阅读说明：本技术 一种高阻燃抗静电面料及其制备方法 (High-flame-retardant antistatic fabric and preparation method thereof ) 是由 范数学 于 2020-05-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高阻燃抗静电面料及其制备方法,具体涉及面料领域,包括里料层、防静电层和隔热阻燃层,所述防静电层通过胶膜层与里料层和隔热阻燃层连接,所述防静电层采用改性碳纤维平织而成,所述隔热阻燃层采用阻燃棉纤维交织而成。本发明具有良好的抗静电性能,而且水洗对抗静电性能的影响较小,能够长期使用,而且面料具有良好的阻燃性能,抑菌率较高,穿着舒适。(The invention discloses a high-flame-retardance antistatic fabric and a preparation method thereof, and particularly relates to the field of fabrics. The fabric has good antistatic performance, the influence of washing on the antistatic performance is small, the fabric can be used for a long time, and the fabric has good flame retardant performance, high antibacterial rate and comfortable wearing.)

一种高阻燃抗静电面料及其制备方法

技术领域

本发明涉及面料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高阻燃抗静电面料及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对服装性能的要求不断提高。制作服装的面料的布面光泽度、手感以及风格等越来越受到人们的关注。目前，由于衣服主要有含棉、毛、丝、麻涤纶化纤的纱制成，人们在穿着衣服活动时，衣服面料之间回相互摩擦产生静电，由此会使衣服缠结粘身，还会大量吸收尘土，在穿衣过程中会发出电火花，造成人身伤害。特别是在冬天，天气干燥，衣服本身在摩擦后产生大量静电，当有其它物体与人接触时，会出现放电现象，对物体造成危害。而在高精密的电子工业，化工，科研和军事领域尤其需要防止静电产生的危害。而在高精密的电子工业，化工，科研和军事领域尤其需要防止静电产生的危害。常见的防静电面料多是在后整理过程中加入抗静电剂，其缺点就是在多次洗涤后会逐渐失去防静电效果，而且现有的服装用面料阻燃性能不足，特别是消防员使用时，安全性不足。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高阻燃抗静电面料及其制备方法，本发明所要解决的技术问题是：如何提高服装面料的阻燃性和抗静电性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高阻燃抗静电面料，包括里料层、防静电层和隔热阻燃层，所述防静电层通过胶膜层与里料层和隔热阻燃层连接，所述防静电层采用改性碳纤维平织而成，所述隔热阻燃层采用阻燃棉纤维交织而成。

在一个优选的实施方式中，所述里料层为透气型面料，所述透气型面料由天然彩色茧丝交织而成，天然彩色茧丝的孔隙率为12-15％。

在一个优选的实施方式中，所述改性碳纤维包括以下重量份的原料：三氧化二锑20-30、聚四氟乙烯30-50，碳纤维80-100、五氧化三锑5-10、硅烷偶联剂15-20、十溴二苯乙烷10-20、纳米银纤维30-50、二氧化硅5-8份。

在一个优选的实施方式中，所述阻燃棉纤维包括以下重量份的原料：棉纤维20-25、PBI纤维10-20、聚酯纤维2-5、马尾松纤维12-14、水溶性聚氨酯树脂10-12、磷酸脂5-10、油酸聚乙二醇酯12-14、异丙醇胺2.1-3.2、玛卡2-4、连翘1-3、蒲公英2-5、荷荷巴油5-7、1-丁基-3-乙基咪唑磷酸二丁酯30-40。

在一个优选的实施方式中，所述改性碳纤维的制备方法为：将碳纤维和纳米银纤维加入到95％的乙醇溶剂中，利用超声分散均匀，加入乙酸调节混合溶液的pH为5-5.5，加入硅烷偶联剂后进行搅拌10分钟，然后向搅拌均匀的溶液中加入聚四氟乙烯，在高速混合机中混合均匀，冷压成型后，空气气氛中360-390℃烧结成型，将烧结成型的改性碳纤维冷却后放入二氧化硅、三氧化二锑、五氧化三锑、十溴二苯乙烷和硅烷偶联剂混合的浸涂液中浸涂5分钟，然后在烘干箱中以100-110℃的温度烘干。

在一个优选的实施方式中，所述阻燃棉纤维的制备方法为：取玛卡打成汁加入连翘、蒲公英加水煎煮4-6小时过滤，往滤液中加入棉纤维、聚酯纤维、PBI纤维、马尾松纤维、磷酸酯浸泡7-10小时，过滤烘干后研磨，将过滤后的滤渣与米有机改性蒙脱土放入高温处理30-40分钟，加入水溶性聚氨酯树脂研磨10-20分钟喷雾干燥，加入油酸聚乙二醇酯、异丙醇胺用磁力搅拌器搅拌混匀，升温至130-150℃，保持温度搅拌2-3小时，然后将研磨后的产品和荷荷巴油、1-丁基-3-乙基咪唑磷酸二丁酯放入到油酸聚乙二醇酯、异丙醇胺搅拌均匀的混合液中，利用磁力搅拌器搅拌30分钟后装入熔融喷丝装置中，将混合液经喷丝孔挤出成型，自然冷却至室温，干燥，得到阻燃棉纤维。

本发明还提供一种高阻燃抗静电面料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：改性碳纤维和阻燃棉纤维的制备，并利用改性碳纤维平织而成防静电层，利用阻燃棉纤维交织而成隔热阻燃层，将天然彩色茧丝放置在织布机上编织即得到里料层；

步骤二：在防静电层放置于胶辊中，并在里料层隔热阻燃层的表面涂覆有粘接剂，将涂覆有粘接剂的里料层和隔热阻燃层与防静电层粘接；

步骤三：对步骤二中粘接而成的面料采用行压印机进行热压合或热压花，热压合或热压花的温度为55-60℃，然后进行风冷；

步骤四：将步骤三中得到的面料放入阻燃抗静电整理液中浸渍30-40分钟，脱水后在50℃的烘干箱中烘干，烘干时间为20h。

在一个优选的实施方式中，所述步骤二中粘接剂为UV固化型粘接剂，所述UV固定粘接剂的厚度为20-40um。

在一个优选的实施方式中，所述步骤三中阻燃抗静电整理液由下述原料组成：抗静电剂1-1.5份、氧化石墨烯2-3份、水性聚氨酯乳液1-2份、十六烷基三甲基溴化铵0.5-1份、己二酸溶液5-8份、二氧化硅溶胶0.8-1.2份、纳米氢氧化镁1-1.4份。

在一个优选的实施方式中，所述步骤三面料在阻燃抗静电整理液中浸渍时，阻燃抗静电整理液的温度保存在40-50℃。

与现有技术相比，本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设置有防静电层，防静电层采用改性碳纤维平织而成，改性碳纤维具有良好的导电性能，使得面料具有良好的抗静电能力，在改性碳纤维中加入纳米银纤维，纳米银纤维与碳纤维的混合不仅能够增强面料的抗静电能力，而且防辐射性能和抗菌性能均得到有效提高，聚四氟乙烯能够使的碳纤维和纳米银纤维混合效果更好，增强改性碳纤维的效果，改性碳纤维生产完成后经过二氧化硅、三氧化二锑、五氧化三锑、十溴二苯乙烷和硅烷偶联剂浸涂液涂覆，二氧化硅、三氧化二锑、五氧化三锑、十溴二苯乙烷和硅烷偶联剂浸涂液，能够在改性碳纤维外侧形成有阻燃膜，能够使得防静电层具有一定的阻燃性能；

2、本发明通过设置有隔热阻燃层，隔热阻燃层采用阻燃棉纤维交织而成，采用棉纤维使得面料更加柔软，手感更好，阻燃棉纤维中添加有PBI纤维，PBI纤维具备耐高温、阻燃、耐化学腐蚀等优异的特性，PBI纤维和聚酯纤维能够协助棉纤维进行阻燃，在保证面料舒适的同时，使得面料具有良好的阻燃性能，而且聚酯纤维具有较好的抗皱性和保型性，强度和弹性较好，使得面料具有较高的弹性，马尾松纤维手感舒适，具有较好的弹性，通过在阻燃棉纤维内部添加聚酯纤维和马尾松纤维，使得阻燃棉纤维具有较好的强度和弹性，油酸聚乙二醇酯和异丙醇胺混合液作为棉纤维、PBI纤维、聚酯纤维和马尾松纤维混合助剂，能够使得纤维和纳米改性蒙脱土混合更加均匀，纳米改性蒙脱土能够既能够增强棉纤维、PBI纤维、聚酯纤维和马尾松纤维的混合效果，而且能够使阻燃棉纤维的气体阻隔性能更好；荷荷巴油为渗透性极强的基础油，能够通过面料与人体皮肤接触，能够改善油性皮肤，调理皮脂腺分泌功能，收缩毛孔。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

附图标记为：1里料层、2防静电层、3隔热阻燃层、4胶膜层。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

根据图1所示的一种高阻燃抗静电面料，包括里料层1、防静电层2和隔热阻燃层3，所述防静电层2通过胶膜层4与里料层1和隔热阻燃层3连接，所述防静电层2采用改性碳纤维平织而成，所述隔热阻燃层3采用阻燃棉纤维交织而成。

所述里料层1为透气型面料，所述透气型面料由天然彩色茧丝交织而成，天然彩色茧丝的孔隙率为12％。

所述改性碳纤维包括以下重量份的原料：三氧化二锑20、聚四氟乙烯30，碳纤维80、五氧化三锑5、硅烷偶联剂15、十溴二苯乙烷10、纳米银纤维30、二氧化硅5份。

所述阻燃棉纤维包括以下重量份的原料：棉纤维20、PBI纤维10、聚酯纤维2、马尾松纤维12、水溶性聚氨酯树脂10、磷酸脂5、油酸聚乙二醇酯12、异丙醇胺2.1、玛卡2、连翘1、蒲公英2、荷荷巴油5、1-丁基-3-乙基咪唑磷酸二丁酯30。

所述改性碳纤维的制备方法为：将碳纤维和纳米银纤维加入到95％的乙醇溶剂中，利用超声分散均匀，加入乙酸调节混合溶液的pH为5，加入硅烷偶联剂后进行搅拌10分钟，然后向搅拌均匀的溶液中加入聚四氟乙烯，在高速混合机中混合均匀，冷压成型后，空气气氛中360℃烧结成型，将烧结成型的改性碳纤维冷却后放入二氧化硅、三氧化二锑、五氧化三锑、十溴二苯乙烷和硅烷偶联剂混合的浸涂液中浸涂5分钟，然后在烘干箱中以100℃的温度烘干。

所述阻燃棉纤维的制备方法为：取玛卡打成汁加入连翘、蒲公英加水煎煮4小时过滤，往滤液中加入棉纤维、聚酯纤维、PBI纤维、马尾松纤维、磷酸酯浸泡7小时，过滤烘干后研磨，将过滤后的滤渣与纳米改性蒙脱土放入高温处理30分钟，加入水溶性聚氨酯树脂研磨10分钟喷雾干燥，加入油酸聚乙二醇酯、异丙醇胺用磁力搅拌器搅拌混匀，升温至130℃，保持温度搅拌2小时，然后将研磨后的产品和荷荷巴油、1-丁基-3-乙基咪唑磷酸二丁酯放入到油酸聚乙二醇酯、异丙醇胺搅拌均匀的混合液中，利用磁力搅拌器搅拌30分钟后装入熔融喷丝装置中，将混合液经喷丝孔挤出成型，自然冷却至室温，干燥，得到阻燃棉纤维。

本发明还提供一种高阻燃抗静电面料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：改性碳纤维和阻燃棉纤维的制备，并利用改性碳纤维平织而成防静电层2，利用阻燃棉纤维交织而成隔热阻燃层3，将天然彩色茧丝放置在织布机上编织即得到里料层1；

步骤二：在防静电层2放置于胶辊中，并在里料层1和隔热阻燃层3的表面涂覆有粘接剂，将涂覆有粘接剂的里料层1和隔热阻燃层3与防静电层2粘接；

步骤三：对步骤二中粘接而成的面料采用行压印机进行热压合或热压花，热压合或热压花的温度为55℃，然后进行风冷；

步骤四：将步骤三中得到的面料放入阻燃抗静电整理液中浸渍30分钟，脱水后在50℃的烘干箱中烘干，烘干时间为20h。

所述步骤二中粘接剂为UV固化型粘接剂，所述UV固定粘接剂的厚度为20um。

所述步骤三中阻燃抗静电整理液由下述原料组成：抗静电剂1.25份、氧化石墨烯2.5份、水性聚氨酯乳液1.5份、十六烷基三甲基溴化铵0.75份、己二酸溶液6.5份、二氧化硅溶胶1份、纳米氢氧化镁1.2份。

所述步骤三面料在阻燃抗静电整理液中浸渍时，阻燃抗静电整理液的温度保存在40℃。

实施例2：

本发明提供了一种高阻燃抗静电面料,包括里料层1、防静电层2和隔热阻燃层3，所述防静电层2通过胶膜层4与里料层1和隔热阻燃层3连接，所述防静电层2采用改性碳纤维平织而成，所述隔热阻燃层3采用阻燃棉纤维交织而成。

所述里料层1为透气型面料，所述透气型面料由天然彩色茧丝交织而成，天然彩色茧丝的孔隙率为13.5％。

所述改性碳纤维包括以下重量份的原料：三氧化二锑25、聚四氟乙烯40，碳纤维90、五氧化三锑7.5、硅烷偶联剂17.5、十溴二苯乙烷15、纳米银纤维40、二氧化硅6.5份。

所述阻燃棉纤维包括以下重量份的原料：棉纤维22.5、PBI纤维15、聚酯纤维3.5、马尾松纤维13、水溶性聚氨酯树脂11、磷酸脂7.5、油酸聚乙二醇酯13、异丙醇胺2.6、玛卡3、连翘2、蒲公英3.5、荷荷巴油6、1-丁基-3-乙基咪唑磷酸二丁酯35。

所述改性碳纤维的制备方法为：将碳纤维和纳米银纤维加入到95％的乙醇溶剂中，利用超声分散均匀，加入乙酸调节混合溶液的pH为5.25，加入硅烷偶联剂后进行搅拌10分钟，然后向搅拌均匀的溶液中加入聚四氟乙烯，在高速混合机中混合均匀，冷压成型后，空气气氛中375℃烧结成型，将烧结成型的改性碳纤维冷却后放入二氧化硅、三氧化二锑、五氧化三锑、十溴二苯乙烷和硅烷偶联剂混合的浸涂液中浸涂5分钟，然后在烘干箱中以105℃的温度烘干。

所述阻燃棉纤维的制备方法为：取玛卡打成汁加入连翘、蒲公英加水煎煮5小时过滤，往滤液中加入棉纤维、聚酯纤维、PBI纤维、马尾松纤维、磷酸酯浸泡8.5小时，过滤烘干后研磨，将过滤后的滤渣与纳米改性蒙脱土放入高温处理35分钟，加入水溶性聚氨酯树脂研磨15分钟喷雾干燥，加入油酸聚乙二醇酯、异丙醇胺用磁力搅拌器搅拌混匀，升温至140℃，保持温度搅拌2.5小时，然后将研磨后的产品和荷荷巴油、1-丁基-3-乙基咪唑磷酸二丁酯放入到油酸聚乙二醇酯、异丙醇胺搅拌均匀的混合液中，利用磁力搅拌器搅拌30分钟后装入熔融喷丝装置中，将混合液经喷丝孔挤出成型，自然冷却至室温，干燥，得到阻燃棉纤维。

本发明还提供一种高阻燃抗静电面料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：改性碳纤维和阻燃棉纤维的制备，并利用改性碳纤维平织而成防静电层2，利用阻燃棉纤维交织而成隔热阻燃层3，将天然彩色茧丝放置在织布机上编织即得到里料层1；

步骤二：在防静电层2放置于胶辊中，并在里料层1和隔热阻燃层3的表面涂覆有粘接剂，将涂覆有粘接剂的里料层1和隔热阻燃层3与防静电层2粘接；

步骤三：对步骤二中粘接而成的面料采用行压印机进行热压合或热压花，热压合或热压花的温度为57.5℃，然后进行风冷；

步骤四：将步骤三中得到的面料放入阻燃抗静电整理液中浸渍35分钟，脱水后在50℃的烘干箱中烘干，烘干时间为20h。

所述步骤二中粘接剂为UV固化型粘接剂，所述UV固定粘接剂的厚度为30um。

所述步骤三中阻燃抗静电整理液由下述原料组成：抗静电剂1.25份、氧化石墨烯2.5份、水性聚氨酯乳液1.5份、十六烷基三甲基溴化铵0.75份、己二酸溶液6.5份、二氧化硅溶胶1份、纳米氢氧化镁1.2份。

所述步骤三面料在阻燃抗静电整理液中浸渍时，阻燃抗静电整理液的温度保存在45℃。

实施例3：

本发明提供了一种高阻燃抗静电面料,包括里料层1、防静电层2和隔热阻燃层3，所述防静电层2通过胶膜层4与里料层1和隔热阻燃层3连接，所述防静电层2采用改性碳纤维平织而成，所述隔热阻燃层3采用阻燃棉纤维交织而成。

所述里料层1为透气型面料，所述透气型面料由天然彩色茧丝交织而成，天然彩色茧丝的孔隙率为13.5％。

所述改性碳纤维包括以下重量份的原料：三氧化二锑30、聚四氟乙烯50，碳纤维100、五氧化三锑10、硅烷偶联剂20、十溴二苯乙烷20、纳米银纤维50、二氧化硅8份。

所述阻燃棉纤维包括以下重量份的原料：棉纤维25、PBI纤维20、聚酯纤维5、马尾松纤维14、水溶性聚氨酯树脂12、磷酸脂10、油酸聚乙二醇酯14、异丙醇胺3.2、玛卡4、连翘3、蒲公英5、荷荷巴油7、1-丁基-3-乙基咪唑磷酸二丁酯40。

所述改性碳纤维的制备方法为：将碳纤维和纳米银纤维加入到95％的乙醇溶剂中，利用超声分散均匀，加入乙酸调节混合溶液的pH为5.5，加入硅烷偶联剂后进行搅拌10分钟，然后向搅拌均匀的溶液中加入聚四氟乙烯，在高速混合机中混合均匀，冷压成型后，空气气氛中390℃烧结成型，将烧结成型的改性碳纤维冷却后放入二氧化硅、三氧化二锑、五氧化三锑、十溴二苯乙烷和硅烷偶联剂混合的浸涂液中浸涂5分钟，然后在烘干箱中以110℃的温度烘干。

所述阻燃棉纤维的制备方法为：取玛卡打成汁加入连翘、蒲公英加水煎煮6小时过滤，往滤液中加入棉纤维、聚酯纤维、PBI纤维、马尾松纤维、磷酸酯浸泡10小时，过滤烘干后研磨，将过滤后的滤渣与纳米改性蒙脱土放入高温处理40分钟，加入水溶性聚氨酯树脂研磨20分钟喷雾干燥，加入油酸聚乙二醇酯、异丙醇胺用磁力搅拌器搅拌混匀，升温至150℃，保持温度搅拌3小时，然后将研磨后的产品和荷荷巴油、1-丁基-3-乙基咪唑磷酸二丁酯放入到油酸聚乙二醇酯、异丙醇胺搅拌均匀的混合液中，利用磁力搅拌器搅拌30分钟后装入熔融喷丝装置中，将混合液经喷丝孔挤出成型，自然冷却至室温，干燥，得到阻燃棉纤维。

本发明还提供一种高阻燃抗静电面料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：改性碳纤维和阻燃棉纤维的制备，并利用改性碳纤维平织而成防静电层2，利用阻燃棉纤维交织而成隔热阻燃层3，将天然彩色茧丝放置在织布机上编织即得到里料层1；

步骤二：在防静电层2放置于胶辊中，并在里料层1和隔热阻燃层3的表面涂覆有粘接剂，将涂覆有粘接剂的里料层1和隔热阻燃层3与防静电层2粘接；

步骤三：对步骤二中粘接而成的面料采用行压印机进行热压合或热压花，热压合或热压花的温度为60℃，然后进行风冷；

步骤四：将步骤三中得到的面料放入阻燃抗静电整理液中浸渍40分钟，脱水后在50℃的烘干箱中烘干，烘干时间为20h。

所述步骤二中粘接剂为UV固化型粘接剂，所述UV固定粘接剂的厚度为40um。

所述步骤三中阻燃抗静电整理液由下述原料组成：抗静电剂1.25份、氧化石墨烯2.5份、水性聚氨酯乳液1.5份、十六烷基三甲基溴化铵0.75份、己二酸溶液6.5份、二氧化硅溶胶1份、纳米氢氧化镁1.2份。

所述步骤三面料在阻燃抗静电整理液中浸渍时，阻燃抗静电整理液的温度保存在50℃。

将实施例1-3生产的面料进行性能测试，测试结果见表一：

表一

实施例1-3中水洗后面料表面电荷密度均为水洗20次后测得的结果。

本发明生产的高阻燃抗静电面料，具有良好的抗静电性能，而且水洗对抗静电性能的影响较小，能够长期使用，而且面料具有良好的阻燃性能，抑菌率较高，穿着舒适。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。