[0001] 本发明涉及新材料技术领域，具体地说，涉及一种阻燃阻火层膜及其制备方法。

[0002] 飞机机身普遍使用隔热隔音材料，以减少从外部进入机舱的噪音，保持客舱内舒适的温度。隔热隔音材料可以（一）建立防止或减少热量/火焰传递的屏障，（二）弱化外界噪
音，以确保客舱和驾驶舱舒适度和交谈音量适中。

[0003] 美国联邦航空管理局（FAA）颁布规定，商用飞机所使用的隔热隔音材料必须能够防止烧穿和火焰传播。目前，隔热隔音材料、包括覆膜和内芯都必须依《第FAR25.856(a)和
(b)号联邦航空条例》进行检测。

[0004] 以往，用塑料防潮覆膜封装的玻纤棉兼具这两项功能。覆膜由涤纶（PET）、聚氟乙烯（PVF）和少量聚酰亚胺组成。虽然这些材料对于满足垂直本生灯检测是必要的，但在特定
条件下一些材料也会传播火焰。

[0005] 为此，申请人申请中国发明专利（公开号：CN105593016A，公开日：2016‑05‑18）公开了阻燃阻火层压膜的典型范例包含一个玻璃层、第一层薄膜、第二层薄膜以及胶粘剂。玻
璃层可以包含一种高纯度二氧化硅布。第一层薄膜和第二层薄膜需要满足阻燃要求。胶粘
剂可以包含至少一种无机填料，以获得最佳阻火性能。玻璃层、第一层薄膜和第二层薄膜可
以通过胶粘剂和热层压连结到一起。第一层薄膜或第二层薄膜外表面可涂抹胶粘剂作为热
封使用。但是该结构的阻燃阻火层压膜工艺相对复杂，成本相对本发明较高。

[0023] 下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

[0024] 图1是阻燃阻火层膜100的剖面细节图。阻燃阻火层膜100可以在各种交通工具上用于隔音隔热材料的包装膜。例如，阻燃阻火层膜100可以在各种交通工具中应用，包括但
不限于飞机、火车和轮船。阻燃阻火层膜100包含二氧化硅布层102、胶粘剂104、第一层涂层
106和第二层涂层108。在一个范例中，二氧化硅布层102可以是耐高温高纯SiO2玻璃纤维
布，玻璃纤维布为多股编织的二氧化硅(SiO2)粗纱110，如图2A、图2B所示。

[0025] 一般而言，事先选定直径的多股高纯度二氧化硅丝可以束成单二氧化硅粗纱110。在一个实例中，每股二氧化硅粗纱110中每根单丝的直径可以为6‑20µm。单丝的数量和直径
最终决定二氧化硅粗纱110的线质量密度(单位：tex(g/1000m))。二氧化硅粗纱110为92‑
99.98%纯度的二氧化硅丝。

[0026] 通过编织工序可以形成二氧化硅布层102，在一个实例中实施了平面梭织。平面梭织可以称为平纹组织、亚麻组织或平纹织物。在平面梭织中，经纱和纬纱可以形成简单交叉
状。

[0027] 二氧化硅粗纱纯度有2种方式实现，第一种方式采用高纯度石英砂进行拉丝。

[0028] 第二种方式为酸洗，二氧化硅布层102被编织时后，二氧化硅布层102可以放入到一种酸性溶液中浸渍。二氧化硅布层102可以在酸性溶液中浸渍直至二氧化硅长丝已经达
到至少92％的纯度。酸性溶液可以包括但不限于：H2SO4溶液，盐酸溶液，溴化氢溶液，硝酸溶
液，和磷酸溶液。

[0029] 图2A为本发明其中一项实施方案中的平纹二氧化硅布层102俯视细节图. 细节图展示了平面梭织上的多股二氧化硅粗纱110。 这里，垂直的二氧化硅粗纱110称为纬纱,水
平的二氧化硅粗纱110称为经纱。

[0030] 在一个实例中，多股纬纱与多股经纱互相交织。例如，纬纱在一根经纱上方经过然后再经过另一股纱的下方，以此类推。另一根纬纱从前一股纬纱经由其上方穿过的经纱的
下方穿过，反过来也一样。有些实例中使用平衡等值平面梭织，其中每英吋经纱和纬纱数量
重量相等。此外经纱数量可能与纬纱的数量不一定一致。例如，前者数量可能多过后者，反
之亦然。在一个实例中，经纱与纬纱数量的比例由阻火性能决定。

[0031] 在一个实例中，在经纱的数量(每英寸的纱数)和纬纱的数量(每英寸的纱数)事先确定好的情况下可以编织二氧化硅布层102。大体上，二氧化硅布层102的密度和面积重量
可以通过经每英吋的纱数和纬纱数来确定。更高的经纱数纬纱数可以在同样的粗纱线密度
下制造更高的密度和更大的面积重量。例如，对于一个规定的密度来说，要想面积重量更
低，则粗纱的线密度tex要更低。通常在性能要求较高的场合，会要求保有致密性的同时，具
有更低的面积重量。但是，随着线密度tex的降低，加工过程中可能出现编织断纱以及其他
问题等。

[0032] 本发明的有些实例采用网纹织法，如图2B所示。在这种类型中，二氧化硅粗纱110可以捆扎起来然后编织到经纱和/或纬纱中。大体上，至少两个或以上的二氧化硅粗纱110
可以结合在一起然后织成一块平面梭织布。如图所示，捆扎的经纱116可以与捆扎的纬纱
118相互交织。请注意，图2A和图2B只是起说明作用，而不是说必须限制为这种样式。

[0033] 如图2A所示，在一个实例中，所述的二氧化硅布102由二氧化硅粗纱110按机织物的原组织梭织制得，经纱和纬纱的密度为15‑30根/cm，并在径向和纬向上间隔4‑10mm经纱
和纬纱采用加强筋纱111替代二氧化硅粗纱110。所述的加强筋纱111采用尼龙、涤纶、芳纶、
碳纤维、高强聚乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、高强玻璃纤维、线密度大于2倍的
二氧化硅粗纱110中的一种或多种。

[0034] 图3为本发明其中一项实施方案中的阻燃胶粘剂104剖面细节图。胶粘剂104可以包含填料120。在一个实例中，胶粘剂104可以从一系列材料中选出，该系列材料包括但不限
于聚合物、共聚物和/或三聚物。所选择的任何聚合物都具有内在的阻燃性，或者可以用阻
燃剂改性成为具有阻燃性。聚合物可以包括但不限于聚氯乙烯、聚乙烯一氯乙烯、聚丙烯酸
酯、聚胺脂、聚丙烯酰胺等。阻燃剂可以包括但不限于三聚菁胺、三聚菁胺衍生物、以三聚菁
胺/福尔马林类的树脂、磷化合物、磷酸酯、硼酸酯以及卤素化合物。

[0035] 在一个实例中，胶粘剂104可以是无化学反应性的胶粘剂。例如，胶粘剂104，可以是，但不限于胶粘剂乳液。在一个实例中，胶粘剂104可以是高分子悬浮液胶粘剂，其高分子
(聚合物)悬浮在溶剂(例如水)中。例如，胶粘剂104可以溶于水或溶于溶剂中。大体上，随着
溶剂的蒸发，胶粘剂将会硬化。

[0036] 如前所述，胶粘剂104可以与无机填料混在一起。无机填料120可以占胶粘剂104固体重量的5‑15%。在一个实例中，填料120占胶粘剂104固体重量的8‑11%。无机填料的选择可
以依据能否强化防火性能来确定，进一步增强阻燃阻火层膜100阻挡火焰穿透的能力。无机
填料120可以是但不限于片状硅酸盐矿物(例如页硅酸盐)。例如，可以使用三氧化二锑、云
母或蛭石。

[0037] 填料120的颗粒尺寸在100‑600目之间。在这个范围内，填料120具有良好的填充能力。在有些情况下，可以使用耐高温微纤维(包括但不限于陶瓷纤维或二氧化硅粗纱)作为
胶粘剂104中的填料120。

[0038] 在一个实例中，胶粘剂104可以是水基的聚乙烯一氯乙烯乳液。这种乳液可以用三氧化二锑作为填料120。在另一个实例中，乳液采用云母作为填料120。

[0039] 第一层涂层106和第二层涂层108可以是一类聚芳香族粉末涂料材料。这些材料包括但不限于聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺
(PEI)、聚醚酮酮(PEKK)、聚苯硫醚（PPSD）和聚芳砜(PAS)。

[0040] 在一些例子中，第一层涂层106和第二层涂层108可以是聚醚醚酮(PEEK)。通常来说，第一层涂层106和第二层涂层108的厚度分别为5‑15微米。值得关注的是，只要不超出本
发明的范围，我们可增加或减少第一层涂层106和第二层涂层108的厚度。

[0041] 一般来说，如图1所示，二氧化硅布层102可被夹在第一层涂层106和第二层涂层108之间。在一个实例中, 第一层涂层106和第二层涂层108可以通过静电喷涂把聚芳香族
粉末涂料涂覆到二氧化硅布层102表面。

[0042] 实施例1在本实施例中，二氧化硅布102可以包括平纹编织二氧化硅粗纱，二氧化硅粗纱为
大于97％的纯的二氧化硅纤维。 二氧化硅布102可以具有59克/米的单位面积重量。胶粘剂
104中含30%VINNOL 4500（聚乙烯‑氯乙烯）的固体粘合剂溶液，VINNOL 4500中含有1%Z6040
硅烷偶联剂、0.5%分散剂和10%的300型片状云母填料。

[0043] 第一层涂层106和第二层涂层108可组成厚度为10微米的聚醚醚酮(PEEK)粉末涂层。经涂覆的二氧化硅布102可以通过将二氧化硅布102通过烘箱进行干燥。二氧化硅布102
可控制的涂覆单位面积重量为约64克/平放米。一般来说，第一层涂层106在涂上胶粘剂104
之后可在热空气中风干。

[0044] 实施例2在本实施例2中，采用聚醚酮酮(PEKK)代替实施例1中的聚醚醚酮(PEEK)，其他技
术特征如实施例1。

[0045] 对比例1本对比例为申请人申请中国发明专利（公开号：CN105593016A，公开日：2016‑05‑
18）中的实施例1。

[0046] 以下对本发明实施例1、2以及对比例1产品的性能对比：序号 性能 要求 实施例1 实施例2 对比例1
1 单位面积重量（g/m2） 98±7 96.3 97.5 97.1
2 拉伸强度（磅/英寸） ≥45 63.5/60.3 62.1/58.6 55.3/49.2
3 吸水率%（96h） ≤30 24.3 22.5 32.3
4 耐火焰烧穿性能：抗烧穿时间≥4min；热流量≤2.27w/cm2（BTU/ft2‑s） ccar25.856（b）Far25.856（b） 通过 通过 通过
5 12S垂直燃烧 ccar25.853（b）Far25.853（b） 通过 通过 通过
但应该理解的是，先前公开的实施例仅用于说明的目的，并且不意味着是限制性
的。 每个阻燃阻火层膜的可以以类似于实施例1中公开的方法的方式来制造，上述的公开
的实施例，并且在下文中公开阻燃阻火层膜的制备方法。

[0047] 一种含阻燃热熔胶膜的阻燃阻火层膜的制备方法图4为本发明其中一项实施方案中的阻燃阻火层膜制备流程图。说明了一种制作
方法或过程200。方法200可以实现阻燃阻火薄膜的层压。本发明阻燃阻火薄膜包括一层二
氧化硅布、单个胶粘剂层、第一层涂层和第二层涂层。

[0048] 在流程202中，聚芳香族粉末涂料被涂覆到耐高温二氧化硅布表面。例如，可以通过静电喷涂把聚芳香族粉末涂料涂覆到二氧化硅布层102表面。

[0049] 在流程204中，经涂覆的二氧化硅布层102在高于聚芳香族粉末涂料熔点50‑100℃下进行烧结，使得粉末涂料形成致密连续的涂层薄膜。在一些实施方案中，可通过将二氧化
硅布层102通过烘箱进行高温烧结。

[0050] 在流程206中，可以用一个或多个滚轴将胶粘剂涂在第一层涂层上。在其中一个实施方案中，胶粘剂可以是一种无反应性的胶粘剂。例如，胶粘剂只需干燥即获粘合力。举个
例子，胶粘剂为高分子悬浮液，高分子溶解在溶剂（如，水）中。一般来说，无机填料可占胶粘
剂固体重量的5‑15%。

[0051] 在流程208中，第一层涂层可以经热源来烘干其上的胶粘剂。一般来说，在胶粘剂干燥过程中，水或其他溶剂可以从胶粘剂中除去。

[0052] 以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来
说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况
下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符
合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。