專利名稱：抗火焰?zhèn)鞑サ呐菽牧虾头椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本專利申請涉及對輻射板火焰?zhèn)鞑ゾ哂懈倪M(jìn)阻抗性的泡沫材料，并且更具體地涉及抗火焰?zhèn)鞑サ母魺岷透粢襞菽牧稀?br> 背景技術(shù)：
開孔泡沫材料(例如三聚氰胺樹脂泡沫材料)是輕質(zhì)的并具有熱學(xué)和聲學(xué)特性， 使得這種泡沫材料在商用飛機(jī)應(yīng)用中作為絕緣材料非常具有吸引力。另外，開孔泡沫絕緣材料比傳統(tǒng)的玻璃纖維絕緣材料更易于安裝，因此可能降低總體制造成本。然而，商用飛機(jī)應(yīng)用中使用的隔熱材料和隔音材料受到關(guān)于可燃性的政府規(guī)章管制。特別地，許多政府規(guī)章要求測試輻射板可燃性、垂直燃燒、燃燒有毒氣體的生成和燃燒煙塵的生成。例如，輻射板測試要求單獨(dú)的絕緣材料或更典型地覆蓋在保護(hù)膜內(nèi)的絕緣材料經(jīng)受15秒的定向表面丙烷引燃火焰，同時經(jīng)受在零點(diǎn)測定為1. 7ffatts/cm2的強(qiáng)輻射熱源。在這些條件下，該絕熱材料必須抵抗大于2英寸的火焰?zhèn)鞑ィ瑤缀跻挥⒋绲幕鹧嬉话阋曰鹧嬖诒砻嫔系淖畛鮿澣嫉募傧笮问匠霈F(xiàn)。此外，材料上的任何余焰必須在3秒鐘內(nèi)自動熄滅。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，對于典型的泡沫絕緣材料來說，在一貫長期的基礎(chǔ)上通過這種嚴(yán)格的可燃性測試已經(jīng)被證明是比較困難的。因此，飛機(jī)制造商已經(jīng)繼續(xù)使用傳統(tǒng)的基于礦物的絕緣材料。盡管如此，本領(lǐng)域技術(shù)人員仍在繼續(xù)尋找能夠滿足嚴(yán)格的易燃性需求的材料，包括泡沫材料。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，所公開的抗火焰?zhèn)鞑ヅ菽牧习ㄅc阻燃溶液接觸的泡沫材料襯底，該阻燃溶液包括水中的有機(jī)磷酸酯，其中，接觸之后，將泡沫材料襯底在預(yù)定溫度下固化預(yù)定的時間。在另一方面，所公開的用泡沫材料襯底制造抗火焰?zhèn)鞑ヅ菽牧系姆椒梢园ㄒ韵虏襟E制備包含水中的有機(jī)磷酸酯的阻燃溶液；使泡沫材料襯底接觸阻燃溶液以獲取部分處理的泡沫材料襯底；以及在預(yù)定溫度下將該部分處理的泡沫材料襯底固化預(yù)定的時間。在另一方面，所公開的抗火焰?zhèn)鞑ヅ菽牧峡梢园ㄅc包含水性載體中的有機(jī)磷酸酯的阻燃溶液接觸的三聚氰胺樹脂泡沫材料襯底，其中有機(jī)磷酸酯包含阻燃溶液的重量的大約0. 到大約2%，并且其中使三聚氰胺樹脂泡沫材料襯底在接觸阻燃溶液的同時機(jī)械變形，以及其中，在接觸之后，在預(yù)定溫度下將該泡沫材料襯底固化預(yù)定的時間。在另一方面，所公開的用三聚氰胺樹脂泡沫材料襯底制造抗火焰?zhèn)鞑ヅ菽牧系姆椒梢园ㄒ韵虏襟E制備包含水性載體中的有機(jī)磷酸酯的阻燃溶液，其中有機(jī)磷酸酯包含阻燃溶液的重量的大約0. 到大約2% ；使三聚氰胺樹脂泡沫材料襯底接觸阻燃溶液，在接觸步驟期間使三聚氰胺樹脂襯底機(jī)械變形；以及在接觸步驟之后，在預(yù)定溫度下將該三聚氰胺樹脂泡沫材料襯底固化預(yù)定的時間。所公開的抗火焰?zhèn)鞑ヅ菽牧虾头椒ǖ钠渌矫鎸⑼ㄟ^下面的說明書、附圖和隨附權(quán)利要求變得明顯。


圖1是示出所公開的制造抗火焰?zhèn)鞑ヅ菽牧系姆椒ǖ囊粋€方面的流程圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，所公開的制造抗火焰?zhèn)鞑ヅ菽牧系姆椒?總體上由10指示)可以開始于制備阻燃溶液，如方框12所示。然后，如方框14所示，可以使泡沫材料襯底與阻燃溶液接觸。在從泡沫材料襯底中移除過量的阻燃溶液(方框16)之后，可以固化經(jīng)處理的泡沫材料襯底，如方框18所示。方框14和方框16所示的步驟可以重復(fù)進(jìn)行一次或更多次， 以提高阻燃溶液到泡沫材料襯底中的滲透。泡沫材料襯底可以是任何開孔泡沫材料。在一個特定方面，泡沫材料襯底可以是低密度的開孔聚合樹脂泡沫材料。例如，該泡沫材料襯底可以是來自德國Ledwigshafen am Rhein的BASF Aktiengesellschaft公司的BAS0TECT 三聚氰胺樹脂泡沫材料。在一個方面，泡沫材料襯底可以被提供作為面板(panel)并可以具有面板厚度。 例如，面板厚度可以在大約1英寸到大約3英寸的范圍內(nèi)。當(dāng)然，在不偏離本公開的范疇的情況下，可以使用更小或更大的厚度。在另一方面，可以提供泡沫材料襯底作為塊材 (block)，其中該塊材可以具有一定尺寸以適應(yīng)特定的應(yīng)用。該阻燃溶液可以是包含水性載體(例如水)中的一種或更多種有機(jī)磷酸酯的水溶液。如此處所討論，相信有機(jī)磷酸酯使得所公開的阻燃溶液具有阻燃特性?？蛇x擇地，除了有機(jī)磷酸酯之外，阻燃溶液可以額外地包括其他阻燃成分。在所公開的阻燃溶液中可用的另一種阻燃成分的示例是無機(jī)阻燃劑，例如氫氧化鋁。所公開的阻燃溶液的有機(jī)磷酸酯成分可以是單一的有機(jī)磷酸酯或有機(jī)磷酸酯的混合物。在一個方面，所公開的阻燃溶液的有機(jī)磷酸酯成分可以包括一種或更多種烷基取代磷酸酯。在另一方面，所公開的阻燃溶液的有機(jī)磷酸酯成分可以包括多種烷基取代磷酸酯，其中至少兩種烷基取代磷酸酯具有完全不同的沸點(diǎn)或汽化點(diǎn)。例如，所公開的阻燃溶液中的至少兩種烷基取代磷酸酯的沸點(diǎn)之差可以為大約10°c。所公開的阻燃溶液的有機(jī)磷酸酯成分可以從一般在紡織工業(yè)中使用的商售阻燃劑中獲取。在一個示例中，有機(jī)磷酸酯成分可以利用來自新澤西州Paterson的American Manufacturing International 公司(Amitech)的 PYROZYL M73 獲取。在另一個示例中，有機(jī)磷酸酯成分可以利用來自伊利諾伊州Crystal Lake的Spartan Flame Retardants公司的SPARTANAR 295獲取，其為有機(jī)成分和無機(jī)成分的混合物。在另一個示例中，有機(jī)磷酸酯成分可以利用來自南卡羅來納州Spartanburg的Apexical公司的FLAMEPR00F#1528獲取。在一個方面，所公開的阻燃溶液中的有機(jī)磷酸酯(或酯類)可以包含阻燃溶液的重量的大約0.01%到大約15%。在另一方面，所公開的阻燃溶液中的有機(jī)磷酸酯(或酯類)可以包含阻燃溶液的重量的大約0. 到大約5%。在又一方面，所公開的阻燃溶液中的有機(jī)磷酸酯(或酯類)可以包含阻燃溶液的重量的大約0. 到大約2%。此時，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，所公開的阻燃溶液中的有機(jī)磷酸酯(或酯類)的量可以依賴于所使用的有機(jī)磷酸酯類型和所使用的泡沫材料襯底類型等因素。一種示例性阻燃溶液可以通過將300毫升PYROZYL M73和29. 7升蒸餾水混合來制備。此時，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不偏離本公開的范疇的情況下，所公開的阻燃溶液中可以包含一種或更多種額外功能添加劑。示例性額外功能添加劑包括疏水劑(例如含水硅氧烷乳液)、疏油劑(例如全氟丙烯酸酯共聚物乳液)和甲醛凈化劑(例如，日本東京的Sumitomo Chemical有限責(zé)任公司出售的SUMITEX BUFFER Fff)，以及各種助劑例如螯合齊U、緩沖劑、調(diào)平劑、分散劑和生物殺滅劑。在可替換的方面，所公開的阻燃溶液可以基本上無溴化物和重金屬。再參考方框14，泡沫材料襯底可以接觸所公開的阻燃溶液，以便阻燃溶液浸透泡沫材料襯底(即阻燃溶液滲透泡沫材料襯底的表面并轉(zhuǎn)移至內(nèi)部橫截面)。在一個方面， 阻燃溶液可以容納在容器例如儲箱中，并且泡沫材料襯底可以浸入容器中的阻燃溶液(例如，通過浸漬/蘸取)。此時，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，泡沫材料襯底可以接觸阻燃溶液一段時間，以至于足夠?qū)崿F(xiàn)溶液到泡沫材料中的期望的滲透和分布。此外，可以控制阻燃溶液的溫度以優(yōu)化溶液到泡沫材料中的滲透和分布?？蛇x擇地，可以使得泡沫材料襯底在接觸阻燃溶液的同時機(jī)械變形，從而促進(jìn)溶液滲透到泡沫材料中。使泡沫材料襯底機(jī)械變形的一種示例性技術(shù)包括重復(fù)地壓縮和放松該泡沫材料襯底。使泡沫材料襯底機(jī)械變形的另一種示例性技術(shù)包括揉捏該泡沫材料襯底。參考方框16，在使泡沫材料襯底接觸阻燃溶液之后，可以從泡沫材料襯底中移除過量的溶液。例如，可以移除所吸收的阻燃溶液的大約90%。在一個方面，可以允許經(jīng)處理的泡沫材料襯底在進(jìn)行固化步驟之前滴干。在另一方面中，可以擠壓經(jīng)處理的泡沫材料從而移除過量的溶液。例如，可以通過使泡沫材料襯底經(jīng)過由兩個滾筒限定的夾隙(nip)來實(shí)現(xiàn)擠壓?？蛇x擇地，在移除過量的阻燃溶液后，泡沫材料襯底可以再次接觸阻燃溶液，之后可以如上所述移除過量的溶液。方框14和方框16中所示的步驟可以重復(fù)進(jìn)行多次，從而實(shí)現(xiàn)阻燃溶液在泡沫材料襯底中的期望的滲透和分布。例如，可以針對每英寸的泡沫材料襯底厚度執(zhí)行一次方框14和方框16中所示的步驟。最后，參考方框18，經(jīng)處理的泡沫材料襯底可以被固化。固化經(jīng)處理的泡沫材料襯底的步驟可以包括將經(jīng)處理的泡沫材料襯底在預(yù)定溫度下保持預(yù)定的時間。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在烘爐(例如成批式烘爐或鏈條式平爐)中執(zhí)行固化步驟，以便保持期望的溫度。固化爐可以包括強(qiáng)制通風(fēng)部件。在一個特定的方面，可以在多個階段執(zhí)行固化步驟，其中每個階段包括特定的溫度和特定的處理時間。例如，經(jīng)處理的泡沫材料襯底可以經(jīng)受在大約120°C下持續(xù)大約2小時的初始固化，然后是在大約150°C下持續(xù)大約30分鐘的最終固化。因此，所公開的抗火焰?zhèn)鞑ヅ菽牧峡梢跃哂衅谕目扇夹蕴匦裕瑫r保留大多數(shù)或所有原始的泡沫材料特性，包括柔韌性和輕質(zhì)性。 盡管已經(jīng)示出和描述了所公開的抗火焰?zhèn)鞑ヅ菽牧系母鱾€方面，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本說明書后容易想到各種修改。本申請包括這些修改并且僅由權(quán)利要求的范疇限制。
權(quán)利要求
1.一種用泡沫材料襯底制造抗火焰?zhèn)鞑ヅ菽牧系姆椒?，所述方法包含以下步驟 制備包含水性載體中的有機(jī)磷酸酯的阻燃溶液；使得所述泡沫材料襯底與所述阻燃溶液接觸；以及在所述接觸步驟之后，在預(yù)定溫度下將所述泡沫材料襯底固化預(yù)定的時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述泡沫材料襯底是開孔聚合樹脂泡沫材料襯底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述泡沫材料襯底包括三聚氰胺樹脂泡沫材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述有機(jī)磷酸酯是烷基取代磷酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述阻燃溶液進(jìn)一步包含無機(jī)阻燃劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無機(jī)阻燃劑包括氫氧化鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述阻燃溶液進(jìn)一步包含疏水劑、疏油劑和甲醛凈化劑中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述有機(jī)磷酸酯包含所述阻燃溶液的重量的大約 0. 到大約5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述有機(jī)磷酸酯包含所述阻燃溶液的重量的大約 0. 到大約2%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接觸步驟包括將所述泡沫材料襯底浸入所述阻燃溶液的浴器中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含使所述泡沫材料襯底機(jī)械變形的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含擠壓所述泡沫材料襯底以從其中排出所述阻燃溶液的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述固化步驟包括將所述泡沫材料襯底在超過大約100°C的溫度下保持至少大約2小時。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述固化步驟包括將所述泡沫材料襯底在大約 120°C的溫度下保持至少2小時，然后在大約150°C的溫度下保持至少大約30分鐘。
15.一種利用權(quán)利要求1-14所述的方法中任一方法制備的泡沫材料襯底。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用泡沫材料襯底制造抗火焰?zhèn)鞑ヅ菽牧系姆椒ǎ摲椒òㄒ韵虏襟E制備包括水中的有機(jī)磷酸酯的阻燃溶液；將泡沫材料襯底浸入阻燃溶液中以獲取部分處理的泡沫材料襯底；以及在預(yù)定溫度下將部分處理的泡沫材料襯底固化預(yù)定的時間。
文檔編號C08J9/40GK102459441SQ201080027118
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者G·F·N·尼古拉斯 申請人:波音公司