fe, Со, Ni, Cu, Zn, Zr, Mo, Sn, Sb, Ba, W и Bi, полиэдральные олигомерные силсесквиоксаны, углеродные нанотрубки и наноглины.

6. Огнестойкая штапельная спряденная пряжа по п. 1, в которой негалогенированный антипирен выбран из группы, состоящей из МПФ, МЦ, ДЭФZn и ДЭФАI.

7. Огнестойкая штапельная спряденная пряжа по п. 1, в которой негалогенированный антипирен присутствует в концентрации от около 5 до около 10% мас.

8. Огнестойкая штапельная спряденная пряжа по п. 1, в которой дополнительное волокно выбрано из группы, состоящей из целлюлозных, арамидных, фенольных, сложнополиэфирных, окисленных акриловых, модакриловых, меламиновых, шелковых, льняных, конопляных, шерстяных, поли(пара-фениленбензо-бис-оксазольных) ((ПБО) (РВО)), полибензимидазольных ((ПБИ) (PBI)) и полисульфонамидных ((ПСА) (PSA)) волокон.

9. Огнестойкая штапельная спряденная пряжа по любому из пп. 1-8, в которой указанное дополнительное волокно обработано антипиреном.

10. Огнестойкая штапельная спряденная пряжа по п. 1, в которой указанным дополнительным волокном является хлопок, вискоза, сложный полиэфир или лиоцелл.

11. Огнестойкая непрерывная волокнистая пряжа, содержащая, по меньшей мере, одно огнестойкое волокно по любому из пп. 1-10, где указанное огнестойкое волокно является непрерывным.

12. Огнестойкая непрерывная волокнистая пряжа по п. 11, которая дополнительно содержит дополнительное непрерывное филаментное волокно.

13. Огнестойкая непрерывная волокнистая пряжа по п. 12, в которой дополнительное непрерывное филаментное волокно выбрано из группы, состоящей из арамидных, фенольных, сложнополиэфирных, окисленных акриловых, модакриловых, меламиновых, лиоцелльных, поли(пара-фениленбензо-бис-оксазольных) (ПБО), полибензимидазольных (ПБИ) и полисульфонамидных (ПСА) волокон.

14. Огнестойкая непрерывная волокнистая пряжа по любому из пп. 12 и 13, в которой дополнительное непрерывное филаментное волокно обработано антипиреном.

15. Материал, содержащий пряжу по любому из пп. 1-14.

16. Материал по п. 15, дополнительно содержащий дополнительную пряжу.

17. Материал по п. 16, в котором указанная дополнительная пряжа содержит волокно, выбранное из группы, состоящей из: целлюлозных, арамидных, фенольных, сложнополиэфирных, окисленных акриловых, модакриловых, меламиновых, хлопковых, шелковых, льняных, конопляных, шерстяных, вискозных, лиоцелльных, поли(пара-фениленбензо-бис-оксазольных) (ПБО), полибензимидазольных (ПБИ) и полисульфонамидных (ПСА) волокон.

18. Нетканый огнестойкий материал, содержащий огнестойкую непрерывную волокнистую пряжу по любому из пп. 11-14.

19. Нетканый огнестойкий материал по п. 18, где указанный нетканый материал получен способом, выбранным из группы, состоящей из: прядения из расплава, аэродинамического прядения и их комбинации.

20. Огнестойкое волокно, содержащее, по меньшей мере, один частично ароматический полиамид, по меньшей мере, один алифатический полиамид и, по меньшей мере, один негалогенированный антипирен.

21. Огнестойкое волокно по п. 20, которое дополнительно содержит второй частично ароматический полиамид.

22. Огнестойкое волокно по п. 21, в котором указанным, по меньшей мере, одним частично ароматическим полиамидом является МКД6, а указанным вторым частично ароматическим полиамидом является полиамид 6/6Т.