一种阻燃防静电面料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种阻燃防静电面料，所述面料包含织物层和功能涂层，功能涂层中添加了改性碳纳米管和阻燃剂，以实现面料的阻燃和防静电功能，同时还能够使面料具有优异的力学性能。本发明专利技术还提供了所述面料的制备方法。本发明专利技术还提供了所述面料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃防静电面料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种阻燃防静电面料，以及所述面料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着纺织品使用范围的扩展和用量的增加，由纺织品易燃性造成的火灾损失和人员伤亡，已引起世界各国的重视。面料的静电火花可成为燃烧爆炸事故的点火源。大多数合成纤维都是低导电性的，它们会因为摩擦而产生静电，由这样的合成纤维织成的织物在使用时可带10kV以上的高电位，对人体和产品会产生影响和伤害；半合成纤维与天然纤维具有较高的吸湿性，与合成纤维相比，由摩擦引起的问题相对较少，但是它们在低湿度的条件下也会和合成纤维一样产生静电。要消除一般纺织品的这两个危险因素，面料必须具备优异的阻燃性能和抗静电性能。
[0003]目前，纺织品面料的阻燃性能和抗静电性能一般是通过添加阻燃剂和抗静电剂实现，阻燃剂一般采用含卤素的阻燃剂，抗静电剂一般采用表面活性剂。虽然以上方法使得纺织品面料具备了一定的阻燃和抗静电性能，但是面料的阻燃和抗静电性能依然有进一步提高的需求。
[0004]因此，需要提供一种能够解决现有技术问题的技术方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种阻燃防静电面料，所述面料包含织物层和功能涂层，功能涂层中添加了改性碳纳米管和阻燃剂，以实现面料的阻燃和防静电功能，同时还能够使面料具有优异的力学性能。本专利技术还提供了所述面料的制备方法。
[0006]一种阻燃防静电面料，包括织物层和涂覆在织物层上的功能涂层，所述功能涂层通过涂层原液涂覆于织物层上固化得到；其中，所述涂层原液的原料包含聚醚二元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、催化剂、消泡剂、阻燃剂、丁基三甲氧基硅烷、改性碳纳米管和溶剂；
[0007]其中，所述改性碳纳米管的制备方法为：
[0008]步骤一，在惰性气体保护下，将3-氯丙基三甲氧基硅烷、三乙胺和苯甲醇加入反应器，开启搅拌，搅拌均匀后加入碘化钾，控制反应器温度在80～95℃进行反应，反应结束后减压蒸馏除去苯甲醇，得到改性剂；
[0009]步骤二，在反应器中依次加入去离子水、羧基化碳纳米管和改性剂，控制反应器温度为70～80℃，对混合物进行超声搅拌，搅拌8～9小时后经过过滤、水洗、干燥，得到所述改性碳纳米管。
[0010]本专利技术采用添加碳纳米管的方法实现面料的防静电性能，但是通常碳纳米管在溶体中容易团聚，导致最终制备的材料抗静电性能不佳。因此本专利技术通过大量研究后发现，将3-氯丙基三甲氧基硅烷和三乙胺在催化剂存在的条件下制备生成一种特制季铵盐，这种季铵盐能够与羧基化碳纳米管复合，形成一种带有硅氧烷链段的改性碳纳米管。这种改性碳纳米管一方面由于具有特定分子结构和空间位阻而变得不易团聚，本领域采用的其他类型
的季铵盐改性碳纳米管并不能达到本专利技术所述的有益效果；另一方面所述改性碳纳米管带有的硅氧烷链段使得其在熔融的所述涂层原液中的流动性和相容性更好，进一步提高了分散效果。
[0011]优选地，所述阻燃剂为双酚A-双(二苯基磷酸酯)。所述阻燃剂应用于本专利技术中，与所述涂层原液相容性好、低挥发性，使得制备的面料具有优异的阻燃性能。
[0012]需要说明的是，使用碳纳米管能够降低材料燃烧时的热释放速率，但是单独依靠添加碳纳米管起不到应有的阻燃效果。本专利技术采用分散较好的改性碳纳米管，配合双酚A-双(二苯基磷酸酯)使用，对进一步提高材料的阻燃性能具有协同作用。
[0013]本专利技术中添加的丁基三甲氧基硅烷在涂层原液中具有较好的相容性，一方面能够促进具有硅氧烷链段的改性碳纳米管分散，另一方面能够促进涂层原液固化后与织物具有较好的附着力，使得最终制得面料的抗静电性能、力学性能进一步提高。
[0014]所述改性碳纳米管制备方法的步骤一中，下列各组分的用量为(以下列各组分之间的相对质量份计)：
[0015]所述3-氯丙基三甲氧基硅烷的用量为20～30份；
[0016]所述三乙胺的用量为5～10份；
[0017]所述碘化钾的用量为0.1～0.3份；
[0018]所述苯甲醇的用量为70～80份。
[0019]所述改性碳纳米管制备方法的步骤二中，下列各组分的用量为(以下列各组分之间的相对质量份计)：
[0020]所述去离子水的用量为70～80份；
[0021]所述羧基化碳纳米管的用量为5～8份；
[0022]所述改性剂的用量为20～25份。所述聚醚二元醇为聚氧化乙烯醚二醇，数均分子量为2000。将所述聚醚二元醇限定为聚氧化乙烯醚二醇，并进一步限定分子量，与本专利技术其他组份相互配合，能够保证面料上固化的涂层具有柔和的手感。
[0023]所述聚醚二元醇中的羟基和二苯基甲烷二异氰酸酯中的异氰酸酯基团的物质的量之比为0.75：1。
[0024]优选地，以所述涂层原液的总质量为基准：
[0025]所述聚醚二元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯的质量分数为45～70％；
[0026]所述催化剂的质量分数为0.05～0.5％；
[0027]所述消泡剂的质量分数为0.5～2％；
[0028]所述阻燃剂的质量分数为5～10％；
[0029]所述丁基三甲氧基硅烷的质量分数为0.5～2％；
[0030]所述改性碳纳米管的质量分数为10～15％；
[0031]所述溶剂的质量分数为10～30％。
[0032]所述涂层原液的制备方法为：将所述聚醚二元醇、催化剂、消泡剂、阻燃剂、丁基三甲氧基硅烷、改性碳纳米管、溶剂加入反应器，混合均匀后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，快速混合均匀后出料。
[0033]本专利技术所述的催化剂可以采用本领域常用的用于催化异氰酸酯基团和羟基基团反应的催化剂，其实例包括但不限于有机金属类催化剂、胺类催化剂等，这类催化剂可以单
独或组合使用。优选地，所述催化剂选自辛酸亚锡、油酸亚锡，月桂酸锡、二甲基二月桂酸锡、二丁基二月桂酸锡、二丁基二硫醇锡、心酸铋盐、新葵酸铋盐、环烷酸铋盐中的一种或多种。
[0034]本专利技术所述消泡剂、溶剂可以采用本领域常用的在聚氨酯合成领域采用的商业产品。优选地，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
[0035]所述织物层可以采用本领域常用的织物层，包括但不限于天然纤维织物、合成树脂纤维织物、无纺布、碳纤维织物等。
[0036]一种所述纺织面料的制备方法，将所述涂层原液涂覆于所述织物层表面，涂层原液固化后形成所述功能涂层，进而得到所述面料。
[0037]将所述涂层原液涂覆于所述织物层表面的方法可以采用本领域常用的方法，包括但不限于辊涂、刮涂、刷涂等。涂覆完毕后的固化步骤可以采用本领域常用的固化步骤，其中优选将面料置于35～45℃的条件下减压固化，固化完毕后得到所述面料。
[0038]本专利技术有益效果：在所述涂层原液中加入分散性优异的改性碳纳米管，能够提高面料的抗静电性能；采用改性碳纳米管与双酚A-双(二苯基磷酸酯)配合使用，能够进一步提高面料的阻燃性能。此外，丁基三甲氧基硅烷的使用促进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃防静电面料，其特征在于，包括织物层和涂覆在织物层上的功能涂层，所述功能涂层通过涂层原液涂覆于织物层上固化得到；其中，所述涂层原液的原料包含聚醚二元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、催化剂、消泡剂、阻燃剂、丁基三甲氧基硅烷、改性碳纳米管和溶剂；其中，所述改性碳纳米管的制备方法为：步骤一，在惰性气体保护下，将3-氯丙基三甲氧基硅烷、三乙胺和苯甲醇加入反应器，开启搅拌，搅拌均匀后加入碘化钾，控制反应器温度在80～95℃进行反应，反应结束后减压蒸馏除去苯甲醇，得到改性剂；步骤二，在反应器中依次加入去离子水、羧基化碳纳米管和改性剂，控制反应器温度为70～80℃，对混合物进行超声搅拌，搅拌8～9小时后经过过滤、水洗、干燥，得到所述改性碳纳米管。2.根据权利要求1所述的面料，其特征在于，所述阻燃剂为双酚A-双(二苯基磷酸酯)。3.根据权利要求1所述的面料，其特征在于，所述改性碳纳米管制备方法的步骤一中，下列各组分的用量为，以下列各组分之间的相对质量份计：所述3-氯丙基三甲氧基硅烷的用量为20～30份；所述三乙胺的用量为5～10份；所述碘化钾的用量为0.1～0.3份；所述苯甲醇的用量为70～80份。4.根据权利要求1所述的面料，其特征在于，所述改性碳纳米管制备方法的步骤二中，下列各组分的用量为，以下列各组分之间的相对质量份计：所述去离子水的用量为70～80份；所述羧基化碳纳米管的用量为5～8份；所述改性剂的用量为20～25份。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东靖，
申请(专利权)人：李东靖，
类型：发明
国别省市：