非卤素类阻燃性基底 材料和车辆用或飞机用地毯 【技术领域】
本发明涉及一种在燃烧时不产生卤素气体的非卤素类阻燃性基底材料，以及使用该基底材料的车辆用(汽车、铁路车辆)和飞机用地毯。
背景技术
目前，在车辆(汽车、铁路车辆)和飞机的地毯之类的纤维内装材料中，为了符合阻燃规定，使用了氯和溴等卤素类阻燃性基底材料。这种基底材料在焚烧废料时会腐蚀焚烧炉，当发生火灾时，产生有害的二噁英，具有对环境不利的缺点。
另一方面，作为非卤素类阻燃剂，已知的有如多磷酸铵、水溶性磷酸铵和磷酸酯这样的非卤素类阻燃剂，还有氢氧化铝、氢氧化镁之类的非卤素类金属水合物。
然而，为了得到足够的阻燃性，相对于在现有的基底材料中所使用的聚合物，必须大量地添加这些非卤素类阻燃剂，若添加实现阻燃效果所必要的量，则加工适应性降低，引起基底材料的经时稳定性等方面的问题。
【发明内容】
本发明的第1目的在于，提供一种即使不使用卤素类阻燃剂，也具有阻燃性的、加工适应性优良、而且耐热性优良的非卤素类阻燃性基底材料。此外，本发明地第2目的在于，提供一种在上述基础上，基底材料的经时稳定性优良的非卤素类阻燃性基底材料。
本发明涉及一种非卤素类阻燃性基底材料，其特征在于：其含有下述的(A)和(B)，相对于100重量份(换算为固态成分)(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶，(B)为20～500重量份(B-1)选自多磷酸铵盐类、磷酸酯和水溶性磷酸铵中至少一种的非卤素类阻燃剂和/或20～500重量份(B-2)非卤素类金属水合物[但是，在同时使用(B-1)成分和(B-2)成分时，(B-1)+(B-2)＝20～500重量份]。
其中，氰化乙烯基-丙烯酸共聚物中的单体组成的主要成分优选是：氰化乙烯类单体为2～60重量％，丙烯酸酯单体为98～40重量％。
此外，作为氰化乙烯类单体，优选是丙烯腈。
进一步的，作为(B-1)非卤素类阻燃剂，优选是选自多磷酸铵盐类、磷酸酯和水溶性磷酸铵中的至少一种，特别优选平均粒径为5～50μm、在20℃下的2重量％水分散液中可溶成分在0.2重量％以下的多磷酸铵。
此外，作为(B-2)非卤素类金属水合物，优选是选自氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和氢氧化钡中的至少1种，其中特别优选平均粒径为1～40μm的氢氧化铝。
另外，本发明还涉及通过将上述的非卤素类阻燃性基底材料涂敷在地毯内面，干燥后制得的车辆用或飞机用地毯。
本发明的基底材料通过在(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶中，组合(B)(B-1)特定的非卤素类阻燃剂和/或(B-2)特定的非卤素类金属水合物，可以得到足够的阻燃性，此外加工适应性、基底材料的经时稳定性也优良，可以表现出与现有的地毯同样的物性。此外，使用本发明的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶的基底材料和现有的使用丁腈(NBR)乳胶等的基底材料相比，在耐热性方面也更好。
【具体实施方式】
(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶：
本发明中所用的氰化乙烯基-丙烯酸共聚物是一种以氰化乙烯类单体和丙烯酸酯单体为主要成分的共聚物。
氰化乙烯基-丙烯酸共聚物的单体组成的主要成分为：氰化乙烯类单体为2～60重量％，优选5～40重量％，更优选10～35重量％，丙烯酸酯共聚物为98～40重量％，优选95～60重量％，更优选90～65重量％。若氰化乙烯类单体量不足2重量％，则不能发挥充分的阻燃性能，另一方面，若超过60重量％，则聚合稳定性较差。
需说明的是，在本发明中使用的氰化乙烯基-丙烯酸共聚物中，可以根据需要使其进一步和其它可与之共聚的不饱和单体进行共聚。
其中，作为氰化乙烯类单体，可以列举丙烯腈、α-甲氧基丙烯腈、甲基丙烯腈、α-甲氧基甲基丙烯腈、偏二氰乙烯等，其可以使用1种或2种以上。特别优选丙烯腈。
此外，作为丙烯酸酯单体，可以列举丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸酯单体。其中丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸酯单体是也普遍地用于现有的水性丙烯酸乳液中的、丙烯酸以及甲基丙烯酸和脂肪族、脂环族或芳香族的非取代醇的酯。这时所述的非取代是指不含有烃基以外的基的意思。丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸酯单体的示例可以列举：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸庚酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸异壬酯、甲基丙烯酸正壬酯、甲基丙烯酸异壬酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十一烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸异戊酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯等。优选的单体为含有碳原子数为4～12的烷基的丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯，更优选甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯，特别优选甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯。这些单体可以单独使用，也可以混合2种以上混合使用。
在本发明中，作为能够和氰化乙烯类单体、丙烯酸酯单体和/或甲基丙烯酸酯单体一起构成(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶的其它单体，可以列举芳香族乙烯类单体、乙烯性不饱和羧酸羟基烷基酯单体、乙烯性不饱和羧酸酰胺单体、乙烯性不饱和酸单体、乙烯性不饱和磺酸酯单体、乙烯性不饱和醇或其酯的单体、乙烯性不饱和醚单体、乙烯性不饱和胺单体、乙烯性不饱和硅烷单体、脂肪族共轭二烯类单体等。
上述芳香族乙烯类单体的示例有苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、邻-乙基苯乙烯、对-乙基苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯、对-氨基苯乙烯、对-乙酰氧基苯乙烯、苯乙烯磺酸钠、α-乙烯基萘、1-乙烯基萘-4-磺酸钠、2-乙烯基芴、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶等，特别优选苯乙烯。
上述乙烯性不饱和羧酸羟基烷基酯单体的示例有，丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、丙烯酸羟基丁酯、甲基丙烯酸羟基丁酯。
上述乙烯性不饱和羧酸酰胺单体的示例有，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基乙基丙烯酰胺、N-丁氧基乙基甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基甲基丙烯酰胺、N-正丙氧基甲基丙烯酰胺、N-正丙氧基甲基甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N，N-二乙基甲基丙烯酰胺等。
上述乙烯性不饱和酸单体可以使用乙烯性不饱和羧酸和乙烯性不饱和磺酸等。乙烯性不饱和羧酸的示例有丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、富马酸酐、马来酸、马来酸酐等，乙烯性不饱和磺酸的示例有乙烯基磺酸、异戊二烯磺酸等。乙烯性不饱和酸单体也可以被例如碱金属中和。此外，上述乙烯性不饱和磺酸酯单体的示例有乙烯基磺酸烷基酯、异戊二烯磺酸烷基酯等。
上述乙烯性不饱和醇或其酯有烯丙醇、甲基烯丙醇、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、乙酸烯丙酯、己酸甲基烯丙酯、月桂酸烯丙酯、苯甲酸烯丙酯、烷基磺酸乙烯酯、烷基磺酸烯丙酯、芳基磺酸乙烯酯等。
上述乙烯性不饱和醚单体有甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、乙基烯丙基醚等。
上述乙烯性不饱和胺有乙烯基二甲基胺、乙烯基二乙基胺、乙烯基二苯基胺、烯丙基二甲基胺、甲基烯丙基二乙基胺等。
上述乙烯性不饱和硅烷有乙烯基三乙基硅烷等。
上述脂肪族共轭二烯类单体有1，3-丁二烯、2-甲基-1，3-丁二烯、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、2-新戊基-1，3-丁二烯、2-氰基-1，3-丁二烯、取代直链共轭戊二烯类、直链和支链共轭己二烯等，特别优选1，3-丁二烯。
上述其它单体可以单独使用，也可以混合2种以上使用。
在所有单体成分中，上述其它单体的使用量通常为10重量％以下，优选5重量％以下。
本发明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶可以通过将预先制备的聚合物溶解于溶剂中形成聚合物溶液，由溶液聚合制得的聚合物溶液等通过转相的方法制成水性乳胶，一般优选通过将氰化乙烯类单体、丙烯酸酯单体和/或甲基丙烯酸酯单体根据情况与其它的单体一起进行乳液聚合的方法来制备。
下面对制备本发明的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶的乳液聚合法进行说明。
制备本发明中使用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶的乳液聚合一般使用含有烃类表面活性剂的乳化剂，在聚合引发剂的存在下，必要的话在链转移剂、各种电解质、pH调节剂等存在下，通过聚合含有氰化乙烯类单体、丙烯酸酯单体和/或甲基丙烯酸酯单体以及其它单体的单体成分而进行。
在上述的乳化剂中，作为烃类表面活性剂，有阴离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂等，优选阴离子性表面活性剂，更优选强酸型阴离子性表面活性剂。作为上述烃类强酸型阴离子性表面活性剂，可以列举高级醇的硫酸酯盐、聚氧乙烯·烷基醚硫酸盐、聚氧乙烯·烷基苯基醚硫酸盐、脂肪油的硫酸酯盐、脂肪族胺或脂肪族酰胺的硫酸盐、二元脂肪酸酯的磺酸盐、脂肪族酰胺的磺酸盐、烷基或烯基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、烷基磺基琥珀酸盐、甲醛缩合萘磺酸盐、脂肪醇的磷酸酯盐、聚氧乙烯烷基(苯基)醚磷酸酯盐等。
此外，在其它的烃类表面活性剂中，作为非离子性表面活性剂，可以列举聚氧乙烯烷基酯、聚氧乙烯·烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、甘油脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯等。
上述乳化剂的使用量的选择可以根据各表面活性剂的种类、单体的种类和组成等调节搅拌条件等，以达到需要的平均粒径以及表面张力。乳化剂优选的优选使用量一般相对于100重量份单体为1～10重量份。若乳化剂的使用量过少，则显示出产生凝结物等降低乳胶的稳定性的倾向，另一方面过多则由乳胶形成的粘合材料对粒状材料的密合性、耐水性显示出降低的倾向。
作为可以在制备本发明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶的乳液聚合中使用的聚合引发剂，可以列举过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐、过氧化氢等无机类引发剂，氢过氧化枯烯、氢过氧化异丙基苯、氢过氧化对薄荷烷等氢过氧化物，过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化二月桂酰等二烷基过氧化物，硫化物、亚磺酸、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异己腈、偶氮二(苯基异丁腈)等偶氮化合物等有机引发剂。上述聚合引发剂的使用量优选相对于所有单体为0.03～2重量％，特别优选为0.05～1重量％。
此外，为了促进乳液聚合，还可以添加还原剂或螯合剂。上述还原剂可以列举焦亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、葡萄糖、甲醛合次硫酸钠、L-抗坏血酸及其盐、亚硫酸氢钠等，上述螯合剂可以列举甘氨酸、丙氨酸、乙二胺四乙酸钠等。
在制备本发明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶时，作为可以在乳液聚合中使用的链转移剂，优选含有60重量％以上的2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯成分的α-甲基苯乙烯二聚物、萜品油烯、α-萜品烯、γ-萜品烯、二戊烯、辛基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正十六烷基硫醇、二硫化二甲基黄原、二硫化二乙基黄原、二硫化二异丙基黄原、一硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、二硫化双五甲基秋兰姆等。链转移剂的使用量一般相对于所有单体为15重量％以下。
在制备本发明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶的乳液聚合时，一般相对于100重量份的所有单体，使用水50～900重量份，使用适当量的乳化剂、聚合引发剂，进一步根据需要使用链转移剂、还原剂、螯合剂、电解质、pH调整剂等，一般在10～90℃，优选在40～80℃的聚合温度下，通常聚合3～15小时。
作为在制备本发明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶的乳液聚合中上述单体的添加方法，可以采用一步添加法、分批添加法或连续添加法等任意的方法，特别优选的添加方法是，在所有单体的10重量％以下存在的情况下开始聚合，然后连续地或分批地添加剩余的单体同时进行聚合的方法。在进行上述分批添加法或连续添加法时，可以将单体和聚合引发剂等其它添加成分一起分批地或连续地添加，此外也可以预先添加所有的上述其它添加成分后，仅对单体进行分批或连续的添加。此外，这时添加的单体可以预先进行乳化。
本发明中所用的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶优选聚合物的玻璃化转变温度为-60～80℃。更优选在-40～50℃，特别优选-35～+45℃。若玻璃化转变温度不足-60℃，则强度不够，另一方面，若超过80℃，则最低成膜温度过高，因此都不优选。玻璃化转变温度可以根据单体的组成进行调整。
(B)特定非卤素类阻燃剂
在本发明中，相对于100重量份上述的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶(换算为固态成分)，添加(B)20～500重量份(B-1)选自多磷酸铵盐类、磷酸酯和水溶性磷酸铵中至少一种的非卤素类阻燃剂和/或20～500重量份(B-2)非卤素类金属水合物[但是，在同时使用(B-1)成分和(B-2)成分时，(B-1)+(B-2)＝20～500重量份]。
在(B-1)非卤素类阻燃剂中，作为多磷酸铵盐类，可以列举多磷酸铵、多磷酸酰胺、多磷酸三聚氰胺等。
此外，作为磷酸酯，为磷酸和醇形成的酯，可以列举三烷基酯、二烷基酯、单烷基酯。作为磷酸酯的具体示例，可以列举磷酸三乙酯、磷酸三丁酯等。
进一步的，水溶性磷酸铵是指磷酸三铵。
作为(B-1)成分，优选磷含量较多的多磷酸铵。
其中，作为(B-1)非卤素类阻燃剂优选使用的多磷酸铵的平均粒径优选为5～50μm，更优选为10～40μm，特别优选为10～30μm。若平均粒径不足5μm，则分散性较差，另一方面若超过50μm时，在涂敷时会发生结块现象，因此都不优选。
此外，作为多磷酸铵，优选在20℃下，多磷酸铵的2重量％水分散液中的水可溶成分(以下称为“水可溶成分”)在0.2重量％以下的多磷酸铵溶液，更优选在0.15重量％以下。若该水可溶成分超过0.2重量％，则在基底材料的经时稳定性方面会产生问题。
其中水可溶成分是指多磷酸铵的低分子量物质。
水可溶成分的测定方法是，将2g粉状的样品在100cc的水中分散，在20℃下，对1小时后的上水进行定量分析测出磷成分，然后算出多磷酸铵的量的值。若以纯多磷酸铵成分进行换算，则0.2重量％相当于10％的可溶成分。
水可溶成分在0.2重量％以下的多磷酸铵可以单独使用水可溶成分在0.2重量％以下的多磷酸铵，也可以将水可溶成分在0.2重量％以下的多磷酸铵混合到水可溶成分高于0.2重量％的多磷酸铵中，配制成水可溶成分在0.2重量％以下的多磷酸铵而使用。
上述(B-1)非卤素类磷类阻燃剂的使用量相对于100重量份(A)成分(换算为固态成分)若不足20重量份，则阻燃性不充分。另一方面，若越大量添加(B-1)成分则阻燃性能越高，添加100重量份以上则阻燃性能为NB(no burn：不会燃烧)，若超过500重量份，则作为本发明第2课题的基底材料的经时稳定性降低，流动性不良。此外，由于(A)成分的使用量减少，则得到的植绒地毯有时会出现抽丝力变弱的情况。因此优选30～300重量份，更优选50～200重量份。[但是当和(B-2)特定的非卤素金属水合物一起使用时，(B-1)+(B-2)＝20～500重量份]。
另一方面，作为(B-2)特定的非卤素金属水合物，可以列举氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡等，特别优选氢氧化铝。作为氢氧化铝，优选平均粒径为1～40μm，更优选5～30μm，特别优选10～25μm。若平均粒径不足1μm，则分散性较差，另一方面若超过40μm，则在涂敷时会发生结块现象，因此都不优选。
相对于100重量份(A)成分(换算为固态成分)，(B-2)非卤素类金属水合物的添加量为20～500重量份[但是当和(B-1)非卤素类磷类阻燃剂一起使用时，(B-1)+(B-2)＝20～500重量份]。若不足20重量份，则阻燃性不充分，若超过500重量份，则基底材料的经时稳定性降低，由于(A)成分的使用量相对地减少，则得到的植绒地毯有时会出现抽丝力变弱的情况。优选70～400重量份。
上述的(B-1)非卤素类阻燃剂和同样为非卤素类阻燃剂的(B-2)非卤素金属水合物可以使用1种或组合2种以上使用。
另外，在同时使用(B-1)非卤素类磷类阻燃剂和(B-2)非卤素金属水合物时，相对于100重量份(A)成分(换算为固态成分)，(B-1)成分和(B-2)成分的合计量为20～500重量份，优选为80～400重量份，若不足20重量份，则阻燃性不充分，若超过500重量份，则基底材料的经时稳定性降低，由于(A)成分的使用量相对地减少，则得到的植绒地毯有时会出现抽丝力变弱的情况。
填料：
在本发明中，为了增加固态成分浓度和付与重量感，将填料作为填充剂使用。作为这种填料，可以列举粘土、高岭土、滑石、碳酸钙、硅藻土、石墨、氧化铝、氧化铁、氧化钛、硅石、橡胶粉末、玻璃片、皂土等。但是作为填料，上述的(B-2)非卤素类金属水合物除外。
其它的添加剂：
此外，在本发明的组合物中，可以根据需要加入各种添加剂。例如可以添加：热膨胀性石墨、磷酸胍等其它的非卤素类阻燃剂；酚类、有机磷酸酯类、硫醚类等抗氧化剂；光稳定剂；紫外线吸收剂；双酰胺类、蜡类、三聚磷酸钠、焦磷酸钾、有机金属盐类等分散剂；酰胺类、有机金属盐类、酯类等润滑剂；有机颜料；无机颜料；金属离子类等无机、有机抗菌剂、稳定剂、抗老化剂、增稠剂、防腐剂、消泡剂等。
另外，本发明的基底材料的固态成分浓度通常为30～70重量％，优选40～65重量％，粘度通常调整为3,000～30,000mPa·s，优选4,000～25,000mPa·s。
地毯：
下面对本发明的地毯进行说明。
本发明的基底材料可以适用于例如，植绒地毯、针刺地毯、筒垫(チユ-ブマツト)、钩针编结地毯、针织地毯等所有种类的地毯的制备。特别适合用于车辆用、飞机用地毯。
在地毯内面上的基底材料的涂敷可以通过刮刀、滚涂、commacoater等进行。涂敷后，进行干燥，干燥温度通常为120～200℃，优选为130～180℃，干燥时间通常为2分钟～30分钟，优选为5分钟～20分钟。
其中，基底材料可以通过起泡机使其起泡后进行涂敷。通过使其气泡，基底材料的体积增大，容易进行低涂敷量的调整。起泡倍数优选为1.2～20倍。若不足1.2倍，低涂敷量的调整困难，另一方面，若超过20倍则基底材料的流动性消失，涂敷困难。
此外，在制备植绒地毯时，可以用由无纺布等形成的里料。在地毯的内面，里料的表面上，涂敷本发明的基底材料，将地毯和衬里用的底布贴合起来。衬里用的底布不限制为无纺布，也可以是织物、编物等。
在制备车辆用地毯时，对于使用无纺布的汽车用地毯，通常可以在例如150～450g/m2的聚酯针刺地毯上，涂敷本发明的基底材料，以使干燥重量为30～200g/m2而得到。
此外，对于汽车用植绒地毯，例如通常可以在300～1,000g/m2的聚酯或聚丙烯的植绒地毯上，涂敷本发明的基底材料，以使干燥重量为50～500g/m2而得到。
在飞机用地毯的情况下，通常可以在500～1,500g/m2的羊毛和尼龙的植绒地毯上，涂敷本发明的基底材料，以使干燥重量为300～1,500g/m2而得到。
通过本发明的基底材料得到的地毯阻燃性优良，不论是否添加阻燃剂，作为基材的无纺布或植绒地毯都具有适度的手感和与现有产品相同的物性。
本发明的地毯，可以用做车辆用地毯、飞机用地毯，另外还可以用做其它任何用途的地毯。
[实施例]
下面通过实施例进行说明，但是本发明不受到本实施例以及以下的实施例的限制。另外，实施例中的测定值是通过以下的方法进行测定的。
<固态成分>
热板法(约1g样品放入铝皿中，在160～180℃下使水分蒸发，通过蒸发前后的重量算出)
<粘度>
通过BM型粘度计(东京计器公司制备)，用3号转子在6rpm(25℃)或者用4号转子在12rpm(25℃)下测定。
<多磷酸铵的水可溶成分的测定>
将2g粉状的样品在100cc的水中分散，在20℃下，对1小时后的上水进行分析定量，测出磷成分，然后算出多磷酸铵的量。
<F-MVSS阻燃性>
用スガ试验机公司制备的F-MVSS阻燃试验机进行。汽车用阻燃试验规格为燃烧速度应在10cm/分钟以下。另外，表中的NB表示noburn(不能燃烧)。
<耐热性>
在150℃下，24小时使用热风循环式齿轮老化试验机(东洋精机制作所公司制备)进行。
◎：没有变化
○：稍有变色(可以使用)
△：变色
×：劣化
<加工适应性>
在实验室中根据加工制备商的机械代用特性进行评价。
○：没有问题。
×：有结块现象(称在基底加工中粉状成分凝集的状态。)
<基底材料稳定性>
50℃下经过7天后通过目视判定。
○：稳定
△：显示出若干的经时变化，但是可以使用。
×：有经时变化(指粘度上升或下降，或者流动性不良状态)
实施例1、比较例1
相对于100重量份如下所示组成(重量比)的乳胶A1～A3以及a1～a3，分别向其中加入150重量份作为阻燃剂的氢氧化铝(昭和电工公司ハイジライトH21、平均粒径25μm)、作为其它添加剂的起泡剂3重量份(表面活性剂、阴离子型)、分散剂1.0重量份(聚合磷酸盐、三聚磷酸钠)、增稠剂2重量份[CMC(羧甲基纤维素)]，通过台式搅拌机混合配制基底材料。
通过连续式机械起泡机使这些基底材料起泡，在如下所示的无纺布的内面上，用刮刀涂敷下述所示的量。涂敷后，在160℃下干燥10分钟，对由此得到的地毯按照上述所示进行阻燃性试验、耐热性、加工适应性、基底材料的经时稳定性的评价。需说明的是，通过增稠剂和水将基底材料的固态成分都调整为50重量％，粘度都调整为5,000mPa·s。(用3号转子进行测定)。结果如表1所示。
另外，虽然比较例1～3的阻燃性、加工适应性、基底材料稳定性优良，但是耐热性较差。由此，可以证实若使用本发明的(A)氰化乙烯基-丙烯酸共聚物水性乳胶，和现有的丁腈(NBR)乳胶相比耐热性优良。由于本发明中所用的(A)成分被证实耐热性优良，因此在实施例2和比较例2之后，省略了耐热性的评价。
乳胶A1：丙烯腈(AN)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸正丁酯(BA)共聚物，AN/MMA/BA(重量比)＝10/50/40
乳胶A2：丙烯腈(AN)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸正丁酯(BA)共聚物，AN/MMA/BA(重量比)＝35/25/40
乳胶A3：丙烯腈(AN)/丙烯酸正丁酯(BA)共聚物，AN/BA(重量比)＝60/40
乳胶a1：甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸正丁酯(BA)共聚物，MMA/BA(重量比)＝30/70
乳胶a2：甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸正丁酯(BA)共聚物，MMA/BA(重量比)＝70/30
乳胶a3：丙烯腈(AN)/1，3-丁二烯(BD)共聚物，AN(丙烯腈)/BD(丁二烯)(重量比)＝35/65
<试验中使用的地毯以及涂敷量>
无纺布：针刺地毯，聚酯绵，目付370g/m2，密度0.07g/cm2
基底材料涂敷量：干燥(160℃、10分钟)重量为80g/m2
[表1]
固态成分重量比(phr) 实施例1 比较例1 1 2 3 1 2 3乳胶A1 100 A2 100 A3 100 a1 100 a2 100 a3 100固态成分(％) 50 50 50 50 50 50粘度(mPa·s) 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000氢氧化铝 150 150 150 150 150 150F-MVSS阻燃性(cm/分钟) 8.3 5.6 4.4 12.3 11.5 6.2耐热性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △加工适应性 ○ ○ ○ ○ ○ ○基底材料稳定性 ○ ○ △ ○ ○ ○
实施例2、比较例2
除了使用100重量份实施例1中的乳胶A2(Tg：30℃)作为乳胶，分别添加100重量份下述所示的阻燃剂B1～B4和b1～b2作为阻燃剂以外，其余按照和实施例1同样的方法得到地毯，进行阻燃性试验的评价。进一步的，对基底材料的稳定性、加工适应性也进行评价。另外，通过增稠剂和水将基底材料的固态成分都调整为50重量％，粘度都调整为5,000mPa·s。(用3号转子进行测定)。
结果如表2所示。
实施例2-3、实施例2-4的基底材料的稳定性差，但是阻燃性、加工适应性优良，由此实现了本发明的第1课题。
阻燃剂B1：氢氧化铝(与实施例1中使用的相同)
B2：多磷酸铵(平均粒径25μm，在20℃时的2重量％水分散液中的可溶成分为0.16重量％)
B3：磷酸酯
B4：水溶性磷酸铵
b1：热膨胀性石墨
b2：磷酸胍
[表2]
固态成分重量比(phr) 实施例2 比较例2 1 2 3 4 1 2乳胶 A2 100 100 100 100 100 100阻燃剂 B1 100 B2 100 B3 100 B4 100 b1 100 b2 100固态成分(％) 50 50 50 50 50 50粘度(mPa·s) 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000F-MVSS阻燃性(cm/分钟) 8.6 NB 2.2 8.3 4.8 10.5加工适应性 ○ ○ ○ ○ × ○基底材料稳定性 ○ ○ × × ○ ○
实施例3
除了使用100重量份实施例1中的乳胶A2作为乳胶，分别添加100重量份实施例1中使用的氢氧化铝，或者添加100重量份下述所示的多磷酸铵B2-1～B2-5(平均粒径：25μm)作为阻燃剂以外，其余按照和实施例1同样的方法得到地毯，进行和实施例1同样的评价。另外，水可溶性成分是指在20℃下2重量％分散于水中的物质。通过增稠剂和水将基底材料的固态成分都调整为50重量％，粘度都调整为5,000mPa·s。(用3号转子进行测定)。
结果如表3所示。
实施例3-1～3-3中所用的多磷酸铵的水可溶成分在0.2重量％以下，在阻燃性、加工适应性、基底材料稳定性任何一方面均优良，满足本发明的第1课题、第2课题。
另一方面，实施例3-4～3-5所用的多磷酸铵的水可溶成分超过了0.2重量％，虽然基底材料稳定性经时变化，但是阻燃性、加工适应性优良，充分满足了本发明的第1课题。
另外，下述的多磷酸铵的水可溶成分的变量是通过混合水可溶成分0.04重量％的多磷酸铵和水可溶成分0.3重量％的多磷酸铵而进行配制的。
多磷酸铵B2-1：水可溶成分0.04重量％
B2-2： 0.10重量％
B2-3： 0.16重量％
B2-4： 0.24重量％
B2-5： 0.30重量％
[表3]
固态成分重量比(phr) 实施例3 1 2 3 4 5 6乳胶 A2 100 100 100 100 100 100氢氧化铝 100多磷酸铵B2-1 100B2-2 100B2-3 100B2-4 100B2-5 100固态成分(％) 50 50 50 50 50 50粘度(mPa·s) 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000F-MVSS阻燃性(cm/分钟) NB NB NB NB NB 8.6加工适应性 ○ ○ ○ ○ ○ ○基底材料稳定性 ○ ○ ○ × × ○
实施例4
除了使用100重量份实施例1中的乳胶A2作为乳胶，分别添加20重量份、50重量份、100重量份、200重量份、300重量份、500重量份实施例3中使用的多磷酸铵B2-3作为阻燃剂以外，其余按照和实施例1同样的方法配制基底材料，在下述所示的无纺布的内面上，以下述的涂敷量，和实施例1同样地起泡、用刮刀涂敷。涂敷后，在160℃下干燥10分钟，对由此得到的地毯进行和实施例1同样的评价。另外，通过增稠剂和水将基底材料的固态成分都调整为50重量％，粘度都调整为5,000mPa·s。(用3号转子进行测定)。结果如表4所示。
另外，虽然实施例4-5、4-6的基底材料的稳定性较差，但是阻燃性、加工适应性优良，充分满足了本发明的第1课题。
试验中使用的地毯以及涂敷量
无纺布：针刺地毯，聚酯绵，目付250g/m2，密度0.07g/cm2
基底材料涂敷量：干燥(160℃、10分钟)重量为50g/m2
比较例3
除了使用100重量份实施例1中的乳胶A2作为乳胶，添加10重量份实施例3中使用的多磷酸铵B2-3作为阻燃剂以外，其余按照和实施例1同样的方法配制基底材料。此外，除了如下所示分别加入75重量份的阻燃剂c1和25重量份的阻燃助剂c2以外，其余按照和实施例1同样地进行。另外，通过增稠剂和水将基底材料的固态成分都调整为50重量％，粘度都调整为5,000mPa·s。(用3号转子进行测定)。结果如表4所示。
另外，比较例3-2是同时使用作为卤素类阻燃剂的c1和c2的示例，虽然阻燃性、加工适应性、基底材料稳定性优良，但是从非卤素类这方面考虑，属于本发明的范围之外。
阻燃剂 c1：十溴二苯醚
阻燃助剂 c2：三氧化锑
[表4]
固态成分重量比(phr) 实施例4 比较例3 1 2 3 4 5 6 1 2乳胶 A2 100 100 100 100 100 100 100 100多磷酸铵 B2-3 20 50 100 200 300 500 10阻燃剂 c1 75阻燃助剂 c2 25固态成分(％) 50 50 50 50 50 50 50 50粘度(mPa·s) 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000非卤素 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ×F-MVSS阻燃性(cm/分钟) 7.3 5.4 NB NB NB NB 11.5 NB加工适应性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○基底材料稳定性 ○ ○ ○ ○ △ △ ○ ○
实施例5
除了使用100重量份实施例1中的乳胶A2作为乳胶，分别添加20、70、150、300、500重量份实施例1中使用的氢氧化铝作为阻燃剂以外，其余按照和实施例1同样的方法配制基底材料，得到地毯，进行和实施例1同样的评价。另外，通过增稠剂和水将基底材料的固态成分都调整为50重量％，粘度都调整为5,000mPa·s。(用3号转子进行测定)。结果如表5所示。
比较例4
除了使用100重量份实施例1中的乳胶A2作为乳胶，分别添加10、600重量份实施例1中使用的氢氧化铝作为阻燃剂以外，其余按照和实施例1同样的方法配制基底材料，得到地毯。进行和实施例1同样的评价。
另外，通过增稠剂和水将基底材料的固态成分都调整为50重量％，粘度都调整为5,000mPa·s。(用3号转子进行测定)。结果如表5所示。
[表5] 固态成分重量比(phr) 实施例5 比较例4 1 2 3 4 5 1 2乳胶 A2 100 100 100 100 100 100 100氢氧化铝 20 70 150 300 500 10 600固态成分(％) 50 50 50 50 50 50 50粘度(mPa·s) 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000F-MVSS阻燃性(cm/分钟) 9.4 8.6 5.6 5.1 4.9 12.4 10.6加工适应性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○基底材料稳定性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ×
实施例6
除了使用100重量份实施例1中使用的乳胶A2作为乳胶，分别添加80重量份多磷酸铵和20重量份氢氧化铝、60重量份多磷酸铵和40重量份氢氧化铝、40重量份多磷酸铵和60重量份氢氧化铝、20重量份多磷酸铵和80重量份氢氧化铝作为阻燃剂以外，其余按照和实施例1同样的方法配制基底材料，和实施例1同样地得到地毯，进行和实施例1同样的评价。另外，多磷酸铵与实施例2所使用的B2-3相同。通过增稠剂和水将基底材料的固态成分都调整为50重量％，粘度都调整为5,000mPa·s。(用3号转子进行测定)。结果如表6所示。
[表6] 固态成分重量比(phr) 实施例6 1 2 3 4乳胶 A2 100 100 100 100多磷酸铵 80 60 40 20氢氧化铝 20 40 60 80固态成分(％) 50 50 50 50粘度(mPa·s) 5,000 5,000 5,000 5,000F-MVSS阻燃性(cm/分钟) NB 2.2 4.1 6.8加工适应性 ○ ○ ○ ○基底材料稳定性 ○ ○ ○ ○
实施例7
相对于100重量份AN/MMA/BA＝20/10/70(重量比)、Tg为0℃的乳胶A4，分别加入100重量份多磷酸铵和200重量份氢氧化铝、80重量份多磷酸铵和220重量份氢氧化铝、60重量份多磷酸铵和240重量份氢氧化铝、40重量份多磷酸铵和260重量份氢氧化铝，和实施例1同样加入其它的添加材料，配制基底材料。通过增稠剂和水分别将基底材料的固态成分调整为60重量％，粘度(用4号转子)调整为8,000mPa·s。
另外，氢氧化铝和实施例1中所使用的氢氧化铝同样。此外，多磷酸铵和实施例2中使用的B2-3同样。
使用1/10规格的羊毛材料作为植绒地毯基地，在该植绒地毯的内面上，以下述的涂敷量，通过滚涂法涂敷上述的基底材料。涂敷后，在160℃下干燥20分钟。和实施例1同样地对这样得到的地毯进行加工适应性、基底材料稳定性的评价。进一步的，如下述所示，对飞机用阻燃性试验、抽丝力、硬挺度进行评价。结果如表7所示。
实施例7-4的飞机用阻燃性试验的评价的△，有燃烧倾向，但自行消火性的评价没有变化，满足阻燃性的基准。
<飞机用阻燃性试验>
通过下述简便的方法进行。即切割为25mm，通过垂直法点火，若能够自行消火的记做○。△为具有自行消火性但是显示出燃烧倾向。
<抽丝力>
根据JISL 1021。对于飞机用地毯，绒毛的抽出强度的标准在25N/根以上。
<硬挺度>
根据JISL 1021的悬臂法。
<基底材料涂敷量>
干燥(160℃、20分钟)重量为600g/m2
比较例5
除了使用100重量份的BA/乙烯/乙酸乙烯酯＝40/30/30(重量比)、Tg为0℃的乳胶a4作为乳胶，使用75重量份(十溴二苯醚)作为阻燃剂c1和25重量份阻燃助剂c2(三氧化锑)以外，其余按照和实施例1同样的方法配制基底材料，得到地毯，进行评价。结果如表7所示。
另外，比较例5为在氢氧化铝中合用作为卤素类阻燃剂的c1和c2的示例，虽然阻燃性、加工适应性、基底材料稳定性优良，但是从非卤素类这方面考虑，在本发明的范围之外。
[表7] 固态成分重量比(phr) 实施例7 比较例5 1 2 3 4 1乳胶 A4 100 100 100 100乳胶 a4 100阻燃剂c1 75阻燃助剂c2 25多磷酸铵 100 80 60 40氢氧化铝 200 220 240 260 200固态成分(％) 60 60 60 60 60粘度(mPa·s) 8,000 8,000 8,000 8,000 8,000非卤素 ○ ○ ○ ○ ×飞机用阻燃性试验 ○ ○ ○ △ ○加工适应性 ○ ○ ○ ○ ○基底材料稳定性 ○ ○ ○ ○ ○抽丝力(N/根) 33 29 31 31 32硬挺度(cm) 13 13 12 12 12
本发明的非卤素类阻燃性基底材料的阻燃性、耐热性优良，可以很好地用于地毯的基底材料。此外，得到的地毯可以很好地作为汽车等车辆用地毯、飞机用地毯使用。