用于运动护具的潜水料-布料复合材料阻燃处理技术
潜水料-布料复合材料在运动护具中的阻燃处理技术研究
一、引言
因为教育工业的飞速發展 ，中长跑护具算作保险中长跑员卫生性的很重要武器 ，其耐磨性规范日益增长提生 。愈加是在高超度PK对战性中长跑（如划雪、双翘板、自动车、终极中长跑等）中 ，护具实际上要具备着充分的缓解与支撑力的功能 ，还需要求防火性、防热、耐低温等卫生性原则 。近几这几年来来 ，潜水料（Neoprene）因为本身表现出色的柔软度、回回弹力及防水阻燃耐磨性 ，被诸多软件于常见中长跑护具中 。当然 ，常见的潜水料本体论上属组成产品食材 ，包括成分表为氯丁产品（CR） ，包括可燃性 ，在低温或动火条件下容易燃烧烧并放含有毒空气体 ，出现不错卫生性问题 。
为完善自己健身活动护具的防护档次 ，科研师已经将潜水料与化工面料展开挽回 ，并在防火防灾防火办理能力水平增強其防火防灾功效 。潜水料-面料挽回建材综合了两者之间的显著优点：潜水料带来缓冲器保护措施 ，面料完善自己耐蚀性性与吸汗 好性 ，而防火防灾防火办理则拥有建材在事件报告着火或高溫学习AG贵宾厅游戏下的自熄功能 。本诗整体浅谈潜水料-面料挽回建材的形式性状、防火防灾防火原理、核心防火防灾防火办理能力水平以及在健身活动护具中的软件概况 ，并综合全国外科研重大成就定性分析其发展前景发展 。
二、潜水料-布料复合材料的基本构成与性能特点
2.1 材料组成
潜水料-料子复合型材质一般说来由有三层成分组成：
| 层级 |
材料类型 |
主要功能 |
| 表层 |
尼龙、聚酯纤维、氨纶混纺布料 |
提供耐磨、抗撕裂、透气和美观外观 |
| 中间层 |
氯丁橡胶泡沫（Neoprene） |
提供缓冲、减震、保温和贴合人体曲线 |
| 底层 |
功能性织物（如抗菌布、导湿布） |
增强舒适性 ，防止皮肤刺激 |
该挽回型式完成热压、胶贴或超音波波焊等途径达到层间经久耐用配合 。
2.2 物理与化学性能参数
下表标出了典范潜水料-料子包覆建筑材料的首要机械性公式：
| 性能指标 |
参数范围 |
测试标准 |
| 密度 |
0.3–0.6 g/cm³ |
ASTM D792 |
| 厚度 |
2 mm – 8 mm |
ISO 5084 |
| 抗拉强度 |
≥10 MPa |
ASTM D412 |
| 断裂伸长率 |
300% – 600% |
ASTM D412 |
| 热导率 |
0.02–0.04 W/(m·K) |
ISO 8301 |
| 氧指数（OI） |
18–21% |
ASTM D2863 |
| 垂直燃烧等级（UL94） |
HB（未阻燃） |
UL 94 |
注：氧平均值（OI）少于21%提出原材料在室内空气中易燃性；UL94 HB级提出原材料过慢点燃 ，不拥有自熄性 。
从上表可見 ，未经许可操作的潜水料-全棉布料混合建筑材料耐燃机械性能欠佳 ，易于满足了中高档运作护具的防火防燃规范要求 。
三、阻燃处理的必要性与安全标准
3.1 阻燃的重要性
在程度运转或室外寻宝中 ，护具或许爆出于室温、火苗因此燃燒室内AG贵宾厅游戏中 。比如 ，划雪护具在较近野外摩托泄压阀管时或许热膨胀；长板滑板护具在夜間户外照明机械设备周围安全的使用时也或许遭遇火源计划可能性 。另外 ，给出中国国地区标准的《GB 8624-2012 建筑结构的原原料及相关食品燃燒机械性能划分》已经俄罗斯合众国航材方法局（FAA）对我护甲武器的意见 ，运转护具若适用于专业技术练习或公共性安全的范畴 ，应最少以达到B2级（难燃的原原料）或UL94 V-1级以下无卤层级 。
3.2 国内外相关标准对比
| 标准体系 |
国家/组织 |
标准编号 |
阻燃等级要求 |
| 中国 |
国家标准化管理委员会 |
GB 8624-2012 |
B1/B2级（氧指数≥27%） |
| 美国 |
ASTM International |
ASTM F1506 |
垂直燃烧时间≤2秒 ，炭长≤150mm |
| 欧盟 |
EN Standards |
EN 11612 |
面向热辐射和火焰防护服装 |
| 日本 |
JIS |
JIS L 1091 |
方法B：燃烧速度≤100 mm/min |
| 国际民航组织 |
ICAO |
Doc 9973 |
推荐个人装备具备自熄性 |
最该主意的是 ，欧盟成员国EN 11612规定虽主要是主要于工农业耐火板服 ，但其对用料热安全稳相关性与燃烧的火焰传染传输速率的耍求已被的部分顶级行动产品品牌深入探讨主要于护具制定 。
四、阻燃处理技术分类与原理
4.1 添加型阻燃剂技术
加型耐油是在相关的材料粗加工步骤里将耐油剂间接掺拌在氯丁硫化橡胶基体中 ，使其一致划分在全相关的材料企业内部 。常有耐油剂也包括：
- 氢氧化铝（Al(OH)₃）：分解吸热 ，释放水蒸气稀释可燃气体 。
- 氢氧化镁（Mg(OH)₂）：作用机制类似 ，但起始分解温度更高（约340℃） ，适用于高温AG贵宾厅游戏 。
- 磷系阻燃剂（如磷酸三苯酯TPP）：促进碳化层形成 ，隔绝氧气 。
- 氮-磷协同阻燃剂（如聚磷酸铵APP）：兼具气相与凝聚相阻燃效应 。
添加型阻燃剂性能对比表
| 阻燃剂类型 |
添加比例 |
氧指数提升 |
优点 |
缺点 |
| 氢氧化铝 |
40–60 wt% |
+4–6% |
无毒、AG贵宾厅游戏、成本低 |
易降低机械强度 |
| 氢氧化镁 |
30–50 wt% |
+5–7% |
高温稳定性好 |
分散困难 ，需表面改性 |
| 聚磷酸铵 |
15–25 wt% |
+6–8% |
协同效应强 |
吸湿性强 ，影响耐久性 |
| 磷酸三苯酯 |
10–20 wt% |
+3–5% |
加工流动性好 |
可能迁移析出 |
据Zhang et al. (2020) 在《Polymer Degradation and Stability》上的科学研究 ，当在氯丁聚氨酯中移除30%氢防氧化镁与10%聚磷酸铵复配时 ，复合型素材的氧指标值会达28.5% ，径直助燃公测符合UL94 V-0级 ，且烟体积密度走低40%之上 。
4.2 表面涂层阻燃技术
表明涂膜法是将难燃装修材料涂覆于结合装修材料表明 ，进行一楼防震第一道防线 。较常用涂膜标准体系例如：
- 膨胀型防火涂料：遇热膨胀形成多孔碳层 ，隔热隔氧 。
- 硅基陶瓷涂层：高温下形成玻璃态保护层 。
- 纳米阻燃涂层：如蒙脱土（MMT）、石墨烯氧化物（GO）等纳米材料增强涂层致密性 。
典型涂层处理前后性能对比
| 处理方式 |
涂层厚度（μm） |
燃烧时间（s） |
炭长（mm） |
自熄时间（s） |
| 未处理 |
— |
>60 |
>300 |
不自熄 |
| 膨胀型涂料（100μm） |
100 |
8.2 |
95 |
3.1 |
| 硅基陶瓷涂层（80μm） |
80 |
6.5 |
78 |
2.3 |
| GO/MMT复合涂层（60μm） |
60 |
5.1 |
62 |
1.8 |
数据来源：Liu et al., "Flame-retardant coatings for flexible polymer composites", Progress in Organic Coatings, 2021.
该措施胜机是因为不损害建材完整性结构力学性能参数 ，且必选择性进行处理局部位位置（如缝口处） 。但继续安全使用中涂膜易磨损情况脫落 ，需不定期检修 。
4.3 接枝改性与共聚阻燃技术
可以通过物理接枝或共聚的方式 ，在氯丁聚氨酯材料氧分子链上带来阻燃剂官能团 ，如含磷、含氮或含硅组成 。诸如：
- 将磷酸酯基团接枝到CR主链；
- 使用含氮单体（如丙烯酰胺）进行共聚改性；
- 引入硅氧烷结构提升热稳定性 。
此项步骤可改变无限期性阻燃型 ，但技艺复杂的 ，生产成本较高 。据清华上大学上大学资料基地Wang组织（2022）宣传报道 ，选择γ-X射线出现接枝法将乙稀基膦酸接枝至氯丁生橡胶外层 ，经外理后资料氧分指数升降至29.3% ，且提高原始活力和坚韧性 。
4.4 等离子体辅助阻燃处理
等阳铝离子体补救是种干法表层能热塑性树脂技术工艺 ，合理利用温度低等阳铝离子体刺激建筑材料表层能 ，增強其与无卤剂的紧密结合力 。经常使用于预补救步驟 ，以的提升事件纳米涂层或浸渍的粘附力 。
操作具体步骤有以下：
- 将复合材料置于真空腔室；
- 通入氩气或氧气 ，施加高频电场产生等离子体；
- 表面自由基增多 ，亲水性增强；
- 再进行阻燃剂喷涂或浸渍 。
实验表明 ，经等离子体预处理后的材料 ，其阻燃涂层附着力提升约60% ，耐水洗次数由5次提升至15次以上（Chen & Li, Surface and Coatings Technology, 2019） 。
五、典型阻燃处理工艺流程
低于为属于轻近代化软件应用最广的“浸渍-烘干治理 -压延”集成化防火治理 的流程：
| 步骤 |
工艺内容 |
参数控制 |
| 1. 原料准备 |
潜水料片材与布料裁剪 |
尺寸公差±1mm |
| 2. 表面清洁 |
去除油污与粉尘 |
丙酮擦拭或电晕处理 |
| 3. 阻燃浸渍 |
浸入阻燃剂水溶液（如APP+Al(OH)₃混合液） |
浓度15–20% ，温度40℃ ，时间10min |
| 4. 预烘干 |
热风干燥去除水分 |
温度80℃ ，时间15min |
| 5. 层压复合 |
与表层面料热压结合 |
压力0.5 MPa ，温度120℃ ，时间3min |
| 6. 后固化 |
高温交联稳定结构 |
150℃×30min |
| 7. 性能检测 |
进行燃烧、力学、耐候测试 |
符合GB/T 5455-2014等标准 |
此技艺已在特步、李宁等国内的运功国际品牌生产链中首批app ，新产品凭借CNAS认证证书科学验室检侧 ，无卤稳定的性稳定的 。
六、国内外研究进展与典型案例
6.1 国内研究动态
中国科学院宁波材料技术与工程研究所开发了一种“核壳结构微胶囊阻燃剂” ，将聚磷酸铵包裹于二氧化硅壳层中 ，有效防止其在加工过程中的流失 。将其添加至氯丁橡胶中制备的复合材料 ，在添加量仅为18%的情况下即达到UL94 V-0级 ，同时保持断裂伸长率在450%以上（Zhou et al., 2023, Chinese Journal of Polymer Science） 。
深圳某新村料中小型企业开发“FireSafe-Neo™”系类耐燃潜水料 ，采取氢硫化镁与有机酸硅携手组织体制 ，设备已应用于消防队员膝肘护具及小山划雪护甲 ，场地实测离火自熄期限不大于2秒 。
6.2 国外先进技术
美国杜邦公司推出的Nomex®/Neoprene Hybrid Fabric ，将芳纶纤维与阻燃氯丁橡胶复合 ，兼具高强度与高阻燃性 。其氧指数高达32% ，在800℃火焰中持续暴露10秒后仍保持结构完整性 ，广泛用于NASAAG贵宾厅游戏员训练护具（DuPont Technical Bulletin, 2021） 。
德国拜耳材料科技（现科思创）研发的Bayfit® FlameGuard系列 ，采用聚碳酸酯改性氯丁橡胶 ，通过分子结构优化实现本征阻燃 。该材料无需额外添加阻燃剂即可满足EN 11612标准 ，减少AG贵宾厅游戏污染 。
日本这个国家东丽公司的则专注于微米混合技術 ，将碳微米管（CNT）与磷氮系无卤性好剂共同参与解聚于胶基体中 ，营造立体传热性-无卤性好系统 ，特殊下降热脱离强度（HRR）和总烟成品率（TSR）（Toray Research Report, 2022） 。
七、性能测试与评价方法
为周到开展防火等级解决感觉 ，需采取各项要求化检测：
| 测试项目 |
测试方法 |
评价指标 |
| 垂直燃烧测试 |
GB/T 5455 / ASTM D6413 |
续燃时间、阴燃时间、损毁长度 |
| 氧指数测定 |
GB/T 2406.2 / ISO 4589-2 |
氧指数值（%） |
| 热释放速率（HRR） |
ISO 5660-1（锥形量热仪） |
峰值HRR、总放热量 |
| 烟密度测试 |
ASTM E662 |
大烟密度（Dsmax） |
| 耐水洗性 |
AATCC Test Method 135 |
洗涤5/10/15次后阻燃性能保留率 |
| 力学性能保持率 |
GB/T 528 |
拉伸强度、伸长率变化率 |
实计采用中 ，总体考虑几项指標能够来判断材质是否能够适用于对应运功消费场景 。举例子 ，哈尔滨滑雪护具更青睐底温下的柔软度保护率 ，而消防设施训练法护具则重要性高温高压受能力素质 。
八、应用场景与市场前景
經過阻燃等级治理的潜水料-全棉布料复合食材食材已大面积软件应用于下面的前沿技术：
- 极限运动护具：滑板、BMX、攀岩中的护膝、护肘、护背；
- AG贵宾厅游戏运动装备：滑雪护臀、护腕、颈部保暖护套；
- 职业防护用品：消防、救援人员的关节防护组件；
- 军事与特种装备：战术背心缓冲层、防爆头盔衬垫 。
据Grand View Research 2024年意见书 ，欧洲功效性足球运动护具行业整体规模平均在2020年超越450亿外币 ，在当中具备条件阻燃材料、防菌、自动化感应器等功效的高端品牌护具年延长率达9.7% 。亚太地段地段因体育课顾客晋升 ，将成為大延长行业 。
九、挑战与发展方向
哪怕防火阻燃办理技术性拥有为显著重大进展 ，但仍受到这些探索：
- 阻燃效率与力学性能的平衡：高添加量阻燃剂易导致材料变硬、弹性下降；
- AG贵宾厅游戏与健康问题：部分卤系阻燃剂被限制使用 ，需开发绿色替代品；
- 耐久性不足：水洗、摩擦易造成阻燃成分流失；
- 成本压力：高端阻燃材料价格昂贵 ，制约大众化推广 。
在未来未来发展目标分为：
- 开发多功能一体化材料（阻燃+抗菌+导电）；
- 推广生物基阻燃剂（如木质素衍生物、壳聚糖）；
- 利用人工智能优化配方设计与工艺参数；
- 发展可回收再利用的阻燃复合体系 。
十、结语（此处省略）
（注：按照其规范要求 ，AG贵宾厅游戏不带有后的总结报告性片段及考生文献资料下拉列表 。）
面料业务联系：杨小姐微信同号
联系电话： 0512-5523 0820
公司地址：江苏省昆山市新南中路567号A2217
