專(zhuān)利名稱(chēng)：一種消防服用阻燃相變隔熱層織物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相變織物制造方法，特別是涉及一種阻燃、調(diào)溫、且可提高消防服熱防護(hù)性能的隔熱層織物材料制造方法。
背景技術(shù)：
具有耐火和熱防護(hù)功能的消防服和作戰(zhàn)服一般具有多層結(jié)構(gòu)，從外到內(nèi)依次為阻燃耐火材料層、防水透汽層、隔熱層和舒適層等，其中隔熱層的選擇必須滿(mǎn)足防護(hù)與舒適的矛盾需求，厚重的非織造耐火纖維氈組成的隔熱層材料能提供對(duì)消防員的個(gè)體熱保護(hù)，免受高溫和輻射熱傷害，然而這種材料做成的防護(hù)服自身重量大，透氣性能差，從而影響到著裝人體的舒適性和作業(yè)效率。不僅如此，使用隔熱層阻隔了熱量從火源向衣服內(nèi)層的傳遞， 但也阻隔了消防員作業(yè)時(shí)大量代謝產(chǎn)熱向外散失途徑，造成人體熱應(yīng)激。因此，迫切需要研制重量輕、能有效隔熱防護(hù)并雙向調(diào)溫的新型消防服隔熱層材料，為消防員在消防作業(yè)中節(jié)省體力，提高服裝的穿著舒適性，減少或防止消防員中暑現(xiàn)象的發(fā)生。相變材料(Phase Change Material-PCM)作為一種智能調(diào)溫材料在紡織品及服裝上的應(yīng)用越來(lái)越受人們重視。所謂智能調(diào)溫織物或服裝是將相變蓄熱技術(shù)與纖維和紡織品制造技術(shù)相結(jié)合開(kāi)發(fā)出的一種高技術(shù)產(chǎn)品，具有自動(dòng)吸收、儲(chǔ)存、分配和放出熱量的功能， 有智能調(diào)溫的效果，能夠防止頭、身體、手和足部位的劇烈溫度變化，創(chuàng)造舒適的溫度環(huán)境。 美國(guó)專(zhuān)利US 5366801公開(kāi)了一種相變微膠囊、交聯(lián)劑、粘合劑分散液的混合方法制得的涂層溶液，并根據(jù)一般涂層工藝將其涂層到柔性基布上制成具有蓄熱調(diào)溫功能的相變織物。 中國(guó)專(zhuān)利CN 1936169A公開(kāi)了一種木棉相變織物的制造方法，利用相變材料PEG具有較好的熱活性和低溫相變性能及可與木棉纖維發(fā)生物理化學(xué)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)木棉織物良好調(diào)溫性能。中國(guó)專(zhuān)利CN 01817825. 1公開(kāi)了一種相變調(diào)溫纖維的制造方法，將相變材料采用微膠囊包裹，然后共混或膠鏈于聚合物中進(jìn)行紡絲、拉伸成相變纖維，經(jīng)紡紗、織造可制得蓄熱調(diào)溫織物。然而上述這些方法所制作的相變調(diào)溫織物都不適合用于作火災(zāi)安全消防服裝。公安部GA 10-2002消防員滅火防服標(biāo)準(zhǔn)中要求組成消防服各層織物都需要具有一定的阻燃性。相變微膠囊囊芯(如石蠟)都屬于易燃材料，需要對(duì)相變材料進(jìn)行阻燃處理或者選擇本質(zhì)型阻燃相變材料，進(jìn)行微膠囊包裹，不僅可以有效增大熱傳導(dǎo)面積，減少相變材料與外界環(huán)境的反應(yīng)，控制材料相變時(shí)的體積變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有相變調(diào)溫織物的阻燃性能不好的技術(shù)問(wèn)題，提供一種消防服阻燃相變隔熱層材料的制備方法，選用具有阻燃功能的相變微膠囊，通過(guò)與具有阻燃性能的粘合劑、增稠劑、交聯(lián)型阻燃劑進(jìn)行混合，制得整理液，通過(guò)后整理工藝附含于非織造隔熱層材料上，制備阻燃且調(diào)溫的相變隔熱層織物。為解決技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
本發(fā)明的消防服用阻燃相變隔熱層織物的制備方法，該方法包括以下步驟(1)阻燃纖維氈基材成分及其重量份數(shù)如下芳綸1313 50 90重量份碳纖維5 20重量份阻燃粘膠纖維0 30重量份；(2)阻燃相變微膠囊整理劑工作液配制鹵代石蠟相變微膠囊乳液85 90重量份粘合劑5 10重量份交聯(lián)型阻燃劑5 10重量份增稠劑1 5重量份織物柔軟劑1 5重量份；將按上述重量份的增稠劑加入盛有水的反應(yīng)釜中，在攪拌狀態(tài)下加入質(zhì)量百分比濃度為35 45%的鹵代石蠟相變微膠囊乳液，攪拌均勻后加入粘合劑、交聯(lián)型阻燃劑及織物柔軟劑，攪拌均勻后制備成阻燃相變微膠囊整理劑工作液；(3)制造工藝將阻燃纖維氈基材在步驟( 得到的整理劑工作液中經(jīng)二浸二軋工藝將整理液粘附在織物上，織物與整理劑工作液的浴比為1 30 1 10。 所述二浸二軋的工藝為25 30°C，軋余率為65 70%，在75 85°C的條件下預(yù)烘85 95分鐘，135 145°C條件下焙烘3 8分鐘。所述的鹵代石蠟相變微膠囊乳液的質(zhì)量百分比濃度為35 45%，微膠囊囊芯為溴代石蠟、氯代石蠟一種或其混合物。所述粘合劑選用甲醚化三聚氰胺樹(shù)脂或三聚氰胺甲醛樹(shù)脂。所述的交聯(lián)型阻燃劑為3. 5水硼酸鋅。所述的增稠劑為聚丙烯酸類(lèi)增稠劑。所述的聚丙烯酸類(lèi)增稠劑為丙烯酸酯/ C10-30烷基丙烯酸酯交聯(lián)聚合物、丙烯酸酯/十六烷基乙氧基00)衣康酸酯共聚物、丙烯酸酯/十六烷基乙氧基00)甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/十四烷基乙氧基05)丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/十八烷基乙氧基00)衣康酸酯共聚物、丙烯酯酯/十八烷基乙氧基00)甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/十八烷基乙氧基(50)丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯 /VA交聯(lián)聚合物、PAA (聚丙烯酸)、丙烯酸鈉/乙烯異癸酸酯交聯(lián)聚合物、Carbomer (聚丙烯酸)及其鈉鹽。所述的織物柔軟劑為陽(yáng)離子型柔軟劑。所述的陽(yáng)離子型柔軟劑可以是叔胺鹽型、 季銨鹽型、咪唑啉型或酰胺型。本發(fā)明的構(gòu)思是這樣的利用相變微膠囊囊芯本身所具有的阻燃特性及在整理液中添加阻燃劑的方法實(shí)現(xiàn)相變材料良好的熱穩(wěn)定性；研究發(fā)現(xiàn)，所添加的3. 5水硼酸鋅阻燃劑能與膠囊壁密胺-甲醛樹(shù)脂(MF)和粘合劑密胺-甲醛樹(shù)脂(MF)樹(shù)脂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)， 提高了后整理織物的水洗牢度及手感柔軟度；采用二浸二軋后處理工藝，加工靈活方便，可操作性強(qiáng)。通過(guò)性能檢測(cè)表明，整理后的隔熱纖維氈明顯的提高了消防服的熱防護(hù)性能，且在濕熱或寒冷環(huán)境中具有明顯的蓄熱調(diào)溫效果。利用粘合劑將相變材料附含于織物上可賦予其智能調(diào)溫功能，然而這種方法最大的弊病是制成的耐水洗性差、織物手感發(fā)硬，所制成的服裝服用性能也比較差。本發(fā)明借助于交聯(lián)型阻燃劑與囊壁MF及粘合劑MF樹(shù)脂進(jìn)行的交聯(lián)發(fā)應(yīng)，提高織物水洗牢度。反應(yīng)的基本形式如下
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明將相變材料運(yùn)用于是消防服隔熱層材料，將從外界火災(zāi)環(huán)境傳遞來(lái)的熱量吸收儲(chǔ)存于紡織品內(nèi)部，從而有效減少傳遞到人體皮膚的熱量，保護(hù)人體不受燒傷。另外，利用相變材料的“液-固”或“固-固”的可逆變化，從環(huán)境中吸收熱量?jī)?chǔ)存于消防服內(nèi)部，或放出消防服中儲(chǔ)存的熱量，在消防服層下形成溫度恒定的微氣候，改善消防服裝的穿著舒適性。實(shí)現(xiàn)了增加多層消防服的整體防護(hù)皮膚二級(jí)燒傷時(shí)間，即增強(qiáng)其熱防護(hù)性能；而且即使在濕熱或寒冷消防作業(yè)環(huán)境下，附加相變材料層也能延緩衣下微氣候?qū)拥臏囟茸兓?，達(dá)到為消防員個(gè)體提供更加舒適的衣下環(huán)境，同時(shí)提高了整理后織物耐水洗性能以及阻燃性。


圖1是本發(fā)明的混紡織物與未經(jīng)相變整理液整理的織物背后溫度變化曲線。(測(cè)試按ISO 6492標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，火焰熱流量為5kW/m2)。圖2附含相變整理劑的纖維氈重量損失率與洗滌次數(shù)關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)敘述實(shí)施例1(1)阻燃纖維氈基材成分如下芳綸1313 :80Kg碳纖維20Kg。(2)阻燃相變微膠囊整理液配制相變微膠囊乳液粘合劑(甲醚化三聚氰胺樹(shù)脂粘合劑)10Kg交聯(lián)型阻燃劑(3. 5水硼酸鋅)5Kg增稠劑(HIT增稠劑)2Kg織物柔軟劑(ZK23A季銨鹽柔軟劑)3Kg將按上述Kg的HIT增稠劑加入盛有水的反應(yīng)釜中，在攪拌狀態(tài)下加入溴代十八烷相變微膠囊乳液(相變溫度^°C，質(zhì)量百分比濃度為35% )，攪拌20min后加入上述Kg的
~~ι CH^ I
HO 蕃 OH
O^OH \
H甲醚化三聚氰胺樹(shù)脂粘合劑、交聯(lián)型阻燃劑(3. 5水硼酸鋅)及織物柔軟劑(ZK23A季銨鹽柔軟劑)，攪拌均勻后制備成阻燃相變微膠囊整理劑工作液。(3)制造工藝將阻燃纖維氈基材在步驟( 得到的整理液中經(jīng)二浸二軋工藝將整理液粘附在織物上，其中織物與整理劑工作液的浴比為1 20，溫度為25°C，軋余率為70%，在80°C的條件下預(yù)烘90分鐘，140°C條件下焙烘5分鐘。所制得纖維氈的阻燃性能系列指標(biāo)如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種消防服用阻燃相變隔熱層織物的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)阻燃纖維氈基材成分及其重量份數(shù)如下芳綸1313 50 90重量份碳纖維5 20重量份阻燃粘膠纖維0 30重量份；(2)阻燃相變微膠囊整理劑工作液配制鹵代石蠟相變微膠囊乳液85 90重量份粘合劑5 10重量份交聯(lián)型阻燃劑5 10重量份增稠劑1 5重量份織物柔軟劑1 5重量份將按上述重量份的增稠劑加入盛有水的反應(yīng)釜中，在攪拌狀態(tài)下加入商代石蠟相變微膠囊乳液，攪拌20min后加入上述重量份的粘合劑、交聯(lián)型阻燃劑及織物柔軟劑，攪拌均勻后制備成阻燃相變微膠囊整理劑工作液；(3)制造工藝將阻燃纖維氈基材在步驟( 得到的整理劑工作液中經(jīng)二浸二軋工藝將整理液粘附在織物上，織物與整理劑工作液的浴比為1 30 1 10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消防服用阻燃相變隔熱層織物的制備方法，其特征在于所述二浸二軋的工藝為25 30°C，軋余率為65 70%，在75 85°C的條件下預(yù)烘85 95 分鐘，135 145°C條件下焙烘3 8分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消防服用阻燃相變隔熱層織物的制備方法，其特征在于 所述的鹵代石蠟相變微膠囊乳液的質(zhì)量百分比濃度為35 45%，微膠囊囊芯為溴代石蠟、 氯代石蠟一種或其混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的消防服用阻燃相變隔熱層織物的制備方法，其特征在于所述粘合劑選用甲醚化三聚氰胺樹(shù)脂或三聚氰胺甲醛樹(shù)脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的消防服用阻燃相變隔熱層織物的制備方法，其特征在于 所述的交聯(lián)型阻燃劑為3. 5水硼酸鋅。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的消防服用阻燃相變隔熱層織物的制備方法，其特征在于所述的增稠劑為聚丙烯酸類(lèi)增稠劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的消防服用阻燃相變隔熱層織物的制備方法，其特征在于所述的織物柔軟劑為陽(yáng)離子型柔軟劑。
全文摘要
一種消防服用阻燃相變隔熱層織物的制備方法，將50～90％的芳綸1313纖維、5～20％的碳纖維及0～30％的阻燃粘膠纖維組合而成的非織造纖維氈浸入制得的阻燃相變?nèi)嘉⒛z囊工作液中，經(jīng)二浸二軋工藝獲得阻燃且調(diào)溫的消防服用相變隔熱層織物。所制備的相變整理液含5～10％的粘合劑、5～10％的交聯(lián)型阻燃劑、1～5％的增稠劑、1～5％的織物柔軟劑。相變整理后的隔熱層織物明顯提高了消防服裝的熱防護(hù)性，所制備的纖維氈織物除應(yīng)用于消滅火作業(yè)外，還可廣泛應(yīng)用于冶金、石油、鋼鐵化工、以及部隊(duì)作戰(zhàn)服等不同行業(yè)和領(lǐng)域的個(gè)體防護(hù)裝備。
文檔編號(hào)D06M101/06GK102337673SQ20101023381
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者朱方龍, 李克兢 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院