本發(fā)明涉及阻燃組合物，其更特別旨在施加至包含玻璃紗線和任選的合成紗線的紡織品襯底。

該阻燃組合物能夠在該紡織品襯底上形成透明和柔性涂層的層，當(dāng)該層暴露于熱或火焰時變得膨脹。由此令該紡織品襯底更耐火。

基于玻璃纖維的織物的防火是已知的，并且通過施加包含有機(jī)樹脂和膨脹化合物或阻燃添加劑（例如氫氧化物或基于磷、基于硫或基于氮的化合物）來獲得。

已知的膨脹阻燃涂層主要包含三聚氰胺-甲醛樹脂，其無可否認(rèn)是透明的，但是其具有顯著降低所述涂層的柔性的缺點(diǎn)。此外，這些涂層能夠釋放甲醛，這違背了因?qū)ι锏挠泻τ绊懚辜兹┑默F(xiàn)行法規(guī)。

含有阻燃添加劑的阻燃涂層能夠獲得所需透明度和所需柔性，但是從火災(zāi)的角度來看，它們的效力始終低于膨脹阻燃涂層的效力。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于獲得一種無甲醛的膨脹阻燃組合物，其是透明的，并且其能夠保留在其上施加該組合物的原始紡織品襯底的柔性性質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明通過由丙烯酸樹脂、脫水化合物、發(fā)泡劑和任選的氟碳-基聚合物組成的阻燃組合物來解決這一問題。

在本申請中，下列術(shù)語和表述具有下面的含義：

-術(shù)語“脫水化合物”意在指在高于100℃、優(yōu)選100至250℃的溫度下釋放強(qiáng)酸或能夠釋放強(qiáng)酸的強(qiáng)酸前體的化合物，

-術(shù)語“發(fā)泡劑”意在指在其熱降解時釋放不燃性氣體如二氧化碳或氨的化合物。該發(fā)泡劑是對獲得膨脹效果至關(guān)重要的化合物，所述膨脹效果使其能夠形成保護(hù)紡織品襯底來防火的膨脹碳基結(jié)構(gòu)。該發(fā)泡劑不同于前述脫水化合物，并且

-“透明”或“透明性”性質(zhì)理解為是指相對于可見光范圍內(nèi)的輻射。

丙烯酸樹脂的功能是將纖維或紗線彼此粘合。該丙烯酸樹脂可以由丙烯酸或甲基丙烯酸均聚物、或丙烯酸和/或甲基丙烯酸與烯屬不飽和單體如苯乙烯的共聚物組成。優(yōu)選地，該樹脂由丙烯酸均聚物組成。

脫水化合物的功能是將丙烯酸樹脂脫水，并且還必須能夠在溫度提高的作用下生成酸，所述酸與所述樹脂的羥基官能反應(yīng)以首先獲得熱穩(wěn)定的酯。所述酯隨后將被降解，產(chǎn)生構(gòu)成防火保護(hù)層的碳、水和二氧化碳。

該脫水化合物選自可熱降解的強(qiáng)酸，如磷酸、硫酸和硼酸，以及具有揮發(fā)性陽離子的這些酸的鹽，并有利地為聚磷酸銨。

該發(fā)泡劑優(yōu)選是胺或酰胺，有利地為尿素、三聚氰胺和胍。尿素是優(yōu)選的。

作為一般規(guī)則，該丙烯酸樹脂包含足夠量的碳原子和能夠與脫水劑反應(yīng)的羥基官能以便能夠形成具有良好品質(zhì)的膨脹層。由此，無需向本發(fā)明的阻燃組合物中添加不同于該丙烯酸樹脂的多羥基碳-基化合物，特別是多元醇如季戊四醇、糖如葡萄糖、阿拉伯糖和麥芽糖、淀粉或纖維素。

本發(fā)明的阻燃組合物為水性分散體形式。

優(yōu)選地，該阻燃組合物由以下成分組成（以%固體形式）：

-10%至60%的丙烯酸樹脂，有利地為15%至50%，

-20%至50%的脫水化合物，有利地為30%至40%，

-5%至30%的發(fā)泡劑化合物，有利地為10%至20%，

-0%至60%的氟碳-基聚合物，優(yōu)選至少5%，有利地為10%至30%。

該阻燃組合物通常包含30重量%至80重量%的水，優(yōu)選40%至60%。如下文所述，根據(jù)用于在紡織品襯底上沉積該阻燃組合物的應(yīng)用模式來調(diào)節(jié)水含量。例如，當(dāng)該阻燃組合物通過涂布沉積時，該水含量例如等于40%，對于通過噴涂的應(yīng)用等于60%。

在該阻燃組合物中，該氟碳-基聚合物有助于改善最終的紡織品襯底在潮濕環(huán)境中的老化的耐受力。

本發(fā)明的另一主題涉及涂有上述阻燃組合物的紡織品襯底。

該紡織品襯底含有由多根礦物長絲組成的礦物纖維和/或紗線，和任選的有機(jī)纖維和/或紗線。上述礦物或有機(jī)纖維和紗線可以是連續(xù)的或短切的。

構(gòu)成上述纖維和紗線的礦物材料可以是玻璃或巖石，特別是玄武巖。

上述有機(jī)纖維和紗線可以是天然纖維和紗線，特別是基于纖維素，特別是基于棉、亞麻和大麻，或是合成纖維和紗線，特別是基于聚合物，特別是聚酯，如聚(甲基丙烯酸甲酯)，或聚烯烴，如聚丙烯。

該紡織品襯底可以是非織造材料形式，例如化學(xué)或機(jī)械粘接的纖維的網(wǎng)或墊、織物、網(wǎng)幅、針織物或編織物。

優(yōu)選地，該紡織品襯底是包含光學(xué)纖維和特別由玻璃制成的綴結(jié)紗線的發(fā)光織物。此類織物特別描述在專利申請wo2005/026424、wo2008/035010、wo2008/062141和wo2008/087339中。

有利地，該發(fā)光織物包含光學(xué)纖維，其可以由玻璃制成，但是優(yōu)選為有機(jī)纖維，以及玻璃制成的綴結(jié)紗線。

該光學(xué)纖維有利地由一種或多種聚合物材料組成。

該光學(xué)纖維和該綴結(jié)紗線可以布置在經(jīng)紗中或緯紗中。該光學(xué)纖維優(yōu)選布置在經(jīng)紗中，該玻璃紗線優(yōu)選布置在緯紗中。有利地，該發(fā)光織物包含布置在經(jīng)紗中的玻璃紗線和布置在緯紗中的玻璃紗線與光學(xué)纖維的組合。

該發(fā)光織物可以包括平紋、斜紋、緞紋或提花。

根據(jù)所選的編制類型，有可能促進(jìn)光學(xué)纖維在織物的一個面上的存在，同時確保該織物的良好強(qiáng)度。

第一有利的發(fā)光織物包含根據(jù)斜紋、有利地根據(jù)4-、6-、8-、10-或12-線束緞紋編織的至少一個部分。選擇緞紋能夠使緯紗或經(jīng)紗在該發(fā)光織物的一個面上更可見。有利地，該發(fā)光織物在用作照明表面的面上包含緯紗效果的緞紋。

第二有利的發(fā)光織物包含根據(jù)平紋編織的至少一個部分，因為這種類型編織能夠確保該織物的強(qiáng)度。

如前所示，該光學(xué)纖維優(yōu)選是有機(jī)的，特別是由一種或多種聚合物材料組成。

作為此類聚合物材料的實(shí)例，可以提及聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、環(huán)烯烴和含氟聚合物。

護(hù)套可以覆蓋該光學(xué)纖維（芯）以保護(hù)它們并獲得稱為核-殼的兩組分結(jié)構(gòu)。該護(hù)套可以具有與芯相同的性質(zhì)，或具有與芯不同的性質(zhì)。包含聚(甲基丙烯酸甲酯)芯與基于含氟聚合物如聚四氟乙烯的護(hù)套的纖維是優(yōu)選的。

該光學(xué)纖維通常具有100至1000微米、優(yōu)選200至550微米和有利地為450至550微米的直徑。

在核-殼光學(xué)纖維的情況下，該護(hù)套的厚度為2至15微米，優(yōu)選5至10微米。

該光學(xué)纖維具有至少5根紗線/厘米和優(yōu)選為8至20根紗線/厘米的密度。

該光學(xué)纖維可以處理以形成浸潤性改變，這使得能夠在纖維處提取光并漫射照明該發(fā)光織物的主表面。所述浸潤性改變通常為凹口或小的狹縫形式，其特別可以通過研磨工藝如噴砂、化學(xué)侵蝕或借助高強(qiáng)度光輻射如激光的熔融來獲得。

該浸潤性改變可以在其編織之前在該光學(xué)纖維上進(jìn)行，或直接在該發(fā)光織物上進(jìn)行。

用作綴結(jié)紗線的玻璃紗線由涂有膠料（size）的多根玻璃長絲組成，這些長絲具有5至24微米、優(yōu)選6至16微米和有利地為8至13微米的直徑。該玻璃紗線還具有2.8至4800tex、優(yōu)選大于34tex、并且有利地為50至800tex的線質(zhì)量密度。

布置在經(jīng)紗中的玻璃紗線具有至少等于5根紗線/厘米、優(yōu)選至少等于7根紗線/厘米和有利地為7至9根紗線/厘米的密度。布置在緯紗中的玻璃紗線具有至少等于5根紗線/厘米和優(yōu)選8至20根紗線/厘米的密度。

該玻璃紗線可以是加捻紗線，每米的匝數(shù)為至少等于5，優(yōu)選為至少20。

該玻璃紗線占該發(fā)光織物的重量的至少20%、優(yōu)選至少40%。玻璃紗線在該發(fā)光織物中的比例越高，耐火性越好。

該發(fā)光織物可以包含優(yōu)選施加到不用作照明表面的面上的結(jié)構(gòu)涂層。該結(jié)構(gòu)涂層有利地為白色和/或反射性的和/或主要基于礦物材料。

該結(jié)構(gòu)涂層通常包含聚合物有機(jī)粘合劑和任選的填充材料，所述填充材料由礦物填料和/或顏料組成。該聚合物粘合劑可以是合成的，例如聚氨酯、聚(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-丙烯酸共聚物，或天然聚合物，例如淀粉。

盡管更特別相對于發(fā)光織物進(jìn)行描述，不能排除將該阻燃組合物施加到其它紡織品襯底上，特別是含有至少20重量%的有機(jī)材料的紡織品襯底。例如，該紡織品襯底可以是包含玻璃制成的結(jié)構(gòu)和聚酯纖維的無紡布的復(fù)合物，所述無紡布占聚酯重量的50%至85%，或由天然纖維組成的織物，尤其是基于纖維素纖維、有利地為亞麻纖維的可涂飾布料。

將阻燃組合物施加至紡織品襯底可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法進(jìn)行，例如通過借助刮刀（任選放置在輥上）的涂覆、通過簾幕涂覆、或通過噴涂。

在涂覆阻燃組合物后進(jìn)行干燥步驟，其通常在環(huán)境溫度（20-25℃）下進(jìn)行，但是也可以在更高的溫度下進(jìn)行。但是，該干燥溫度應(yīng)當(dāng)對該紡織品襯底的纖維和紗線的性質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)；特別地，其不應(yīng)過度接近于該阻燃組合物的成分和該纖維與紗線的成分的降解溫度。

例如，含有聚合物纖維的發(fā)光織物的干燥可以在50至70℃的溫度下進(jìn)行至多60分鐘。在這些條件下的干燥改善了該阻燃組合物層的表面光潔度。

施加到紡織品襯底上的阻燃組合物的量可以根據(jù)所需阻燃水平在大的程度上不等。通常，該阻燃組合物的量（以%固體形式）為每平方米紡織品襯底50至400克，優(yōu)選為100至300克/平方米。

當(dāng)該紡織品襯底是發(fā)光織物時，該阻燃組合物優(yōu)選施加到用作主要照明表面的面上。

下面給出的實(shí)施例能夠闡述本發(fā)明，但是不限制本發(fā)明。

在這些實(shí)施例中，在下列條件下評估該紡織品襯底的性質(zhì)：

-在標(biāo)準(zhǔn)nfeniso11925-2的條件下測量耐火性。測定蔓延15厘米的距離的時間和在表面處施加或施加至樣品邊緣的火焰的蔓延距離。

在標(biāo)準(zhǔn)iso23539:2005的條件下測量亮度（以cd/m2為單位）。待檢測的樣品的光學(xué)纖維以幾個組放置在一起并連接到光源上。

通過lorentzen&wettre設(shè)備在23℃和50%相對濕度下對在機(jī)器方向（相對于編織方向）上切割的矩形樣品（3.8厘米×8.0厘米）測量彎曲剛度。

該樣品在一端處以兩個夾爪之間的最小距離垂直固定，并向自由的一段施加水平的力。測量對等于5°的彎曲角所施加的力，并根據(jù)下式計算剛度s（以mn.m為單位）：

s=60×f×l2/π×θ×b

其中：

f是達(dá)到5°的角度的所測得的力（以mn為單位）

l是該樣品的可用長度（0.05米）

θ是彎曲角（5°）

b是樣品的寬度（0.038米）。

實(shí)施例1

a）紡織品襯底

所用紡織品襯底是具有8-線束緞紋編織的織物，由以下組成：

-e-玻璃綴結(jié)紗線

·在經(jīng)紗中：長絲直徑9微米，線質(zhì)量密度68tex，20匝/米z方向（ec968z20），密度7.9根紗線/厘米，

·在緯紗中：長絲直徑11微米，線質(zhì)量密度136tex，28匝/米z方向（ec11136z28），密度12根紗線/厘米，和

-由涂有聚四氟乙烯的聚(甲基丙烯酸甲酯)芯組成的光學(xué)纖維；直徑500微米，線質(zhì)量密度240tex，密度12根紗線/厘米。

該織物具有等于524g/m2的基重，并含有43重量%的礦物材料。

通過刮刀涂覆向給發(fā)光織物的一個面（背面）上施加含有以下成分的白色結(jié)構(gòu)涂層（以重量%形式）：20%的苯乙烯-丙烯酸樹脂，78%的碳酸鈣和2%的氧化鈦。該結(jié)構(gòu)涂層的量等于181g/m2發(fā)光織物。

b）阻燃組合物

通過向含有水的容器中加入下列成分（以%固體形式）來制備阻燃組合物：

-丙烯酸樹脂（aquaset^?tf150；dowchemicals）49.0

-聚磷酸銨（frcros^?484；buddenheim）36.0

-尿素15.0。

該阻燃組合物中的固含量等于60%。

獲得白色的粘稠溶液。

c）耐火的紡織品襯底

通過用安裝在輥上的刮刀涂覆將該組合物以不同的量施加到a）中描述的發(fā)光織物的前表面上，并隨后在環(huán)境溫度（20-25℃）下干燥24小時。

實(shí)施例1e的織物在施加該阻燃組合物之前經(jīng)受噴砂處理。

進(jìn)行本發(fā)明的實(shí)施例1a至1e的耐火性測量，并與不含有任何結(jié)構(gòu)涂層和阻燃組合物的發(fā)光織物（對比例1）、不含有任何阻燃組合物的發(fā)光織物（對比例2）和其中該阻燃組合物含有三聚氰胺-甲醛樹脂（fx100：flameseal）的不具有結(jié)構(gòu)涂層的發(fā)光織物（對比例3）進(jìn)行比較。

在表1中給出了結(jié)果。

與對比例3相比，對于本發(fā)明的實(shí)施例1d，在發(fā)光織物表面處施加火焰和向發(fā)光織物邊緣施加火焰的蔓延距離更短（并因此耐火性更好）。

實(shí)施例1a至1e的發(fā)光織物可以經(jīng)受最高30°的彎曲角的手工彎曲，而不會對阻燃組合物的層造成可見的破壞。相反，對比例3的發(fā)光織物開裂和崩解，釋放出粉末狀殘渣。

在實(shí)施例1e的發(fā)光織物（耐火織物）上測量量度，并且與噴砂之后和施加阻燃組合物之前的相同織物（不耐火織物）進(jìn)行比較。結(jié)果如下：

　　　　　　　　　　　　　量度（cd/m2）

耐火織物　　　　　　　　　97.5

不耐火織物　　　　　　　　90.0。

穿過阻燃組合物層的光透射略微提高，由此表明所述層的透明性質(zhì)。

實(shí)施例2和3

在實(shí)施例1的條件下進(jìn)行該方法，修改在于該阻燃組合物含有（以固體%形式）：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　例2例3

-丙烯酸樹脂（aquaset^?tf150；dowchemicals）44.039.0

-聚磷酸銨（frcros^?484；buddenheim）　　　36.036.0

-尿素　　　　　　　　　　　　　　　　　　　15.015.0

-氟碳-基聚合物（kappahobni6；kappchemie）　5.010.0。

在表1中給出了結(jié)果。

實(shí)施例3的發(fā)光織物在氣候室（溫度：50℃，相對濕度：80%）中經(jīng)受加速老化試驗5天。

阻燃組合物層的外觀與加速老化處理前的發(fā)光織物的外觀相當(dāng)。這種外觀略好于實(shí)施例1a和1b的涂有阻燃組合物的發(fā)光織物。

在實(shí)施例3的發(fā)光織物中存在氟碳-基聚合物能夠在耐火性和在潮濕環(huán)境中的抗老化性之間具有良好的折中。

實(shí)施例4和5

這些實(shí)施例描述了向含有有機(jī)材料的纖維或紗線的紡織品襯底施加該阻燃組合物。實(shí)施例1的阻燃組合物用于涂覆下列紡織品襯底：

-包含在經(jīng)紗方向上用玻璃紗線增強(qiáng)的玻璃纖維網(wǎng)和聚酯紗線網(wǎng)的復(fù)合材料（該復(fù)合材料的克重為235g/m2），比例為150g/m2（實(shí)施例4），

-亞麻紗線（克重250g/m2）的織物，比例為144g/m2（實(shí)施例5）。

測量耐火性和彎曲剛度，并與未涂覆該阻燃組合物的相同紡織品襯底（對比例4和5）進(jìn)行比較。

在表2中給出了結(jié)果。

與相應(yīng)的對比例4和5相比，阻燃組合物賦予實(shí)施例4和5以改善的耐火性。

實(shí)施例4和5的彎曲剛度與不含阻燃組合物的紡織品襯底的彎曲剛度相當(dāng)。

涂覆該阻燃組合物的紡織品襯底對肉眼是透明的。

表1

n.d.：未測定。