一种具有阻燃性能的双组份吸音棉及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种具有阻燃性能的双组份吸音棉及其制备方法和应用，属于吸音材料技术领域。
背景技术
汽车内饰材料中，吸音材料占比20-30％。汽车作为一种特殊的交通工具，因为与人的安全、健康息息相关，所以对隔音材料有着近乎苛刻的要求。聚酯纤维(PET)和聚丙烯(PP)双组份吸音棉在汽车隔音、降噪领域得到了广泛应用，极大的提升了整车NVH性能。然而，PET纤维是典型的聚酯纤维，熔点高降解困难，造成了严重的白色污染。为了提高吸音棉的环境友好性，也有使用可生物降解的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)代替PET的报道，提高了吸音材料的环境友好性。然而，汽车在运行过程中，由于电气短路、发动机故障、交通事故等原因都及易引起火灾，造成财产损失、人员伤亡。JT/T1095-2016《营运客车内饰材料阻燃特性》对内饰材料的氧指数提高到了26以上，而目前PP纤维和EVA纤维氧指数最高仅为22。因此，需要对常用轿车用吸音棉进行改性，提高其阻燃性。
鉴于此，有必要研究一种新的具有阻燃性能的、能用于客车内饰领域的双组份吸音棉及其制备方法，以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的之一，是提供一种具有阻燃性能的双组份吸音棉。本发明的具有阻燃性能的双组份吸音棉，具有导热系数低、气味低、环保等优点，既能吸收高频率声波，也能吸收中低频率声波，且阻燃性能优异(氧指数大于26)，可用于客车内饰领域。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有阻燃性能的双组份吸音棉，由如下质量百分数的原料制成：50％-80％阻燃聚丙烯纤维和20％-50％阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维。
本发明的具有阻燃性能的双组份吸音棉的有益效果：
本发明的具有阻燃性能的双组份吸音棉，具有导热系数低、气味低、环保等优点，既能吸收高频率声波，也能吸收中低频率声波，且阻燃性能优异(氧指数大于26)，可用于客车内饰领域。
本发明的目的之二，是提供上述具有阻燃性能优异的双组份吸音棉的制备方法。本发明的制备方法简单，操作容易，成本低廉，市场前景广阔，具有广阔的应用前景。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有阻燃性能的双组份吸音棉的制备方法，包括如下步骤：
1)制备阻燃聚丙烯纤维
聚丙烯颗粒中加入占上述聚丙烯颗粒质量2％-8％的聚苯氧基膦酸(2-(二苯基膦酰)-1，4-苯二酚)酯，在双螺杆复合纺丝机上200℃-220℃熔融挤出纺丝，制备出阻燃聚丙烯纤维，所述阻燃聚丙烯纤维的直径为10-20μm，长度为1-3mm；
2)制备阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维
乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒中加入占上述乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒质量2％-8％的聚苯氧基膦酸聚苯氧基膦酸(2-(二苯基膦酰)-1，4-苯二酚)酯，在双螺杆复合纺丝机上130℃-150℃熔融挤出纺丝，制备出阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维，所述阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维的直径为10-20μm，长度为1-3mm；
3)混合成型
按质量百分数，分别称取50％-80％步骤1)制备的阻燃聚丙烯纤维和20％-50％步骤2)制备的阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维，共混成卷，即得具有阻燃性能的双组份吸音棉。
本发明的具有阻燃性能优异的双组份吸音棉的制备方法的有益效果：
本发明的具有阻燃性能的双组份吸音棉的制备方法简单，操作容易，成本低廉，具有广阔的应用前景。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述聚苯氧基膦酸(2-(二苯基膦酰)-1，4-苯二酚)酯阻燃剂的制备方法如下：
1)首先各取1重量份的苯基磷酸二氯酯和2-(二苯基膦酰)-1,4-苯二酚，再加入0.02重量份的无水氯化钙作为催化剂，氮气保护状态下，温度控制在160℃，加热并搅拌至反应物完全呈液态；
2)接着反应2-3h，直到反应物变粘稠出现爬杆现象，将温度升至240℃继续反应1-2h，抽真空30min以除去体系中残留HCl气体，冷却到室温即得到阻燃剂粗品，然后用1,2-二氯乙烷溶解上述阻燃剂粗品，去除无水氯化钙；
3)最后，再加入石油醚，阻燃剂从1,2-二氯乙烷沉淀出，即为聚苯氧基膦酸(2-(二苯基膦酰)-1，4-苯二酚)酯阻燃剂品。
采用上述进一步的有益效果是：聚苯氧基膦酸(2-(二苯基膦酰)-1，4-苯二酚)酯，简称PDPMP，是由苯基磷酸二氯酯(MPCP)、2-(二苯基膦酰)-1,4-苯二酚(DPO-HQ)反应而成。该阻燃剂的阻燃性能优异。
进一步，所述具有阻燃性能的双组份吸音棉的氧指数大于26。
本发明的目的之三，是提供上述具有阻燃性能的双组份吸音棉的应用。本发明的具有阻燃性能的双组份吸音棉，可以用于客车内饰领域，具有广泛的应用前景。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：上述具有阻燃性能的双组份吸音棉在客车内饰领域的应用。
本发明的具有阻燃性能的双组份吸音棉的应用的有益效果是：
本发明的具有阻燃性能的双组份吸音棉，可以用于客车内饰领域，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
本实施例的具有阻燃性能的双组份吸音棉，由如下质量百分数的原料制成：60％阻燃聚丙烯纤维和40％阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维。
上述具有阻燃性能的双组份吸音棉的制备方法，包括如下步骤：
1)制备阻燃聚丙烯纤维
聚丙烯颗粒中加入占上述聚丙烯颗粒质量4％的聚苯氧基膦酸(2-(二苯基膦酰)-1，4-苯二酚)酯，在双螺杆复合纺丝机上205℃熔融挤出纺丝，制备出阻燃聚丙烯纤维，所述阻燃聚丙烯纤维的直径为10μm，长度为1-3mm；
2)制备阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维
乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒中加入占上述乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒质量4％的聚苯氧基膦酸聚苯氧基膦酸(2-(二苯基膦酰)-1，4-苯二酚)酯，在双螺杆复合纺丝机上140℃熔融挤出纺丝，制备出阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维，所述阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维的直径为15μm，长度为1-3mm；
3)混合成型
按质量百分数，分别称取60％步骤1)制备的阻燃聚丙烯纤维和40％步骤2)制备的阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维，共混成卷，即得具有阻燃性能的双组份吸音棉。
将上述具有阻燃性能的双组份吸音棉制备成5mm厚，测试性能如下：(1)吸音率400Hz，≥0.20；630Hz,≥0.40；1000Hz，≥0.60；2000Hz，≥0.80；4000Hz，≥0.95。低频、高频吸音性能优异；(2)导热系数≤0.035W/(m﹒K)；(3)VOCS/SVOC值(ug/g)：苯≤1；甲苯≤8；乙苯≤8；二甲苯≤8；苯乙烯≤8；醛酮类物质(ug/g)：甲醛≤5；乙醛≤0.5；丙烯醛≤0.5；(4)干湿气味等级N≥6级。
上述具有阻燃性能的双组份吸音棉的氧指数达到了27，阻燃性能优异，而没有加阻燃剂的同种配比的吸音棉氧指数仅为22。
实施例2：
本实施例的具有阻燃性能的双组份吸音棉，由如下质量百分数的原料制成：20％阻燃聚丙烯纤维和80％阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维。
上述具有阻燃性能的双组份吸音棉的制备方法，包括如下步骤：
1)制备阻燃聚丙烯纤维
聚丙烯颗粒中加入占上述聚丙烯颗粒质量7％的聚苯氧基膦酸(2-(二苯基膦酰)-1，4-苯二酚)酯，在双螺杆复合纺丝机上210℃熔融挤出纺丝，制备出阻燃聚丙烯纤维，所述阻燃聚丙烯纤维的直径为20μm，长度为1-3mm；
2)制备阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维
乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒中加入占上述乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒质量7％的聚苯氧基膦酸聚苯氧基膦酸(2-(二苯基膦酰)-1，4-苯二酚)酯，在双螺杆复合纺丝机上150℃熔融挤出纺丝，制备出阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维，所述阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维的直径为20μm，长度为1-3mm；
3)混合成型
按质量百分数，分别称取20％步骤1)制备的阻燃聚丙烯纤维和80％步骤2)制备的阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维，共混成卷，即得具有阻燃性能的双组份吸音棉。
将上述具有阻燃性能的双组份吸音棉制备成5mm厚，测试性能如下：(1)吸音率400Hz，≥0.20；630Hz,≥0.40；1000Hz，≥0.60；2000Hz，≥0.80；4000Hz，≥0.95。低频、高频吸音性能优异；(2)导热系数≤0.035W/(m﹒K)；(3)VOCS/SVOC值(ug/g)：苯≤1；甲苯≤8；乙苯≤8；二甲苯≤8；苯乙烯≤8；醛酮类物质(ug/g)：甲醛≤5；乙醛≤0.5；丙烯醛≤0.5；(4)干湿气味等级N≥6级。
上述具有阻燃性能的双组份吸音棉的氧指数达到了31，阻燃性能更优异，而没有加阻燃剂的同种配比的吸音棉氧指数仅为22。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
