一种垂直纤维阵列改性涂层织物及其制备方法，所述涂层织物由基布、功能纤维粉体改性涂层以及功能短纤维绒毛三部分复合而成。本发明专利技术通过对织物结构进行改革，在功能纤维改性涂层中植入功能短纤维毛形成垂直纤维阵列，功能短纤维粉体以及绒毛可以具有阻燃、抗菌抗病毒、防辐射、拒水拒油等功能，可赋予涂层织物特殊功能；涂层织物在传统涂层织物的基础上明显提升了其耐磨、耐剥离、耐撕裂等性，在户外环境中有效延长了涂层织物的使用寿命，具有良好的经济效益和社会效益。经济效益和社会效益。经济效益和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
一种垂直纤维阵列改性涂层织物及其制备方法
[0001]本专利技术涉及新材料领域，具体涉及一种高耐磨、耐撕裂和耐剥离的垂直纤维阵列改性涂层织物及其制备方法。
技术介绍
[0002]涂层织物价格低廉、可加工性强，广泛应用于建筑和生活用型材。但由于涂层织物大多用于户外环境，使用过程中易受到自然界各种因素的影响，使涂层材料的耐磨性以及其他力学性能下降甚至丧失。尽管涂层织物在国内发展已经取得了一定的经济效益，但与国外相关企业相比，国内对于新型涂层织物的开发和研究仍然比较落后，涂层技术也与国外企业有较大差距，并且产量较低，耐久、耐磨以及力学性能无法满足快速增长的市场需求。要想使涂层织物在纺织领域有长足发展，必须要推陈出新。传统涂层织物虽然对原始基布的一些性能有一定提升，但耐磨以及各项力学性能等仍有极大提升空间。
[0003]涂层织物力学性能的改善在市场上逐渐遇到瓶颈，大多数提升涂层织物力学性能的方法都从其原材料下手，改变涂层浆料的配比或原料等，但改善效果均不太明显。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是克服现技术的缺陷和不足，提供一种高耐磨、耐撕裂和耐剥离的垂直纤维阵列改性涂层织物及其制备方法。
[0005]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种高耐磨、耐撕裂和耐剥离的垂直纤维阵列改性涂层织物，包括基布, 其特征在于：所述基布的一侧或两侧面由内向外分别设置有底层功能粉体改性涂层、表层功能粉体改性涂层/功能膜和以垂直阵列形式分布于底层功能纤维粉体改性涂层和表层功能纤维粉体改性涂层/功能膜中的短纤维绒毛。
[0006]所连基布为机织布、经编布、纬编布、非织造布中的一种，原料为UHMWPE、芳纶纤维，聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、碳纤维、涤纶、丙纶、锦纶、玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或几种。
[0007]所述表层功能粉体改性涂层和底层功能粉体改性涂层包含功能粉体和涂层剂，功能粉体随机分布于涂层剂中，表层功能粉体改性涂层和底层功能粉体改性涂层包含的功能粉体和涂层剂可以相同也可以不同；所述功能粉体包括功能纤维粉体或功能无机纳米粉体。
[0008]所述功能纤维粉体为麻纤维、蚕丝纤维、羊毛纤维、棉纤维、壳聚糖纤维、防辐射纤维、防紫外线纤维、阻燃改性纤维、抗菌纤维、吸波纤维、功能纤维粉体，粒径100nm~50μm之间，添加量为涂层剂的0~5wt%。
[0009]所述功能无机纳米粉体为纳米SiO2、纳米TiO2，ZnO，Fe2O3，Al2O3，炭黑，石墨烯，氧化石墨烯，Ag纳米粒子，银纳米线，CaCO3，高岭土，空心玻璃微珠，粒径100nm~1μm之间，添加量为涂层剂的0~10wt%；所述涂层剂采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙烯、橡胶类涂层
剂、热熔涂层整理剂等其中一种或几种。
[0010]所述表层功能膜采用聚合物挤出、压延或流延法生产的聚氨酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯、PTFE、PVDF薄膜等其中一种，通过添加功能无机纳米粉体母粒的方式赋予其功能，功能粉体母粒的添加为聚合物的0~15wt%。
[0011]所述短纤维绒毛为普通短纤维绒毛或功能短纤维绒毛，功能短纤维绒毛为双组份低熔点纤维、防辐射纤维、防紫外线纤维、阻燃纤维、抗菌纤维中的一种或几种切断或普通短纤维绒毛经防辐射、防紫外、阻燃、抗菌特殊功能整理获得，短纤维绒毛长度为0.3～1.2 mm，所述双组分低熔点纤维为双组份皮芯结构低熔点纤维、双组份并列结构低熔点纤维。
[0012]一种高耐磨、耐撕裂和耐剥离的垂直纤维阵列改性涂层织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）材料准备：准备好所需原材料并检验合格，短纤维绒毛、功能粉体烘干，准备好所需原材料并检验合格，短纤维绒毛、功能粉体烘干，将功能粉体与涂层剂搅拌均匀后得到表层功能粉体改性涂层剂和底层功能粉体改性涂层剂；2）将基布（11）经等离子处理、辐照处理、电晕处理、化学偶联剂处理、酸（或碱）处理或其它化学改性，提高其表面润湿性能；3）正面底层涂层：采用辊涂、刀刮、喷雾方法将含有底层功能粉体改性涂层剂涂覆在步骤2）所得基布正面，获得正面底层湿涂层；4）正面植绒：将步骤3）所得的织物送入高压静电区，采用静电使得短纤维绒毛定向移动，并飞向正面底层湿涂层，与之粘合，然后将织物送入烘干机内烘干、冷却，吸去多余绒毛，在织物正面形成一层垂直纤维阵列短纤维绒毛层。
[0013]5）表层涂层/功能覆膜：将步骤4）得到的织物其正面或正、反两面采用辊涂、刀刮、喷雾方法均匀涂覆一层表层功能粉体改性涂层剂或者采用聚合物挤出、压延或流延方法在织物正面或正、反两面涂覆一层功能膜，烘干并冷却，得到织物正面含有一层垂直纤维阵列改性涂层的最终成品。
[0014]按照步骤3）—步骤5）在基布反面进行反面涂层、反面植绒、反面表面涂层/功能覆膜，烘干、冷却，得到织物正、反两面含有一层垂直纤维阵列改性涂层的最终成品。
[0015]重复步骤4）—步骤5）在基布在正面进行多次正面涂层/功能覆膜、正面植绒，烘干、冷却，得到织物正面含有多层垂直纤维阵列改性涂层的最终成品。
[0016]重复步骤3）—步骤5）在基布在正、反面进行多次涂层、植绒、表面涂层/功能覆膜，烘干、冷却，得到织物正、反两面含有多层垂直纤维阵列改性涂层的最终成品。
[0017]所述步骤4）中植绒的过程为：烘干的短纤维绒毛在静电场的作用下，产生定向移动并与基布上的功能粉体改性涂层粘合，干燥后在基布表面形成一层垂直短纤维绒毛阵列，经冷却、吸绒后继续进行二次涂层或者功能覆膜，垂直纤维在两层涂层或者涂层与覆膜之间，形成销钉结构。如果短绒毛纤维选用双组份纤维短，加工工序中除最后一道烘干工序以外，烘干温度应低于双组分纤维低熔点纤维组分的熔点，保持其双组分纤维绒毛结构；而加工工序最后一道烘干过程的烘干温度应高于双组分纤维低熔点组分的熔点，但低于其高熔点组分的熔点，双组份纤维的低熔点组分熔融获得更好的粘接效果，纤维高熔点组分部分维持垂直阵列的纤维排列，在织物内部获得销钉结构。
[0018]所述步骤4）中短纤维绒毛需在80～120℃下烘干2～4小时，高压静电区电场电压
为30 kV～40kV，极距为10 cm～20cm。
[0019]本专利技术在制备时可在织物一面或织物两面同时进行垂直阵列纤维改性涂层，也可以在织物一面或两面多次重复进行垂直阵列纤维改性涂层，获得不同的耐磨、耐撕裂和耐剥离效果。
[0020]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、本专利技术通过对织物涂层结构进行改革，在功能纤维改性涂层中植入功能短纤维毛形成垂直纤维阵列，功能短纤维粉体以及绒毛可以具有阻燃、抗菌抗病毒、防辐射、拒水拒油等功能，可赋予涂层织物特殊的功能。
[0021]2、本专利技术将功能短纤维采用高压静电定向植入功能纤维粉体涂层的方法，垂直阵列的排列方式可使短纤维在涂层中起“销钉”角色，增强织物表面与涂层之间的相互作用力，与传统涂层织物相比，可明显提升涂层织物的耐磨、耐剥离、耐撕裂等性能，在户外环境中有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种垂直纤维阵列改性涂层织物，包括基布（11）, 其特征在于：所述基布（11）的一侧或两侧面由内向外分别设置有底层功能粉体改性涂层（12）、表层功能粉体改性涂层/功能膜（13）和以垂直阵列形式分布于底层功能纤维粉体改性涂层（12）和表层功能纤维粉体改性涂层/功能膜（13）中的短纤维绒毛（14）。2.根据权利要求1所述的垂直纤维阵列改性涂层织物，其特征在于：所连基布（11）为机织布、经编布、纬编布、非织造布中的一种，原料为UHMWPE、芳纶纤维，聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、碳纤维、涤纶、丙纶、锦纶、玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的垂直纤维阵列改性涂层织物，其特征在于：所述底层功能粉体改性涂层（12）和表层功能粉体改性涂层（13）包含功能粉体和涂层剂，功能粉体随机分布于涂层剂中；所述功能粉体包括功能纤维粉体或功能无机纳米粉体。4.根据权利要求3所述的垂直纤维阵列改性涂层织物，其特征在于：所述功能纤维粉体为麻纤维、蚕丝纤维、羊毛纤维、棉纤维、壳聚糖纤维、防辐射纤维、防紫外线纤维、阻燃改性纤维、抗菌纤维、吸波纤维、功能纤维粉体，粒径100nm~50μm之间，添加量为涂层剂的0~5wt%；功能无机纳米粉体为SiO2气凝胶、纳米TiO2，ZnO，Fe2O3，Al2O3，炭黑，石墨烯，氧化石墨烯，Ag纳米粒子，银纳米线，CaCO3，高岭土，空心玻璃微珠，粒径100nm~1μm之间，添加量为涂层剂的0~10wt%。5.根据权利要求1所述的垂直纤维阵列改性涂层织物，其特征在于：所述涂层剂采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙烯、橡胶类涂层剂、热熔涂层整理剂等其中一种或几种。6.根据权利要求1所述的垂直纤维阵列改性涂层织物，其特征在于：所述表层功能膜（13）采用聚合物挤出、压延或流延法生产的聚氨酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯、PTFE、PVDF薄膜等其中一种，通过添加功能无机纳米粉体母粒的方式赋予其功能，功能粉体母粒的添加为聚合物的0~15wt%。7.根据权利要求1所述的垂直纤维阵列改性涂层织物，其特征在于：所述短纤维绒毛（14）为普通短纤维绒毛或功能短纤维绒毛，功能短纤维绒毛为双组份低熔点纤维、防辐射纤维、防紫外线纤维、阻燃纤维、抗菌纤维中的一种或几种切断或普通短纤维绒毛经防辐射、防紫外、阻燃、抗菌特殊功能整理获得，短纤维绒毛（14）长度为0.3～1.2 mm，所述双组分低熔点纤维为双组份皮芯结构低熔点纤维、双组份并列结构低熔点纤维。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的垂直纤维阵列改性涂层织物，其特征在于，包括以下步骤：1）材料准备：准备好所需原材料并检验合格，短纤维绒毛、功能粉体烘干，将功能粉体...
【专利技术属性】
技术研发人员：饶金才，邹汉涛，高超，邹汉勇，聂福山，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：
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