[发明专利]燃烧保护性材料

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2007年10月24日提交的第11/923，125号的部分继续申请。

发明背景

为了减少与火有关的烧伤，专业人员在可能短时间接触火的危险环境中工作(例如搜索和救援以及维持治安)需要保护性服装。与这些环境条件接触的工作人员的保护服装应该提供一些增加的保护，使穿着者能迅速和安全地离开危险环境，而非对抗该危险环境。

通常，用包含不可燃、不熔融织物的整套服装的最外层(火焰接触层)制备阻燃保护性外衣，所述织物由例如芳族聚酰胺、聚苯并咪唑(PBI)、聚对亚苯基-2，6-苯并二唑(PBO)、改性聚丙烯腈掺混物、聚胺(polyamine)、碳、聚丙烯腈(PAN)以及它们的掺混物制成。这些纤维本身有阻燃性，但存在一些缺陷。具体地，这些纤维可能非常昂贵，难以染色和印刷着色，可能没有足够的耐磨性。此外，这些纤维与基于尼龙或聚酯的织物相比吸收更多的水，并且触觉舒适性不令人满意。

为了最优化在偶尔有明火(flash fire)接触的环境中的使用性能，需要重量轻、可透气、防水或耐水的服装，并且具有提高的燃烧保护性。对于大量的户外防火的危险接触应用，防水、阻燃的保护性服装的成本是重要的考虑因素，因此排除使用例如在社区消防中使用的那些常规的本身阻燃的织物。

发明概述

在一个实施方式中，本发明描述的材料适合在服装中使用，例如在外套服装的外层中使用，用于危险环境中的工作人员，所述材料可透气、防水并且阻燃，同时重量轻、穿着舒适、柔软并且价格低廉。在一个实施方式中，提供一种方法，根据水平燃烧测试方法(Horizontal Flame Test)进行测试时，该方法使得可燃性、可熔性材料的续焰(afterflame)减少至小于20秒，所述方法包括提供外层织物，所述外层织物包含可燃性、可熔性材料并且包括内侧和外侧；提供热反应性材料，所述热反应性材料包含聚合物树脂-可膨胀石墨的混合物，通过将所述聚合物树脂-可膨胀石墨的混合物施用于所述外层织物材料的内表面形成热反应性材料，使得所述可膨胀石墨在加热至280℃时有至少900微米的膨胀，所述外层织物的外侧与火焰接触。

在另一个实施方式中，形成在边缘灼烧测试方法(Edge Ignition Test)中具有低续焰时间和低炭化长度的两层织物复合物，其包括可熔性、可燃性外层织物层，热稳定性对流阻隔和层间的热反应性材料，其中所述热反应性材料包含聚合物树脂-可膨胀石墨混合物，所述可膨胀石墨的膨胀率(expansion)大于9立方厘米/克，吸热率大于100焦耳/克。

附图说明

结合附图，通过以下说明，本发明的操作将变得显而易见。

图1是本发明所述一个实施方式的截面示意图。

图2是本发明所述另一个实施方式的截面示意图。

图3是本发明所述一个实施方式的示意图。

图4是本发明所述另一个实施方式的示意图。

图5a是以离散圆点施加的聚合物树脂-可膨胀石墨的示意图。

图5b是以栅格施加的聚合物树脂-可膨胀石墨混合物图案的一个实施方式的示意图。

图6是显示可膨胀石墨的膨胀率的示意图。

图7示出用本发明所述的水平燃烧测试方法测试样品。

图8是本发明所述另一个实施方式的示意图。

图9a是以离散圆点施加图案的示意图。

图9b是以栅格施加图案的示意图。

图9c是以离散圆点施加图案的示意图。

具体实施方式

在一个实施方式中，本发明描述用来降低可燃性、可熔性材料的续焰的方法。参照图1，织物复合物(2)设置有热反应性材料(20)，织物复合物(2)包括含有可燃性、可熔性材料的外层织物(10)，热反应性材料(20)包含聚合物树脂-可膨胀石墨的混合物。在一个实施方式中，所述热反应性材料(20)置于外层织物(10)的内侧(11)。在外层织物(10)的外侧(12)与火焰接触的情况下，根据本发明所述的水平燃烧测试方法(Horizontal Flame Test)和自熄性燃烧测试方法(Self-Extinguishing Test)方法进行测试时，设置有热反应性材料层的外层织物的续焰小于20秒。