本发明专利技术涉及一种逐级相变耗热与金属增强散热的智能防火织物及其制备工艺，其是由3～5级带有由高到低激发温度的相变粉末的相变复合层，加最内层的阻燃舒适层整体缝合及粘合构成的智能防火织物。当正面即相变复合层受明火强热流作用时，其反面即阻燃织物能保持50℃以下近人体皮肤安全温度状态，且整体结构形态和力学性能稳定。该复合织物的自然厚度为5～15mm，压紧厚度为3～8mm；平方米质量在400～1500g/m2，为完全密闭粘合、缝制的防火隔热面料，可用于消防、军事、探险、安全逃生、工业等高温特殊场合的各体防护和环境隔热。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种人体或环境温度隔热与防护的轻薄柔性智能复合材料技术，尤其涉及一种逐级相变耗热与金属增强散热的智能防火织物及其制备工艺，该智能防火织物可适用于消防、军事、探险、工业等特殊场合的人体防护和环境隔热。
技术介绍
火场等高温特殊环境(探险、明火高温施工、战争)是比较复杂的环境，传导热、对流热和辐射热三种传热方式并存。对火场环境的测量研究表明，火场热流中辐射热发挥着主导作用，其所占的比例为50 60 %，而热流中的对流热所占比例尚不足30 %。辐射热以电磁波的形式传播，火场高温强热环境下辐射热通量很容易超过人体生理正常平衡过程的承受能力，造成人体皮肤烧伤甚至死亡。所以防火绝热类织物或服装一直以来是研究的重点和热点问题。·由于在人体暴露于火场高温强热流环境时，渗透的辐射热和周围的高温空气在内层服装材料上的积累，会造成服装内升温，从而影响消防人员的工作并可能危及人身安全。因此，防火绝热类服装主要是尽量降低辐射热的渗透，减缓热传导，使服装深层升温速度减慢，从而确保消防人员在正常施救和灭火时的人身安全。防明火绝热织物由于其要经人体实际穿着使用，故而不仅要轻质、柔软和无移动障碍，而且本身要耐火焰冲击、耐高温且具有优良的防辐射热渗透性能，以实现对明火火源或强辐射热源的高效隔绝和对人体的安全有效防护。对于各种防火绝热类材料、织物或服装，近年来有较多的研究和专利。如消防员隔热防护服面料(专利号CN200920211471. I)由铝箔、PET聚酯膜和芳纶纤维平纹机织基布组成，其中铝箔为7 μ m厚的压延铝箔；该专利技术取得良好的辐射热发射效果，但由于厚度和PET聚酯膜热稳定性的限制，其在明火火场中的热防护效果甚为有限。抗热辐射耐高温阻燃防护服面料(专利号CN200920309275. 8)采用由内向外的耐热、阻燃织物纤维层、胶粘剂层和抗热辐射的防护层的复合结构，其中抗热辐射防护层为20 25 μ m的聚酯镀铝膜；本专利技术的防护服面料具有较好的抗热辐射性，且质轻、耐高温、收缩率小，但聚酯镀铝膜耐高温性能极为有限。铝箔防火隔热手套(专利号CN201020276197.9)由耐焰层、隔热层和内里层组成的多层复合织物制成。其中耐焰层由铝箔层和以芳纶与抗静电棉按Ripstop规律混纺编织的织物层复合而成；隔热层采用永久性阻燃无纺布。手套降低了与热源接触的危险，增强了对高温的隔离防护，但辐射热防护性能较差。具有反射层、辐射层多重结构的隔热涂层织物(专利号CN201020253770. 4)，由基布和涂覆在基布上的隔热浆料制得，其中隔热浆料为辐射功能层和含中空玻璃微球的反射功能层的两层结构。涂层织物通过反射层的反射功能后再通过辐射层的辐射功能可实现良好的防火隔热效果。抗热辐射耐高温面料(专利号CN201020644530. 7)，由外向内分别为厚度为20-25 μ m的耐高温的聚酯镀铝薄膜防护层、厚度为2-6 μ m的聚氨酯胶粘剂胶黏层和硅酸铝纤维层复合而成。这种面料主要是针对辐射热防护，聚酯镀铝薄膜虽具有一定的高温稳定性，但在面对火场高温强热流环境时很容易被熔融破坏。抗热辐射阻燃防护服面料(专利号CN201010299299. 7)从外到内依次由高温隔离纤维织物层、抗热辐射防护层、耐热阻燃纤维织物层和隔热层复合而成，但其主要是针对辐射热和阻燃，而难以在火场高温环境中长时间安全使用。抗光热辐射纳米复合织物涂层材料(专利号CN200910181069. 8)，通过特殊工艺可在织物表面形成陶瓷光热反射层，纳米钛化合物反射层及稳定层，起到对近红外线与可见光进行反射。测试结果表明复合纳米织物涂层能够反光热辐射可达81%以上。消防服用阻燃相变隔热层织物(专利号CN201010233816. O)，是将由50 90%的芳纶1313纤维、5 20%的碳纤维及O 30%的阻燃粘胶纤维组合而成的非织造纤维毡浸入制得的阻燃相变燃微胶囊工作液中，经二浸二轧工艺加工制备而成。所得织物虽具有较好的阻燃和调温性能，但由于相变微胶囊的限制难于在高温火场环境下使用。隔热复合膜(专利号CN200510024710. 9)是本专利申请人以前的专利技术专利，采用由高强低导热系数的高聚物基膜、高反射性能的金属层、高隔热性的氧化金属层和低导热·性可热粘合的高聚物外覆膜复合而成的结构实现高低温环境下(-150 120°C)的高效、轻质、柔性多功能热防护。隔热保温柔软薄型复合织物(专利号CN200410066650. 2)是本专利申请人以前的专利技术专利，一面采用耐高、低温的高性能的涂层织物，另一面采用柔软、舒适、防霜、防凝露的涂层织物，中间采用多层隔热的高聚物与金属复合膜构成的复合织物，多层复合间可带厚度、尺寸稳定的衬网织物，实现一面可承受高温、低温或高、低温复合作用，一面保持5 35°C近室温状态；本专利技术的复合织物的自然厚度在3 12mm，平方米重量在150 550g/m2，可实现-130 120°C条件下的隔热与防护。虽适用广泛，但隔热效果有限。该专利不是防火用途，并且所用聚合物基铝膜的高温稳定性很差。由以上专利技术所制得热防护织物或服装虽具有一定的防火绝热效果，但在实际高温强辐射环境中，仍会在极短时间内造成人体发生烧伤或灼伤，其本质是纺织材料面对火场强辐射热流环境的热隔绝性和耐久性不足。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种具有较佳热隔绝性和高温耐久性的逐级相变耗热与金属增强散热的智能防火织物。本专利技术的另一个目的是提供一种上述智能防火织物的制备工艺。为了达到上述目的，本专利技术的原理是通过多级含高反射性能金属箔、带金属丝的耐高温纤维基布、含高吸耗能相变材料的非织造复合毡的相变复合层与内层阻燃舒适层的复合，实现高温火场条件下织物对渗透强辐射热和传导热的高效传导耗散和隔绝，以及对人体的安全智能防护。以各级相变复合层实现对外界热量的相变吸热耗散限温和增强散热，以内层阻燃舒适织物保证人体穿着舒适；其中，相变复合层中的高反射性金属箔对火场强辐射热实现良好的反射，带金属丝的耐高温纤维基布实现对外层金属箔反射层的增强和稳定平整以及热量传导扩散，掺有金属短纤维的含相变材料的非织造毡实现对织物内部热量的高吸收耗散和均布。由以上3 5级带有由高到低激发温度的相变粉末的相变复合层，加最内层的阻燃织物，经整体缝合及粘合构成逐级相变耗热与金属增强散热的智能防火织物体系。智能防火织物具有轻质、柔性、智能、高效以及耐火焰冲击性能、高温热稳定性能和防辐射热渗透性能优良、可重复使用等特点。本专利技术的一个具体技术方案是提供了一种逐级相变耗热与金属增强散热的智能防火织物，其特征在于包括η层带有不同激发温度相变粉末的相变复合层，η = 3、4或5，相变复合层由面向火焰或高温源的带有最高激发温度相变粉末的第一相变复合层至面向人体的带有最低激发温度相变粉末的第η相变复合层依次层叠缝合或粘合而成，在第η相变复合层上缝合或粘合位于第η+1层的阻燃舒适层，阻燃舒适层的外表面与人体接触。优选地，所述第一相变复合层至所述第η相变复合层的结构及构成均相同，包括面向火焰或高温源的金属箔、带有金属丝的耐高温纱线制成的增强基布紧挨金属箔、掺有 金属短纤维的耐高温纤维毡与增强基布相缝合及粘附在耐高温纤维毡中在激发温度可发生固-液相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种逐级相变耗热与金属增强散热的智能防火织物，其特征在于：包括n层带有不同激发温度相变粉末的相变复合层，n＝3、4或5，相变复合层由面向火焰或高温源的带有最高激发温度相变粉末的第一相变复合层(1)至面向人体的带有最低激发温度相变粉末的第n相变复合层(n)依次层叠缝合或粘合而成，在第n相变复合层(n)上缝合或粘合位于第n+1层的阻燃舒适层(n+1)，阻燃舒适层的外表面与人体接触。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于伟东，郝立才，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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