一种高强度防护阻燃面料及其制备方法与流程

1.本发明涉及面料材料技术领域，具体涉及一种高强度防护阻燃面料及其制备方法。


背景技术：

2.防护服在防化作战、消防救灾和医疗救护中起着至关重要的作用。在火灾救援等特殊环境下，人们对防护服面料的阻燃性能、耐热性能和强度有了更高的要求，并且由于工作在温度较高的环境下，即使透湿、导热性能较好的防护服仍会存在一定的封闭性而引起皮肤出汗等状况。防护服在正常工作时往往需要长时间连续工作，在汗渍不能及时排出的情况下，防护服内部很容易滋生细菌，不仅对工作人员的健康造成影响，更有甚者会因此而产生皮肤瘙痒等症状，进而影响工作人员正常工作。因此需要一款兼顾阻燃、透湿、隔热和抗菌的高强度防护服用阻燃面料。
3.中国专利cn110387740a公开了一种基于石墨烯散热的电焊防护服面料制备方法及制得的电焊防护服面料，先采用氧化石墨烯溶液对阻燃基布进行正面施加，在60℃以下烘干，制得氧化石墨烯改性面料；再对氧化石墨烯改性面料进行还原处理，烘干，制得基于石墨烯散热的电焊防护服面料。但该专利制备的防护服面料的抗菌性能不佳。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种高强度防护阻燃面料及其制备方法，以解决上述技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度防护阻燃面料，上述高强度防护阻燃面料包括舒适内层、过渡层、隔热层和阻燃层；上述舒适内层的原料为海藻纤维、棉纤维和竹纤维；上述隔热层的原料包括：二氧化硅气凝胶、形状记忆聚氨酯；上述过渡层的原料为聚酰亚胺纤维；上述阻燃层的原料包括阻燃粘胶、玄武岩纤维和芳纶纤维。
6.进一步地，上述舒适内层的原料为海藻纤维20份～35份、棉纤维45份～60份和竹纤维7份～15份。
7.进一步地，上述阻燃层的原料按其重量份包括：阻燃粘胶40份～60份、玄武岩纤维15份～25份和芳纶纤维10份～25份。
8.进一步地，上述隔热层的原料包括：二氧化硅气凝胶5份～25份、形状记忆聚氨酯10份～30份。
9.进一步地，上述二氧化硅气凝胶的粒径在50μm～500μm。
10.本发明的另一发明目的在于提供一种高强度防护阻燃面料的制备方法，包括以下步骤：
11.步骤s10，将上述重量份的海藻纤维和竹纤维混纺成纱作为经线，将棉纤维纺成纱作为纬线，通过经纬织造得到舒适内层坯布；
12.步骤s20，将步骤s10得到的舒适内层坯布放到抗菌整理液中，浸渍8～10小时后，
热风烘干，在150℃下烘焙20秒，得到舒适内层；
13.步骤s30，将上述重量份的阻燃粘胶、玄武岩纤维和芳纶纤维进行混纺成纱，再经织造得到阻燃层；
14.步骤s40，向上述重量份的聚酰亚胺纤维纺织在舒适内层表面，形成过渡层，再通过阻燃胶将二氧化硅气凝胶和形状记忆聚氨酯贴合在过渡层上，得到半成品；
15.步骤s50，将步骤s30得到的阻燃层与半成品的隔热层那面进行热压粘合，得到高强度防护阻燃面料。
16.进一步地，步骤s20中，上述抗菌整理液中含有浓度为5g/l～25g/l的天然提取物和1.5g/l～5.5g/l的无机抗菌剂；所述无机抗菌剂选自氧化锌、纳米二氧化钛载银抗菌剂中的一种或两种。
17.更进一步地，上述天然提取物的制备包括：将干艾蒿放到索氏提取器上，用95％的乙醇进行提取，得到艾蒿提取物；将马齿苋和黄连以重量比1～1.5:1进行混合，并使用乙醇进行提取，得到混合提取物；将壳聚糖、海藻酸钠加入到浓度为1.5～2.8wt％的氢氧化钠溶液中，50～64℃下加热搅拌40分钟～60分钟，加入艾蒿提取物和混合提取物，搅拌混合均匀后浓缩，并喷雾干燥，研磨，得到天然提取物。
18.更进一步地，上述艾蒿提取物和混合提取物的添加重量比为10:6～12。
19.从上述的技术方案可以看出，本发明的优点是：
20.1.本发明高强度防护阻燃面料针对防护服透气性差的特点，在贴近皮肤的内层以舒适柔软、透气性强的海藻纤维、竹纤维和棉纤维为主要原料，并经抗菌整理，赋予一定的抗菌抑菌能力，在严酷出汗状态下可以保证皮肤不被细菌损害，因内层和隔热层之间用阻燃胶连接，考虑到阻燃胶的渗透作用，在内层和隔热层之间设置过渡层，减少对内层面料的影响；隔热层以蓬松柔软的二氧化硅气凝胶和形状记忆聚氨酯为主要原料，可以很好的起到隔热的作用；阻燃层是以阻燃效果优异的阻燃粘胶、玄武岩纤维和芳纶纤维为主要原料进行织造，阻燃效果好，强度大，不易损坏；
21.2.本发明制备的高强度防护阻燃面料的强度大，阻燃效果优异，透气隔热效果好，穿着柔软舒适，具有一定的抗菌作用，并且制备方法简单，制备工艺易操作，经济效益高。
22.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
23.以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
24.实施例1
25.一种高强度防护阻燃面料及其制备方法
26.上述高强度防护阻燃面料包括舒适内层、过渡层、隔热层和阻燃层；上述舒适内层的原料为海藻纤维28份、棉纤维52份和竹纤维11份；上述隔热层的原料包括：二氧化硅气凝胶15份、形状记忆聚氨酯20份；上述过渡层的原料为聚酰亚胺纤维；上述阻燃层的原料包括阻燃粘胶50份、玄武岩纤维20份和芳纶纤维18份；上述二氧化硅气凝胶的粒径在10μm～200μm。
27.高强度防护阻燃面料的制备方法，包括以下步骤：
28.步骤s10，将上述重量份的海藻纤维和竹纤维混纺成纱作为经线，将棉纤维纺成纱作为纬线，通过经纬织造得到舒适内层坯布；
29.步骤s20，将步骤s10得到的舒适内层坯布放到抗菌整理液中，浸渍9小时后，热风烘干，在150℃下烘焙20秒，得到舒适内层；上述抗菌整理液中含有浓度为15g/l的天然提取物和3.5g/l的无机抗菌剂；所述无机抗菌剂选自氧化锌、纳米二氧化钛载银抗菌剂中的一种或两种；上述天然提取物的制备包括：将干艾蒿放到索氏提取器上，用95％的乙醇进行提取，得到艾蒿提取物；将马齿苋和黄连以重量比1.2:1进行混合，并使用乙醇进行提取，得到混合提取物；将壳聚糖、海藻酸钠加入到浓度为2.2wt％的氢氧化钠溶液中，57℃下加热搅拌50分钟，加入艾蒿提取物和混合提取物，搅拌混合均匀后浓缩，并喷雾干燥，研磨，得到天然提取物；上述艾蒿提取物和混合提取物的添加重量比为10:9；
30.步骤s30，将上述重量份的阻燃粘胶、玄武岩纤维和芳纶纤维进行混纺成纱，再经织造得到阻燃层；
31.步骤s40，向上述重量份的聚酰亚胺纤维纺织在舒适内层表面，形成过渡层，再通过阻燃胶将二氧化硅气凝胶和形状记忆聚氨酯贴合在过渡层上，得到半成品；
32.步骤s50，将步骤s30得到的阻燃层与半成品的隔热层那面进行热压粘合，得到高强度防护阻燃面料。
33.由此制备得到的高强度防护阻燃面料的经纬向强度为1365n
×
1280n，15滴熔融金属滴落后的升温为35.2℃，经纬向持燃时间0s
×
0s、经纬向阴燃时间为0.7s
×
0.8s、经纬向损毁长度为30mm
×
31mm；对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率≥98％；剥离强度342n。
34.实施例2
35.一种高强度防护阻燃面料及其制备方法
36.上述高强度防护阻燃面料包括舒适内层、过渡层、隔热层和阻燃层；上述舒适内层的原料为海藻纤维20份、棉纤维45份和竹纤维7份；上述隔热层的原料包括：二氧化硅气凝胶5份、形状记忆聚氨酯10份；上述过渡层的原料为聚酰亚胺纤维；上述阻燃层的原料包括阻燃粘胶40份、玄武岩纤维15份和芳纶纤维10份；上述二氧化硅气凝胶的粒径在50μm～100μm。
37.高强度防护阻燃面料的制备方法，包括以下步骤：
38.步骤s10，将上述重量份的海藻纤维和竹纤维混纺成纱作为经线，将棉纤维纺成纱作为纬线，通过经纬织造得到舒适内层坯布；
39.步骤s20，将步骤s10得到的舒适内层坯布放到抗菌整理液中，浸渍8小时后，热风烘干，在150℃下烘焙20秒，得到舒适内层；上述抗菌整理液中含有浓度为5g/l的天然提取物和1.5g/l的无机抗菌剂；所述无机抗菌剂选自氧化锌、纳米二氧化钛载银抗菌剂中的一种或两种；上述天然提取物的制备包括：将干艾蒿放到索氏提取器上，用95％的乙醇进行提取，得到艾蒿提取物；将马齿苋和黄连以重量比1:1进行混合，并使用乙醇进行提取，得到混合提取物；将壳聚糖、海藻酸钠加入到浓度为1.5wt％的氢氧化钠溶液中，50℃下加热搅拌40分钟，加入艾蒿提取物和混合提取物，搅拌混合均匀后浓缩，并喷雾干燥，研磨，得到天然提取物；上述艾蒿提取物和混合提取物的添加重量比为10:6；
40.步骤s30，将上述重量份的阻燃粘胶、玄武岩纤维和芳纶纤维进行混纺成纱，再经
织造得到阻燃层；
41.步骤s40，向上述重量份的聚酰亚胺纤维纺织在舒适内层表面，形成过渡层，再通过阻燃胶将二氧化硅气凝胶和形状记忆聚氨酯贴合在过渡层上，得到半成品；
42.步骤s50，将步骤s30得到的阻燃层与半成品的隔热层那面进行热压粘合，得到高强度防护阻燃面料。
43.由此制备得到的高强度防护阻燃面料的经纬向强度为1320n
×
1225n，15滴熔融金属滴落后的升温为34.5℃，经纬向持燃时间0s
×
0s、经纬向阴燃时间为0.5s
×
0.6s、经纬向损毁长度为30mm
×
31mm；对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率≥98％；剥离强度328n。
44.实施例3
45.一种高强度防护阻燃面料及其制备方法
46.上述高强度防护阻燃面料包括舒适内层、过渡层、隔热层和阻燃层；上述舒适内层的原料为海藻纤维35份、棉纤维60份和竹纤维15份；上述隔热层的原料包括：二氧化硅气凝胶25份、形状记忆聚氨酯30份；上述过渡层的原料为聚酰亚胺纤维；上述阻燃层的原料包括阻燃粘胶60份、玄武岩纤维25份和芳纶纤维25份；上述二氧化硅气凝胶的粒径在200μm～500μm。
47.高强度防护阻燃面料的制备方法，包括以下步骤：
48.步骤s10，将上述重量份的海藻纤维和竹纤维混纺成纱作为经线，将棉纤维纺成纱作为纬线，通过经纬织造得到舒适内层坯布；
49.步骤s20，将步骤s10得到的舒适内层坯布放到抗菌整理液中，浸渍10小时后，热风烘干，在150℃下烘焙20秒，得到舒适内层；上述抗菌整理液中含有浓度为25g/l的天然提取物和5.5g/l的无机抗菌剂；所述无机抗菌剂选自氧化锌、纳米二氧化钛载银抗菌剂中的一种或两种；上述天然提取物的制备包括：将干艾蒿放到索氏提取器上，用95％的乙醇进行提取，得到艾蒿提取物；将马齿苋和黄连以重量比1.5:1进行混合，并使用乙醇进行提取，得到混合提取物；将壳聚糖、海藻酸钠加入到浓度为2.8wt％的氢氧化钠溶液中，64℃下加热搅拌60分钟，加入艾蒿提取物和混合提取物，搅拌混合均匀后浓缩，并喷雾干燥，研磨，得到天然提取物；上述艾蒿提取物和混合提取物的添加重量比为10:12；
50.步骤s30，将上述重量份的阻燃粘胶、玄武岩纤维和芳纶纤维进行混纺成纱，再经织造得到阻燃层；
51.步骤s40，向上述重量份的聚酰亚胺纤维纺织在舒适内层表面，形成过渡层，再通过阻燃胶将二氧化硅气凝胶和形状记忆聚氨酯贴合在过渡层上，得到半成品；
52.步骤s50，将步骤s30得到的阻燃层与半成品的隔热层那面进行热压粘合，得到高强度防护阻燃面料。
53.由此制备得到的高强度防护阻燃面料的经纬向强度为1185n
×
1035n，15滴熔融金属滴落后的升温为35.5℃，经纬向持燃时间0s
×
0s、经纬向阴燃时间为0.7s
×
0.8s、经纬向损毁长度为32mm
×
35mm；对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率≥95％；剥离强度320n。
54.实施例4
55.一种高强度防护阻燃面料及其制备方法
56.上述高强度防护阻燃面料包括舒适内层、过渡层、隔热层和阻燃层；上述舒适内层的原料为海藻纤维25份、棉纤维50份和竹纤维12份；上述隔热层的原料包括：二氧化硅气凝
胶20份、形状记忆聚氨酯25份；上述过渡层的原料为聚酰亚胺纤维；上述阻燃层的原料包括阻燃粘胶45份、玄武岩纤维18份和芳纶纤维15份；上述二氧化硅气凝胶的粒径在200μm～500μm。
57.高强度防护阻燃面料的制备方法，包括以下步骤：
58.步骤s10，将上述重量份的海藻纤维和竹纤维混纺成纱作为经线，将棉纤维纺成纱作为纬线，通过经纬织造得到舒适内层坯布；
59.步骤s20，将步骤s10得到的舒适内层坯布放到抗菌整理液中，浸渍8.5小时后，热风烘干，在150℃下烘焙20秒，得到舒适内层；上述抗菌整理液中含有浓度为10g/l的天然提取物和2.5g/l的无机抗菌剂；所述无机抗菌剂选自氧化锌、纳米二氧化钛载银抗菌剂中的一种或两种；上述天然提取物的制备包括：将干艾蒿放到索氏提取器上，用95％的乙醇进行提取，得到艾蒿提取物；将马齿苋和黄连以重量比1.4:1进行混合，并使用乙醇进行提取，得到混合提取物；将壳聚糖、海藻酸钠加入到浓度为2.2wt％的氢氧化钠溶液中，54℃下加热搅拌55分钟，加入艾蒿提取物和混合提取物，搅拌混合均匀后浓缩，并喷雾干燥，研磨，得到天然提取物；上述艾蒿提取物和混合提取物的添加重量比为10:10；
60.步骤s30，将上述重量份的阻燃粘胶、玄武岩纤维和芳纶纤维进行混纺成纱，再经织造得到阻燃层；
61.步骤s40，向上述重量份的聚酰亚胺纤维纺织在舒适内层表面，形成过渡层，再通过阻燃胶将二氧化硅气凝胶和形状记忆聚氨酯贴合在过渡层上，得到半成品；
62.步骤s50，将步骤s30得到的阻燃层与半成品的隔热层那面进行热压粘合，得到高强度防护阻燃面料。
63.由此制备得到的高强度防护阻燃面料的经纬向强度为1245n
×
1160n，15滴熔融金属滴落后的升温为32.7℃，经纬向持燃时间0s
×
0s、经纬向阴燃时间为0.4s
×
0.6s、经纬向损毁长度为42mm
×
55mm；对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率≥95％；剥离强度348n。
64.对比例1
65.一种高强度防护阻燃面料及其制备方法
66.上述高强度防护阻燃面料包括舒适内层、过渡层、隔热层和阻燃层；上述舒适内层的原料为海藻纤维28份、棉纤维52份和竹纤维11份；上述隔热层的原料包括：二氧化硅气凝胶15份、形状记忆聚氨酯20份；上述过渡层的原料为聚酰亚胺纤维；上述阻燃层的原料包括阻燃粘胶50份、玄武岩纤维20份和芳纶纤维18份；上述二氧化硅气凝胶的粒径在10μm～200μm。
67.高强度防护阻燃面料的制备方法，包括以下步骤：
68.步骤s10，将上述重量份的海藻纤维和竹纤维混纺成纱作为经线，将棉纤维纺成纱作为纬线，通过经纬织造得到舒适内层坯布；
69.步骤s20，将步骤s10得到的舒适内层坯布放到抗菌整理液中，浸渍9小时后，热风烘干，在150℃下烘焙20秒，得到舒适内层；上述抗菌整理液中含3.5g/l的无机抗菌剂；所述无机抗菌剂选自氧化锌、纳米二氧化钛载银抗菌剂中的一种或两种；
70.步骤s30，将上述重量份的阻燃粘胶、玄武岩纤维和芳纶纤维进行混纺成纱，再经织造得到阻燃层；
71.步骤s40，向上述重量份的聚酰亚胺纤维纺织在舒适内层表面，形成过渡层，再通
过阻燃胶将二氧化硅气凝胶和形状记忆聚氨酯贴合在过渡层上，得到半成品；
72.步骤s50，将步骤s30得到的阻燃层与半成品的隔热层那面进行热压粘合，得到高强度防护阻燃面料。
73.由此制备得到的高强度防护阻燃面料的经纬向强度为1350n
×
1235n，15滴熔融金属滴落后的升温为34.8℃，经纬向持燃时间0s
×
0s、经纬向阴燃时间为0.5s
×
0.7s、经纬向损毁长度为31mm
×
33mm；对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率87％；剥离强度334n。
74.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。