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CN111778616A - 一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料制作工艺 - Google Patents

一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料制作工艺 Download PDF

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CN111778616A
CN111778616A CN202010588116.7A CN202010588116A CN111778616A CN 111778616 A CN111778616 A CN 111778616A CN 202010588116 A CN202010588116 A CN 202010588116A CN 111778616 A CN111778616 A CN 111778616A
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Anhui Lida Clothing Co ltd
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Abstract

本发明提供一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料及其制作工艺，阻燃抗菌面料包括表层，所述表层的面料以聚酰亚胺纤维和阻燃粘胶短纤维混纺纱线为经纱，以芳纶纤维为纬纱；所述表层的面料的表面还设置有纳米阻燃涂层；中间层，所述中间层为气凝胶；以及里层，所述里层的面料由硅氮系阻燃黏胶纤维与芳砜纶混纺得到；中间层设置在表层和里层之间，中间层通过阻燃胶分别与所述表层和所述里层贴合。本发明采用中间层气凝胶阻燃隔热和表面层纳米阻燃涂层，使面料具有双重阻燃隔热作用，大幅提高复合面料的隔热性能；采用纳米阻燃涂层增强面料的隔热性能，阻燃涂层隔热系数很小，可使面料具备优异的阻燃隔热性能。

Description

一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料制作工艺
技术领域
本发明属于功能性纤维技术领域，具体为一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料制作工艺。
背景技术
聚酯纤维俗称涤纶，其吸湿性差，穿着有闷热感，容易产生系列细菌，对人体造成极大的危害，如何提高化纤织物的吸湿性、抗菌性是对当下纺织品关注的热点。另外，随着纺织品需求量的大幅度增加，有纺织品引起的火灾隐患也随之增加。对由火灾引起的死亡事故掉调查的结果显示，纺织品引起的火灾占第一位。因此，为防止火灾的发生，阻燃纺织品越来越受到人们的重视，对阻燃纤维的研究也成为当前纺织品研究的重点问题。
发明内容
针对现有的技术方案存在的问题，本发明的目的在于提供一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料制作工艺，以解决现有技术中的各种缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，包括：
表层，所述表层的面料以聚酰亚胺纤维和阻燃粘胶短纤维混纺纱线为经纱，以芳纶纤维为纬纱；所述表层的面料的表面还设置有纳米阻燃涂层；
中间层，所述中间层为气凝胶；以及
里层，所述里层的面料由硅氮系阻燃黏胶纤维与芳砜纶混纺得到；
所述中间层设置在所述表层和所述里层之间，所述中间层通过阻燃胶分别与所述表层和所述里层贴合。
所述纳米阻燃涂层成分为无机成膜物质、无机填料；无机成膜物质、无机填料的质量比例为(35-65)：(35-65)；其中，无机成膜物质为磷酸盐胶粘剂，无机填料为金属氧化物、碱金属氢氧化物和硼酸按质量比例(55-75)：(20-35)：(5-10)组成；无机填料的制备方法为：将金属氧化物、碱金属氢氧化物和硼酸按质量比例(55-75)：(20-35)：(5-10)，在800-1000℃下保温2-5h后制备成熔料，冷却至室温后粉碎并研磨成粉末，粉末粒度在50纳米。
进一步的，无机成膜物质的制备方法为：将氢氧化铝加入到浓度为50wt％的磷酸中，磷酸与氢氧化铝的质量比为1：(1-6)，80±10℃的水浴中搅拌至反应完全，溶液呈透明，制备磷酸盐胶粘剂。
进一步的，金属氧化物为粉末状的氧化镁、氧化锌、氧化锆、氧化铝、氧化钇中的一种或两种以上的混合物，碱金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种的混合物。
进一步的，所述阻燃粘胶短纤维制备方法为：将聚合度为650-750的纤维素制成纺丝粘胶原液；将硅氮阻燃剂配制成阻燃液，其中硅氮阻燃剂为二氧化硅杂氮化合物；将阻燃液与纺丝粘胶原液混合后立即进行纺丝；将纺丝纤维切割成预定长度为38-120mm的短纤维，其中短纤维含有70-80％(重量)纤维素和20-30％(重量)硅氮阻燃剂；采用阳离子交联剂对短纤维进行固化脱硫处理以得到阻燃性能稳定的阻燃粘胶短纤维，其中阻燃粘胶短纤维含有1.5-2.5％(重量)的阳离子交联剂。
进一步的，阳离子交联剂为Ca2+,Ce3+,Ni2+,Cu2+和Fe3+。
进一步的，所述阻燃胶为阻燃聚氨酯或者阻燃EVA。
进一步的，所述阻燃胶的用量为15-20g/m2。
一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料制作工艺，包括：
提供阻燃粘胶短纤维，其包含步骤：
将纤维素制成纺丝粘胶原液，其中所述纤维素的聚合度为650-750；
将硅氮阻燃剂配制成阻燃液，其中硅氮阻燃剂为二氧化硅杂氮化合物；
将阻燃液与纺丝粘胶原液混合后立即进行纺丝；
将纺丝纤维切割成预定长度为38-120mm的短纤维，其中短纤维含有70-80％(重量)纤维素和20-30％(重量)硅氮阻燃剂；
采用阳离子交联剂对短纤维进行固化脱硫处理以得到阻燃性能稳定的阻燃粘胶短纤维，其中阻燃粘胶短纤维含有1.5-2.5％(重量)的阳离子交联剂；
提供聚酰亚胺纤维；以及
将阻燃粘胶短纤维和聚酰亚胺纤维按照重量比例为95-50：5-50的预定比例进行混纺以获得阻燃短纤纱，其中混纺包括：开清棉步骤、梳棉步骤、并条步骤、粗纱步骤以及细纱步骤；
制备表层，所述表层的面料以聚酰亚胺纤维和阻燃粘胶短纤维混纺纱线为经纱，以芳纶纤维为纬纱编织而成；
提供纳米阻燃涂层，其包含步骤：
将氢氧化铝加入到浓度为50wt％的磷酸中，磷酸与氢氧化铝的质量比为1：(1-6)，80±10℃的水浴中搅拌至反应完全，溶液呈透明，制备磷酸盐胶粘剂；
将金属氧化物、碱金属氢氧化物和硼酸按质量比例(55-75)：(20-35)：(5-10)，在800-1000℃下保温2-5h后制备成熔料，冷却至室温后粉碎并研磨成粉末，粉末粒度在50纳米，制备成无机填料；
磷酸盐胶粘剂、无机填料按照质量比例为(35-65)：(35-65)混合研磨成阻燃涂层材料；
将纳米阻燃涂层涂覆在表层的面料的表面；
提供中间层，中间层为气凝胶；
以及里层，里层的面料由硅氮系阻燃黏胶纤维与芳砜纶混纺得到；
提供阻燃胶，阻燃胶为阻燃聚氨酯或者阻燃EVA；阻燃胶的用量为15-20g/m2；
最终，将中间层设置在所述表层和所述里层之间，中间层通过阻燃胶分别与所述表层和所述里层贴合。
一种阻燃抗菌校服，采用上述聚酰亚胺阻燃抗菌面料制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过采用中间层气凝胶阻燃隔热和表面层纳米阻燃涂层，使面料具有双重阻燃隔热作用，大幅提高复合面料的隔热性能；采用纳米阻燃涂层增强面料的隔热性能，阻燃涂层隔热系数很小，可使面料具备优异的阻燃隔热性能；里层面料使用了硅氮系阻燃粘胶、芳砜纶等干热收缩性能优异的纤维，既具有优异的隔热性能，又具有较佳的舒适性；里层面料使用了硅氮系阻燃粘胶，使面料具有了远红外和抗菌保健的功能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要特别说明的是本申请实施例使用原料的来源为：
聚酰亚胺纤维：青岛天银纺织科技有限公司，型号1000D。
芳纶纤维：中芳特纤股份有限公司，型号VF2350高强型。
芳砜纶：深圳特力新材料有限公司，型号200D400D芳纶长丝(凯夫拉)NOMEX1414200D-1500D。
聚氨酯：南通瑞泰化工有限公司。
阻燃EVA：永城市鸿祥橡塑制品有限公司。
硅氮系阻燃黏胶纤维：北京赛欧兰阻燃纤维有限公司，型号SOL-FR，规格1.5D*51mm或2D*51mm；
气凝胶：深圳中凝科技AG-D系列、浙江绍兴圣诺节能技术有限公司SK系列。
需要特别说明的是，本申请对原料来源的解释说明，不构成对于本申请的限制。
实施例1
本实施例提供的一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，面料包括：
表层，所述表层的面料以聚酰亚胺纤维和阻燃粘胶短纤维混纺纱线为经纱，以芳纶纤维为纬纱；采用5上1下方式织成人字形斜纹组织面料，控制克重为160g/m2；织造后使用等离子处理，然后在表面通过涂层机涂覆纳米阻燃涂层；
中间层，所述中间层为气凝胶；以及
里层，所述里层的面料由硅氮系阻燃黏胶纤维与芳砜纶混纺得到；控制克重为50g/m2；织造后使用等离子处理；
中间层设置在表层和里层之间，中间层通过阻燃胶与表层贴合、通过阻燃胶与里层贴合，阻燃胶选用阻燃聚氨酯，用量为20g/m2。
纳米阻燃涂层制备方法为：将氢氧化铝加入到浓度为50wt％的磷酸中，磷酸与氢氧化铝的质量比为1：1，85℃的水浴中搅拌至反应完全，溶液呈透明，制备磷酸盐胶粘剂；
将金属氧化物、碱金属氢氧化物和硼酸按质量比例11：4：2，在800℃下保温2h后制备成熔料，冷却至室温后粉碎并研磨成粉末，粉末粒度在50纳米，制备成无机填料；
将磷酸盐胶粘剂、无机填料按照质量比例为7：8混合研磨成阻燃涂层材料。
阻燃粘胶短纤维制备方法为：将纤维素制成纺丝粘胶原液，其中所述纤维素的聚合度为650；将硅氮阻燃剂配制成阻燃液，其中硅氮阻燃剂为二氧化硅杂氮化合物；将阻燃液与纺丝粘胶原液混合后立即进行纺丝；将纺丝纤维切割成预定长度为50mm的短纤维，其中短纤维含有80％(重量)纤维素和20％(重量)硅氮阻燃剂。
对本实施例的聚酰亚胺阻燃抗菌面料性能进行测试，测试结果如下表1。
表1：实施例1所制备的聚酰亚胺阻燃抗菌面料物理性能
Figure BDA0002555420690000061
实施例2
一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，面料包括：
表层，所述表层的面料以聚酰亚胺纤维和阻燃粘胶短纤维混纺纱线为经纱，以芳纶纤维为纬纱；采用5上1下方式织成人字形斜纹组织面料，控制克重为120g/m2；织造后使用等离子处理，然后在表面通过涂层机涂覆纳米阻燃涂层；
中间层，所述中间层为气凝胶；以及
里层，所述里层的面料由硅氮系阻燃黏胶纤维与芳砜纶混纺得到；控制克重为60g/m2；织造后使用等离子处理；
中间层设置在表层和里层之间，中间层通过阻燃胶与表层贴合、通过阻燃胶与里层贴合，阻燃胶选用阻燃聚氨酯，用量为15g/m2。
纳米阻燃涂层制备方法为：将氢氧化铝加入到浓度为50wt％的磷酸中，磷酸与氢氧化铝的质量比为1：5，80℃的水浴中搅拌至反应完全，溶液呈透明，制备磷酸盐胶粘剂；
将金属氧化物、碱金属氢氧化物和硼酸按质量比例13：6：2，在800℃下保温2h后制备成熔料，冷却至室温后粉碎并研磨成粉末，粉末粒度在50纳米，制备成无机填料；
将磷酸盐胶粘剂、无机填料按照质量比例为13：8混合研磨成阻燃涂层材料。
阻燃粘胶短纤维制备方法为：将纤维素制成纺丝粘胶原液，其中所述纤维素的聚合度为700；将硅氮阻燃剂配制成阻燃液，其中硅氮阻燃剂为二氧化硅杂氮化合物；将阻燃液与纺丝粘胶原液混合后立即进行纺丝；将纺丝纤维切割成预定长度为100mm的短纤维，其中短纤维含有70％(重量)纤维素和30％(重量)硅氮阻燃剂。
对本实施例的聚酰亚胺阻燃抗菌面料性能进行测试，测试结果如下表2。
表2：实施例2所制备的聚酰亚胺阻燃抗菌面料物理性能
Figure BDA0002555420690000071
实施例3
一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，面料包括：
表层，所述表层的面料以聚酰亚胺纤维和阻燃粘胶短纤维混纺纱线为经纱，以芳纶纤维为纬纱；采用5上1下方式织成人字形斜纹组织面料，控制克重为100g/m2；织造后使用等离子处理，然后在表面通过涂层机涂覆纳米阻燃涂层；
中间层，所述中间层为气凝胶；以及
里层，所述里层的面料由硅氮系阻燃黏胶纤维与芳砜纶混纺得到；控制克重为60g/m2；织造后使用等离子处理；
中间层设置在表层和里层之间，中间层通过阻燃胶与表层贴合、通过阻燃胶与里层贴合，阻燃胶选用阻燃聚氨酯，用量为15g/m2。
制备方法和实施例1或2相同，区别在于，纳米阻燃涂层制备中：
磷酸与氢氧化铝的质量比为1：3；
无机填料中金属氧化物、碱金属氢氧化物和硼酸按质量比例15：4：1；
将磷酸盐胶粘剂、无机填料按照质量比例为7：11。
并且，阻燃粘胶短纤维的纤维素的聚合度为750；纺丝纤维切割成预定长度为80mm的短纤维，其中短纤维含有75％(重量)纤维素和25％(重量)硅氮阻燃剂。
对本实施例的聚酰亚胺阻燃抗菌面料性能进行测试，测试结果如下表3。
表3：实施例3所制备的聚酰亚胺阻燃抗菌面料物理性能
Figure BDA0002555420690000081
对比例1
一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，面料包括：
表层，所述表层的面料以聚酰亚胺纤维和阻燃粘胶短纤维混纺纱线为经纱，以芳纶纤维为纬纱；然后在表面通过涂层机涂覆纳米陶瓷涂层；
中间层，所述中间层为气凝胶；以及
里层，所述里层的面料由硅氮系阻燃黏胶纤维与芳砜纶混纺得到；控制克重为60g/m2；织造后使用等离子处理；
中间层设置在表层和里层之间，中间层通过阻燃胶与表层贴合、通过阻燃胶与里层贴合，阻燃胶选用阻燃聚氨酯，用量为15g/m2。
制备方法和实施例1-3相同，区别在于，纳米阻燃涂层替换为现有技术公开的纳米陶瓷涂层。
表4：对比例1所制备的聚酰亚胺阻燃抗菌面料物理性能
Figure BDA0002555420690000082
需要说明的是，本申请实施例中，纳米阻燃涂层先调制至粘度25000CPS，通过涂层机，控速20米/分钟，将配好的纳米阻燃涂层均匀涂在要加工的表层的面料上，涂层的厚度在5微米左右，这样作业出来的面料，可在明火中使用5分钟，人员不会被烧到。
通过实施例制备的聚酰亚胺阻燃抗菌面料物理性能进行测试，由表1-4的数据信息，我们可以得到本发明的聚酰亚胺阻燃抗菌面料氧指数大于27，具有很好的阻燃性，断裂强度不低于3.0cN/dT，回潮率5％左右，对于采用纳米陶瓷涂层进行阻燃时氧指数明显下滑，自熄时间上升到3.0s,综上，采用中间层气凝胶阻燃隔热和表面层纳米阻燃涂层，使面料具有双重阻燃隔热作用，大幅提高复合面料的隔热性能；采用纳米阻燃涂层增强面料的隔热性能，纳米阻燃涂层隔热系数很小，可使面料具备优异的阻燃隔热性能；里层面料使用了硅氮系阻燃粘胶，使面料具有了远红外和抗菌保健的功能。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，其特征在于,包括：
表层，所述表层的面料以聚酰亚胺纤维和阻燃粘胶短纤维混纺纱线为经纱，以芳纶纤维为纬纱；所述表层的面料的表面还设置有纳米阻燃涂层；
中间层，所述中间层为气凝胶；以及
里层，所述里层的面料由硅氮系阻燃黏胶纤维与芳砜纶混纺得到；
所述中间层设置在所述表层和所述里层之间，所述中间层通过阻燃胶分别与所述表层和所述里层贴合；
所述纳米阻燃涂层成分为无机成膜物质、无机填料；无机成膜物质、无机填料的质量比例为(35-65)：(35-65)；其中，无机成膜物质为磷酸盐胶粘剂，无机填料为金属氧化物、碱金属氢氧化物和硼酸按质量比例(55-75)：(20-35)：(5-10)组成；无机填料的制备方法为：将金属氧化物、碱金属氢氧化物和硼酸按质量比例(55-75)：(20-35)：(5-10)，在800-1000℃下保温2-5h后制备成熔料，冷却至室温后粉碎并研磨成粉末，粉末粒度在50纳米。
2.根据权利要求1所述的一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，其特征在于,无机成膜物质的制备方法为：将氢氧化铝加入到浓度为50wt％的磷酸中，磷酸与氢氧化铝的质量比为1：(1-6)，80±10℃的水浴中搅拌至反应完全，溶液呈透明，制备磷酸盐胶粘剂。
3.根据权利要求1所述的一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，其特征在于,金属氧化物为粉末状的氧化镁、氧化锌、氧化锆、氧化铝、氧化钇中的一种或两种以上的混合物，碱金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，其特征在于,所述阻燃粘胶短纤维制备方法为：将聚合度为650-750的纤维素制成纺丝粘胶原液；将硅氮阻燃剂配制成阻燃液，其中硅氮阻燃剂为二氧化硅杂氮化合物；将阻燃液与纺丝粘胶原液混合后立即进行纺丝；将纺丝纤维切割成预定长度为38-120mm的短纤维，其中短纤维含有70-80％(重量)纤维素和20-30％(重量)硅氮阻燃剂；采用阳离子交联剂对短纤维进行固化脱硫处理以得到阻燃性能稳定的阻燃粘胶短纤维，其中阻燃粘胶短纤维含有1.5-2.5％(重量)的阳离子交联剂。
5.根据权利要求4所述的一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，其特征在于,阳离子交联剂为Ca2+,Ce3+,Ni2+,Cu2+和Fe3+。
6.根据权利要求1所述的一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，其特征在于，所述阻燃胶为阻燃聚氨酯或者阻燃EVA。
7.根据权利要求1所述的一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料，其特征在于，所述阻燃胶的用量为15-20g/m2。
8.一种校服用聚酰亚胺阻燃抗菌面料制作工艺，其特征在于，包括：
提供阻燃粘胶短纤维，其包含步骤：
将纤维素制成纺丝粘胶原液，其中所述纤维素的聚合度为650-750；
将硅氮阻燃剂配制成阻燃液，其中硅氮阻燃剂为二氧化硅杂氮化合物；
将阻燃液与纺丝粘胶原液混合后立即进行纺丝；
将纺丝纤维切割成预定长度为38-120mm的短纤维，其中短纤维含有70-80％(重量)纤维素和20-30％(重量)硅氮阻燃剂；
采用阳离子交联剂对短纤维进行固化脱硫处理以得到阻燃性能稳定的阻燃粘胶短纤维，其中阻燃粘胶短纤维含有1.5-2.5％(重量)的阳离子交联剂；
提供聚酰亚胺纤维；以及
将阻燃粘胶短纤维和聚酰亚胺纤维按照重量比例为95-50：5-50的预定比例进行混纺以获得阻燃短纤纱，其中混纺包括：开清棉步骤、梳棉步骤、并条步骤、粗纱步骤以及细纱步骤；
制备表层，所述表层的面料以聚酰亚胺纤维和阻燃粘胶短纤维混纺纱线为经纱，以芳纶纤维为纬纱编织而成；
提供纳米阻燃涂层，其包含步骤：
将氢氧化铝加入到浓度为50wt％的磷酸中，磷酸与氢氧化铝的质量比为1：(1-6)，80±10℃的水浴中搅拌至反应完全，溶液呈透明，制备磷酸盐胶粘剂；
将金属氧化物、碱金属氢氧化物和硼酸按质量比例(55-75)：(20-35)：(5-10)，在800-1000℃下保温2-5h后制备成熔料，冷却至室温后粉碎并研磨成粉末，粉末粒度在50纳米，制备成无机填料；
磷酸盐胶粘剂、无机填料按照质量比例为(35-65)：(35-65)混合研磨成阻燃涂层材料；
将纳米阻燃涂层涂覆在表层的面料的表面；
提供中间层，中间层为气凝胶；
以及里层，里层的面料由硅氮系阻燃黏胶纤维与芳砜纶混纺得到；
提供阻燃胶，阻燃胶为阻燃聚氨酯或者阻燃EVA；阻燃胶的用量为15-20g/m2；
最终，将中间层设置在所述表层和所述里层之间，中间层通过阻燃胶分别与所述表层和所述里层贴合。
9.一种阻燃抗菌校服，其特征在于，采用权利要求1-7所述聚酰亚胺阻燃抗菌面料制成。
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