CN103866573A - 一种气囊用涂层织物及其生产方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种气囊用涂层织物及其生产方法和用途，该涂层织物中含有1～6.4重量%的金属氢氧化物。本发明的气囊用涂层织物具有高耐热性、高阻燃性、高缝孔撕破强度的特点，该气囊用涂层织物可应用于安全气囊袋的制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种气囊用涂层织物及其生产方法和用途。
背景技术
近年来，作为汽车安全备件之一的安全气囊越来越受到人们的关注。汽车发生碰撞时，起到保护司机和乘客的作用。此时，气体发生器的火药***，仅0.003ms后气囊就展开，0.2ms后气囊收缩。而根据气体发生器种类的不同，火药***时的最高温度可达到2000℃。由发生器产生的热气在经过气囊缝孔逸出时，使气囊缝孔处纱线受热劣化、强度降低，最终导致气囊撕裂、缝孔撕破乃至爆裂。这就要求气囊织物同时具有耐热性、难燃性以及高缝孔撕破强度。迄今为止，考虑到上述问题的存在，主要采用涂层的方式来提高气囊布的耐热性或者缝孔撕破强度，但是由于涂层液中一般仅使用硅酮树脂，所以很难同时达到提高耐热性和缝孔撕破强度的目的。
如中国公开专利CN1518620A中公开了一种涂层量仅为5～25g/m2的涂硅酮布及气囊，该发明虽然改善了以烧穿孔为起因的破袋，缩短展开时间，轻且紧凑；但不能抵抗由发生器产生2000℃左右的热气，从气囊缝孔逸出时，使气囊缝孔处纱线受热劣化、强度降低，最终导致气囊撕裂、缝孔撕破乃至爆裂。
又如中国公开专利CN102781734A中公开了一种气囊装置，该气囊装置具备通过气体的导入可膨胀展开的气囊、从气体喷出口喷出气体并将所述气体供给至气囊内的气体发生器、将所述气体喷出口包围以使其向所述气囊内开口、至少含有非熔融纤维的织物状构件，且该气囊上附着有至少添加有发泡剂的合成树脂。该发明虽然通过在浸渗涂层加工的合成树脂的水性稀释液中添加发泡剂来提高耐热性，但是发泡剂受热发泡膨胀产生的疏松结构会恶化该气囊布的难燃性，而且合成树脂层与基布层的接着性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐热性高、阻燃性好、缝孔撕破强度高的气囊用涂层织物及其生产方法和用途。
本发明的技术解决方案是：本发明的气囊用涂层织物中含有1～6.4重量%的金属氢氧化物。该涂层织物中金属氢氧化物的含量是通过红外光谱定量分析进行测定。如果金属氢氧化物的含量小于1%时，金属氢氧化物受热分解时所吸收的热量和分解物水所消耗的热量太少，得到的织物不具备高耐热性、高难燃性、高缝孔撕破强度的特点；如果金属氢氧化物的含量大于6.4%，就会导致树脂从织物上脱落，树脂与织物的接着性能变差，而且还会增加生产成本。该涂层织物中金属氢氧化物的含量优选1～3.0重量%。
本发明的气囊用涂层织物，所述金属氢氧化物为氢氧化锌、氢氧化铁、氢氧化锡、氢氧化铅、氢氧化铜、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或几种。上述金属氢氧化物受热时吸热分解生成耐热氧化物和水，能降低由发生器产生2000℃左右的热气在气囊缝孔逸出时的温度，气囊缝孔处纱线不容易劣化，缝孔撕破强度得到保证。考虑到成本和受热分解的效率，本发明的金属氢氧化物更优选氢氧化镁和/或氢氧化铝。
本发明气囊用涂层织物的耐热穿孔时间为10s以上。上述的耐热穿孔时间越长，说明该涂层织物的耐热性越好。如果该涂层织物的耐热穿孔时间小于10s时，该织物不具备高耐热性，该涂层织物应用于制备安全气囊袋时，不能抵抗由发生器产生的2000℃左右热气，热气从气囊缝孔逸出时，使气囊缝孔处纱线受热劣化、强度降低，最终导致气囊撕裂、缝孔撕破乃至爆裂。
本发明气囊用涂层织物的燃烧速度为60mm/min以下。如果该涂层织物的燃烧速度大于60mm/min，用于行业所倾向于的相对便宜的高温气体发生器时，在相当高的安全隐患。
本发明的气囊用涂层织物的生产方法包括如下步骤：
（1）采用总纤度为175～700dtex聚酰胺或聚酯长丝进行织造，制得多层或单层织物；
（2）在硅酮液中添加金属氢氧化物粉末，进行搅拌，制得起始分解温度为200～500℃的涂层液；
（3）将含有金属氢氧化物的涂层液涂覆于织物表面；
（4）在温度为150～210℃、时间为0.5～3min下进行干燥热定型，最后制得产品。
上述步骤（2）中金属氢氧化物的添加量占涂层液总量的4～40重量%。如果金属氢氧化物的添加量占涂层液总量小于4%，当涂层液涂覆于织物上，然后涂层织物应用于气囊袋时，由于金属氧化物的添加量太少，金属氢氧化物受热分解时所吸收的热量和分解物水所消耗的热量就少，***时气囊的缝制处受到的热气不能被吸收，因而导致缝制线断裂，所以说明得到的涂层织物不具备高耐热性、高难燃性、高缝孔撕破强度的特点；如果金属氢氧化物的添加量占涂层液总量大于40%，势必会导致硅酮树脂的含量减少，这样就会导致树脂从织物上脱落，树脂与织物的接着性能变差，另外还会增加生产成本。
上述步骤（3）中以10～100g/m2的涂层量涂覆于织物表面。当涂覆量低于10g/m2时，涂层生产工艺难以实现；当涂覆量高于100g/m2时，树脂层太厚，气囊难于折叠，而且也加大了成本。
上述步骤（4）中热定型温度为150～210℃、时间为0.5～3min。当热定型温度低于150℃、时间低于0.5min时，涂层液干燥不充分、树脂层与织物的接着性差，树脂容易从织物上脱落；当热定型温度高于210℃、时间高于3min时，会降低织物的机械性能，同时涂层液中金属氢氧化物发生提前分解的现象，应用于气囊袋时，***时对气囊的缝制处起不到吸收热量的效果。热定型温度优选170～200℃、时间优选1～2.5min。
本发明的安全气囊涂层织物，采用175～700dtex聚酰胺或聚酯长丝进行织造，制得织物；该织物为多层、或单层平纹织物。如果上述长丝的总纤度小于175dtex，会因为由于长丝纤维本身强度低下而导致破袋；如果上述长丝的总纤度大于700dtex, 织造生产困难。当上述长丝的纤度采用175～350dtex时，更优于选用多层织物，才能满足气囊织物的高气密性、高强度的要求；当上述长丝的纤度采用350～700dtex时，更优于选用单层平纹织物，在所有的织物结构中平纹织物的强度最大。
上述步骤（2）中制得涂层液的起始分解温度为200～500℃，当起始分解温度低于200℃时，在涂层定型时就会发生部分分解，失去在气囊***时吸热分解、耐热的效果；当起始分解温度高于500℃时，在气囊***时可能不能完全分解、同样失去吸热、耐热的效果。
本发明的气囊用涂层织物具有高耐热性、高阻燃性、高缝孔撕破强度的特点，该气囊布能用于行业所倾向于的相对便宜的高温气体发生器，能满足汽车业界长远的发展要求，符合行业的发展方向。
具体实施方式
通过以下实施例更加详细地说明本发明，实施例及比较例中的物性由下列方法测定。
【耐热性】
将10cm×10cm的气囊用织物水平放置在距离标准酒精灯火焰外焰上方2vcm处，计算从放置开始到织物穿孔所需要的时间，时间越长说明织物的耐热性越好。
【燃烧速度】
根据FMVSS 302难燃测定方法，测试得到试样的燃烧速度。
实施例1
（1）经纬纱均采用总纤度为175dtex聚酯长丝进行整经，再用喷气织机织造成经、纬向密度为120根/英寸的双层织物；
（2）在硅酮液中添加4g的氢氧化镁和氢氧化铝的混合粉末，充分搅拌后形成起始分解温度为350℃的涂层液，测得涂层液中含有10重量%的氢氧化镁和氢氧化铝的混合物；
（3）将上述制得的涂层液用刮刀法以65g/m2涂层量涂覆于织物表面；
（4）最后在温度为170℃、时间为3min下进行干燥热定型，得到本发明的气囊用涂层织物，测得该气囊用涂层织物中含有3.1重量%的氢氧化镁和氢氧化铝的混合物。评价该织物的相关物性，并示于表1中。
实施例2
（1）经纬纱均采用总纤度为235dtex聚酰胺长丝进行整经，再用喷气织机织造成经、纬向密度为80根/英寸的双层织物；
（2）在硅酮液中添加8g的氢氧化铝粉末，充分搅拌后形成起始分解温度为400℃的涂层液，测得涂层液中含有20重量%的氢氧化铝；
（3）将上述制得的涂层液用刮刀法以40g/m2涂层量涂覆于织物表面；
（4）最后在温度为190℃、时间为1min下进行干燥热定型，得到本发明的气囊用涂层织物，测得该气囊用涂层织物中含有4.18重量%的氢氧化铝。评价该织物的相关物性，并示于表1中。
实施例3
（1）经纬纱均采用总纤度为350dtex聚酰胺长丝进行整经，再用喷气织机织造成经、纬向密度为58根/英寸的单层平纹织物；
（2）在硅酮液中添加16g的氢氧化镁和氢氧化铝的混合粉末，充分搅拌后形成起始分解温度为300℃的涂层液，测得涂层液中含有40重量%的氢氧化镁和氢氧化铝的混合物；
（3）将上述制得的涂层液用刮刀法以25g/m2涂层量涂覆于织物表面；
（4）最后在温度为180℃、时间为1min下进行干燥热定型，得到本发明的气囊用涂层织物，测得该气囊用涂层织物中含有5.3重量%的氢氧化镁和氢氧化铝的混合物。评价该织物的相关物性，并示于表1中。
实施例4
（1）经纬纱均采用总纤度为470dtex聚酰胺长丝进行整经，再用喷气织机织造成经、纬向密度为46根/英寸的单层平纹织物；
（2）在硅酮液中添加6g的氢氧化铝粉末，充分搅拌后形成起始分解温度为250℃的涂层液，测得涂层液中含有15重量%的氢氧化铝；
（3）将上述制得的涂层液用刮刀法以15g/m2涂层量涂覆于织物表面；
（4）最后在温度为160℃、时间为0.6min下进行干燥热定型，得到本发明的气囊用涂层织物，测得该气囊用涂层织物中含有1.2重量%的氢氧化铝。评价该织物的相关物性，并示于表1中。
实施例5
（1）经纬纱均采用总纤度为560dtex聚酯长丝进行整经，再用喷气织机织造成经、纬向密度为45根/英寸的单层平纹织物；
（2）在硅酮液中添加2.8g的氢氧化镁粉末，充分搅拌后形成起始分解温度为450℃的涂层液，测得涂层液中含有7重量%的氢氧化镁；
（3）将上述制得的涂层液用刮刀法以90g/m2涂层量涂覆于织物表面；
（4）最后在温度为200℃、时间为2min下进行干燥热定型，得到本发明的气囊用涂层织物，测得该气囊用涂层织物中含有2.15重量%的氢氧化镁。评价该织物的相关物性，并示于表1中。
实施例6
（1）经纬纱均采用总纤度为470dtex聚酰胺长丝进行整经，再用喷气织机织造成经、纬向密度为46根/英寸的单层平纹织物；
（2）在硅酮液中添加16g的氢氧化铜粉末，充分搅拌后形成起始分解温度为250℃的涂层液，测得涂层液中含有15重量%的氢氧化铜；
（3）将上述制得的涂层液用刮刀法以15g/m2涂层量涂覆于织物表面；
（4）最后在温度为160℃、时间为0.6min下进行干燥热定型，得到本发明的气囊用涂层织物，测得该气囊用涂层织物中含有1.2重量%的氢氧化铜。评价该织物的相关物性，并示于表1中。
实施例1～6中制得的气囊用涂层织物可应用于安全气囊袋的制备。
比较例1
（1）经纬纱均采用总纤度为470dtex聚酰胺长丝进行整经，再用喷气织机织造成经、纬向密度为46根/英寸的单层平纹织物；
（2）在硅酮液中添加32g的氢氧化铝粉末，充分搅拌后形成起始分解温度为150℃的涂层液，测得涂层液中含有80重量%的氢氧化铝；
（3）将上述制得的涂层液用刮刀法以15g/m2涂层量涂覆于织物表面；
（4）最后在温度为160℃、时间为0.6min下进行干燥热定型，得到气囊用涂层织物，测得该气囊用涂层织物中含有7重量%的氢氧化铝。评价该织物的相关物性，并示于表1中。
比较例2
经纬纱均采用总纤度为470dtex的聚酰胺长丝进行整经，再用喷水织机织造成经、纬向密度为46根/英寸单层平纹织物后；将分解温度为650℃的硅酮树脂涂层液用刮刀法以15g/m2涂层量涂覆于织物表面，然后在温度为160℃、时间为0.6min下进行热定型，最终得到气囊用涂层织物。评价该织物的相关物性，并示于表1中。
比较例3
（1）经纬纱均采用总纤度为470dtex聚酰胺长丝进行整经，再用喷气织机织造成经、纬向密度为46根/英寸的单层平纹织物；
（2）在硅酮液中添加6g的氢氧化铝粉末，充分搅拌后形成起始分解温度为250℃的涂层液，测得涂层液中含有15重量%的氢氧化铝；
（3）将上述制得的涂层液用刮刀法以15g/m2涂层量涂覆于织物表面；
（4）最后在温度为220℃、时间为3.5min下进行干燥热定型，得到本发明的气囊用涂层织物，测得该气囊用涂层织物中含有1.2重量%的氢氧化铝。评价该织物的相关物性，并示于表1中。
Claims (10)
1.一种气囊用涂层织物，其特征在于：该涂层织物中含有1～6.4重量%的金属氢氧化物。
2.根据权利要求1所述的气囊用涂层织物，其特征在于：所述金属氢氧化物为氢氧化锌、氢氧化铁、氢氧化锡、氢氧化铅、氢氧化铜、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的气囊用涂层织物，其特征在于：所述金属氢氧化物为氢氧化镁和/或氢氧化铝。
4.根据权利要求1所述的气囊用涂层织物，其特征在于：该涂层织物的耐热穿孔时间为10s以上。
5.根据权利要求1所述的气囊用涂层织物，其特征在于：该涂层织物的燃烧速度为60mm/min以下。
6.一种权利要求1所述的气囊用涂层织物的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）采用总纤度为175～700dtex聚酰胺或聚酯长丝进行织造，制得多层或单层织物；
（2）在硅酮液中添加金属氢氧化物粉末，进行搅拌，制得起始分解温度为200～500℃的涂层液；
（3）将含有金属氢氧化物的涂层液涂覆于织物表面；
（4）在温度为150～210℃、时间为0.5～3min下进行干燥热定型，最后制得产品。
7. 根据权利要求6所述的气囊用涂层织物的生产方法，其特征在于：所述步骤（2）中金属氢氧化物的添加量占涂层液总量的4～40重量%。
8.根据权利要求6所述的气囊用涂层织物的生产方法，其特征在于：所述步骤（3）中以10～100g/m2的涂层量涂覆于织物表面。
9.根据权利要求6所述的气囊用涂层织物的生产方法，其特征在于：所述热定型温度为170～200℃、时间为1～2.5min。
10.一种权利要求1所述的气囊用涂层织物在制备安全气囊袋中的应用。
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