一种防熔融金属隔热面料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防熔融金属隔热面料及其制备方法，涉及纺织技术领域。本发明专利技术先第一次喷预处理纯棉面料，使表面带有负电荷；然后纳米碳管经预处理制成石墨烯纳米带乳液，利用电喷雾技术，对基底面料进行第二次喷涂处理，并通过高压辅助二次冷冻干燥形成气凝胶，赋予面料隔热性能；接着，在气凝胶表面点胶形成耐高温胶层，提高面料的隔热性，最后将阻燃粘胶纤维和羊毛纤维混纺制得的阻燃层面料，利用热压技术，贴合于点胶层，制得防熔融金属隔热面料；其中，阻燃粘胶纤维由粘胶纤维、辛烯三氯硅烷、哌嗪、二氢氧杂磷杂菲氧化物和环糊精制得。本发明专利技术制备的防熔融金属隔热面料具有阻燃、隔热、高效防护的效果。高效防护的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种防熔融金属隔热面料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纺织
，具体为一种防熔融金属隔热面料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在冶金、铸造、电焊、玻璃等存在高温辐射源与熔融金属喷溅的工作环境中，操作工人必须穿着防熔融金属喷溅面料制成的防护服来保护自身安全。例如，冶炼工或焊接工在高温、金属熔融飞溅等条件下工作的，液态铝的温度可达800摄氏度，熔融钢铁的温度最高可达1400摄氏度，如果不正确穿着防护服，很容易对身体产生伤害。
[0003]目前，市场上所用的具有防熔融金属喷溅功能的防护服所用的面料主要有以下几类：(1)阻燃棉面料，是经过后整工艺加工而成，具有较好的防火作用，但是面料厚重，纱支较粗，穿着舒适性差，隔热效果差，长时间接触会使皮肤过敏，另外其阻燃后整过程中需要氨气熏蒸，而氨气有强烈的刺激性气味，吸入过多对人体有害；(2)铝复合面料，采用此面料制成的铝膜复合防护服的热辐射性能好，但是这种防护服存在透气性差的缺点，因此防护功能性和舒适性都不能满足要求；(3)本质阻燃纤维与普通纤维混纺的阻燃隔热防护服，只能作为普通的阻燃防护使用，不能适应一些特殊的高温作业场所，隔热效果和舒适性都不能满足要求。基于此，如何专利技术一种隔热、高效防护、阻燃的防熔融金属面料显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种防熔融金属隔热面料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种防熔融金属隔热面料，其特征在于，防熔融金属隔热面料从下至上为透气基底面料、气凝胶层、胶层、阻燃层；所述防熔融金属隔热面料按重量份数计，主要包括70～100份纯棉面料，48～65份阻燃粘胶纤维，40～50份羊毛纤维，46～61份纳米碳管，50～62份酚醛树脂。
[0006]进一步的，所述阻燃粘胶纤维由辛烯三氯硅烷与哌嗪、与二氢氧杂磷杂菲氧化物反应，形成阻燃剂，然后与环糊精形成包结物，再与粘胶纤维反应而制得。
[0007]进一步的，所述纯棉面料的克重为180～200g/m2。
[0008]进一步的，一种防熔融金属隔热面料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：
[0009](1)将纯棉面料置于容器中，喷涂纯棉面料质量0.1～0.3倍的负电解质溶液，负电解质溶液中聚(4
‑
苯乙烯磺酸钠)和去离子水的质量比为1:6～1:9，室温下干燥3～4h后，用去离子水冲洗4～7min，室温下晾干1～2h，然后置于玻璃板上，电喷涂石墨烯纳米带乳液，于90～95℃、300～400MPa的高压反应炉中，反应3～5h后，用丙酮水溶液冲洗20～35min，丙酮水溶液中丙酮和去离子水的质量比为1:2～1:3，在
‑
10～
‑
8℃的冰箱中冰冻5～7h，然后置于冷冻干燥机中，1
×
10
‑3～3
×
10
‑3Pa、
‑
60～
‑
50℃下冷冻6～8h，得气凝胶面料；
[0010](2)将气凝胶面料置于射频等离子体发生器中，抽真空至8～14Pa，处理5～10min
后，置于点胶机中，点胶2～3次，得胶层面料；
[0011](3)将羊毛纤维和阻燃粘胶纤维按质量比1:1.2～1:1.3混纺制得阻燃层面料；将胶层面料和阻燃层面料送入热压机中，得防熔融金属隔热面料。
[0012]进一步的，步骤(1)所述石墨烯纳米带乳液的制备方法为：
[0013]A、将纳米碳管置于纳米碳管质量238～239倍的质量分数为70％的硫酸中，25～35kHz下超声处理30～40min后，200～300rpm下搅拌60～70min，然后以0.09～0.12g/min加入纳米碳管质量4～5倍的高锰酸钾，相同速度下搅拌60～70min，再置于75℃的水浴锅中，反应2～3h，加入纳米碳管质量72～73倍的双氧水溶液，双氧水溶液中双氧水和冰水的质量比为3:7，相同速度下搅拌30～40min后，用去离子水洗涤至溶液pH为6～7，得到氧化石墨烯纳米带分散液；
[0014]B、将氧化石墨烯纳米带分散液、聚醚胺和去离子水按质量比1:2:372～1:2:373加入容器中，500～600rpm下搅拌5～7min后，加入氧化石墨烯纳米带分散液质量50.5～51.1倍的蓖麻油，相同速度下搅拌10～13min，30～40kHz下超声粉碎30～40s，得石墨烯纳米带乳液。
[0015]进一步的，步骤(1)所述电喷涂的喷涂速率为2.1～3.3mL/h，喷射距离为10～15cm，电压为7～13kV，喷涂时间为10～20min。
[0016]进一步的，步骤(2)所述射频等离子体发生器的功率为300～400W，氧气流速为15～20mL/min，射频为11～13MHz。
[0017]进一步的，步骤(2)所述点胶机采用酚醛树脂为胶黏剂，点胶频率为800～1000Hz，点胶速度为50～60mm/s，点胶宽度为300～400μm，点胶温度为80～95℃。
[0018]进一步的，步骤(3)所述热压机的压力为3～5kg/cm2，压合温度为120～180℃，压合速度为10～15m/min。
[0019]进一步的，步骤(3)所述阻燃粘胶纤维的制备方法为：
[0020]a、将辛烯三氯硅烷和甲苯按质量比1:3.5～1:4.3加入容器中，100～200rpm搅拌下加入辛烯三氯硅烷质量1.0～1.5倍的哌嗪，加热至110～117℃，反应4～7h后，冷却至室温，加入辛烯三氯硅烷质量1.8～2.3倍的质量分数为15％的氨水，50～100rpm下搅拌38～45min，过滤得哌嗪辛烯硅烷；
[0021]b、将二氢氧杂磷杂菲氧化物和甲苯按质量比1:2.5～1:2.7加入容器中，氮气氛围下，80～85℃、50～100rpm下搅拌22～30min后，加入二氢氧杂磷杂菲氧化物质量5.7～6.3倍的哌嗪辛烯硅烷混合液，哌嗪辛烯硅烷混合液中哌嗪辛烯硅烷和甲苯的质量比为1:0.8～1:0.9，搅拌均匀后，以0.1～0.2mL/min加入二氢氧杂磷杂菲氧化物质量2.7～2.8倍的偶氮二异丁腈混合液，偶氮二异丁腈混合液中偶氮二异丁腈和甲苯的质量比为1:87.1～1:87.9，反应16～18h后，110℃、0.08～0.1MPa下蒸馏2～4h，依次用四氢呋喃和正己烷洗涤5～7次，于200～300rpm、65～70℃旋蒸22～35min后，75～80℃下干燥5～7h，得阻燃剂；
[0022]c、将阻燃剂、环糊精和二甲基甲酰胺按质量比1:10:151～1:11:152加入容器中，搅拌均匀后，以0.1～0.2mL/min加入阻燃剂质量850～900倍的去离子水后，在去离子水中透析48～50h，透析袋截留分子量为3500，每隔6h换一次去离子水，然后收集透析袋中溶液，密封放置，于75～80℃加热46～48h，得包结物；
[0023]d、将包结物、柠檬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防熔融金属隔热面料，其特征在于，防熔融金属隔热面料从下至上为透气基底面料、气凝胶层、胶层、阻燃层；所述防熔融金属隔热面料按重量份数计，主要包括70～100份纯棉面料，48～65份阻燃粘胶纤维，40～50份羊毛纤维，46～61份纳米碳管，50～62份酚醛树脂。2.根据权利要求1所述的一种防熔融金属隔热面料，其特征在于，所述阻燃粘胶纤维由辛烯三氯硅烷与哌嗪、与二氢氧杂磷杂菲氧化物反应，形成阻燃剂，然后与环糊精形成包结物，再与粘胶纤维反应而制得。3.根据权利要求2所述的一种防熔融金属隔热面料，其特征在于，所述纯棉面料的克重为180～200g/m2。4.一种防熔融金属隔热面料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：(1)将纯棉面料置于容器中，喷涂纯棉面料质量0.1～0.3倍的负电解质溶液，负电解质溶液中聚(4
‑
苯乙烯磺酸钠)和去离子水的质量比为1:6～1:9，室温下干燥3～4h后，用去离子水冲洗4～7min，室温下晾干1～2h，然后置于玻璃板上，电喷涂石墨烯纳米带乳液，于90～95℃、300～400MPa的高压反应炉中，反应3～5h后，用丙酮水溶液冲洗20～35min，丙酮水溶液中丙酮和去离子水的质量比为1:2～1:3，在
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10～
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8℃的冰箱中冰冻5～7h，然后置于冷冻干燥机中，1
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50℃下冷冻6～8h，得气凝胶面料；(2)将气凝胶面料置于射频等离子体发生器中，抽真空至8～14Pa，处理5～10min后，置于点胶机中，点胶2～3次，得胶层面料；(3)将羊毛纤维和阻燃粘胶纤维按质量比1:1.2～1:1.3混纺制得阻燃层面料；将胶层面料和阻燃层面料送入热压机中，得防熔融金属隔热面料。5.根据权利要求4所述的一种防熔融金属隔热面料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述石墨烯纳米带乳液的制备方法为：A、将纳米碳管置于纳米碳管质量238～239倍的质量分数为70％的硫酸中，25～35kHz下超声处理30～40min后，200～300rpm下搅拌60～70min，然后以0.09～0.12g/min加入纳米碳管质量4～5倍的高锰酸钾，相同速度下搅拌60～70min，再置于75℃的水浴锅中，反应2～3h，加入纳米碳管质量72～73倍的双氧水溶液，双氧水溶液中双氧水和冰水的质量比为3:7，相同速度下搅拌30～40min后，用去离子水洗涤至溶液pH为6～7，得到氧化石墨烯纳米带分散液；B、将氧化石墨烯纳米带分散液、聚醚胺和去离子水按质量比1:2:372～1:2:373加入容器中，500～600rpm下搅拌5～7min后，加入氧化石墨烯纳米带分散液质量50.5～51.1倍的蓖麻油，相同速度下搅拌10～13min，30～40kHz下超声粉碎30～40...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄忠清，金晓峰，李建东，
申请(专利权)人：江苏欣鑫纺织科技有限公司，
类型：发明
国别省市：