一种镜面隔热面料及其制备方法与流程

1.本技术涉及防护面料技术领域，尤其是涉及一种镜面隔热面料及其制备方法。


背景技术：

2.随着人们消费水平和消费意识的提高，传统的服装面料已经不能赢得消费者的青睐，市场上出现了众多新颖的面料，不仅舒适度高，还具有一些特异的功能；比如，隔热面料的出现，隔热面料在生产和生活中具有广泛的应用前景，不仅适用于生活方面，还可应用于半导体、电子、精密仪器、集成电路、液晶显示器等电子设备的制作，以及生物制药、光学仪器、食品等行业的高温环境。
3.镜面隔热面料就是一种新型面料，尤其在消防领域，对镜面隔热面料的要求颇高，在具备隔热的同时还要防止明火对穿戴者造成伤害，而有的面料只是具有隔热的功能但不具有阻燃的功能，或者只具备阻燃的功能却不能隔热，会对穿戴者的人身安全具有很大的威胁，因此，现在急需研制一种镜面隔热面料。


技术实现要素：

4.为了提高面料的阻燃隔热性，本技术提供一种镜面隔热面料及其制备方法。
5.第一方面，本技术提供一种镜面隔热面料，采用如下技术方案：一种镜面隔热面料，所述面料由下至上依次包括基布、隔热膜、镜面基底膜、耐高温隔热膜，所述基布为芳纶和聚酰亚胺混纺而成，所述隔热膜和镜面基底膜分别为pet纤维纺织而成，所述耐高温隔热膜为复合阻燃纤维和芳纶混纺而成，其中，复合阻燃纤维为氧化铝-二氧化硅溶胶和改性芳纶纤维复配而成。
6.通过采用上述技术方案，本技术的镜面隔热面料，通过各步骤之间的协同作用，不仅能够使面料保持良好的断裂伸长率，还能够提高面料的隔热阻燃性，其中，断裂伸长率为353-360％，极限氧指数为27-39％，续燃时间为2.6-4.4s，阴燃时间为1.8-3.5s，损毁长度为93-113mm，阻燃等级均为v0级。
7.面料由基布、隔热膜、镜面基底薄膜、耐高温隔热膜制成，隔热膜能够有效隔绝热渗透，耐高温隔热膜具有耐高温、阻燃的作用；且耐高温隔热膜包括复合阻燃纤维，复合阻燃纤维为氧化铝-二氧化硅溶胶和改性芳纶纤维复配而成，改性芳纶纤维与氧化铝-二氧化硅溶胶混合时，溶胶均匀的填充在纤维与纤维间间的孔隙中，并经凝胶老化、超临界干燥后，转化为氧化铝-二氧化硅气凝胶，气凝胶与纤维之间形成了较好的界面结合，从而降低纤维与纤维间的相互接触。由于当纤维与纤维接触时会产生热桥效应，增加了纤维的固相热传导，从而导致隔热性降低，因此，气凝胶的存在降低了纤维间的相互接触，进而有利于提高隔热性能。改性芳纶纤维能够提高阻燃性，通过氧化铝-二氧化硅溶胶和改性芳纶纤维复配，进一步能够提高面料的隔热阻燃性。
8.作为优选：所述复合阻燃纤维采用以下方法进行制备：将改性芳纶纤维和氧化铝-二氧化硅溶胶混合，静置，经超临界干燥后，得到复合阻燃纤维。
9.进一步的，所述复合阻燃纤维采用以下方法进行制备：将改性芳纶纤维和氧化铝-二氧化硅溶胶混合，静置8-12h，经无水乙醇超临界干燥后，得到复合阻燃纤维。
10.通过采用上述技术方案，利用上述制备方法对复合阻燃纤维进行制备，便于氧化铝-二氧化硅溶胶填充在改性芳纶纤维的孔隙上，便于提高复合阻燃纤维的隔热阻燃性，从而便于提高面料的阻燃隔热性。
11.作为优选：所述改性芳纶纤维和氧化铝-二氧化硅溶胶的重量配比为1：(0.6-0.8)。
12.氧化铝-二氧化硅溶胶的添加量较少，会导致在改性芳纶纤维上的填充量较少，不能较优的提高复合阻燃纤维的隔热阻燃性；氧化铝-二氧化硅溶胶的添加量过多，不仅会造成原料的浪费，还会导致氧化铝-二氧化硅溶胶的填充量达到饱和，也不能较优的提高复合阻燃纤维的隔热阻燃性。通过采用上述技术方案，当改性芳纶纤维和氧化铝-二氧化硅溶胶的添加量在上述范围时，能够使复合阻燃纤维发挥较优的隔热阻燃性，从而便于提高面料的阻燃隔热性。
13.作为优选：所述改性芳纶纤维采用以下方法制备：将芳纶、二甲基亚砜、氢氧化钾放入水中，混合均匀，加入海藻酸钠，混合均匀，得到混合物，将混合物纺丝后得到改性芳纶纤维。
14.进一步的，所述改性芳纶纤维采用以下方法制备：将芳纶、二甲基亚砜、氢氧化钾放入水中，混合均匀，加入海藻酸钠，混合均匀，得到混合物，将混合物经湿法纺丝后得到改性芳纶纤维；其中，每1g芳纶中二甲基亚砜的添加量为3-5ml，芳纶和氢氧化钾的重量配比为1：(0.4-0.6)，每1g芳纶中水的添加量为7-9ml。
15.通过采用上述技术方案，利用海藻酸钠对芳纶纤维进行改性，海藻酸钠会附着在芳纶纤维上，当受到燃烧时，海藻酸钠会首先发生脱羧反应，产生水和二氧化碳，产生的水会降低纤维表面的温度，二氧化碳和水蒸气可以稀释氧气及可燃气体的浓度，阻断可燃性气体与氧气的接触，达到阻燃的目的，从而提高改性芳纶纤维的阻燃性，提高面料的阻燃性。
16.作为优选：所述芳纶和海藻酸钠的重量配比为1：(0.2-0.3)。
17.海藻酸钠的添加量过少，不能较优的对芳纶纤维进行改性，不能较优的提高改性芳纶纤维的阻燃性；海藻酸钠的添加量过多，在芳纶纤维上的附着达到饱和后，会造成原料的浪费，也不能较优的提高改性芳纶纤维的阻燃性。通过采用上述技术方案，当芳纶和海藻酸钠的添加量在上述范围时，能够较优的提高改性芳纶纤维的阻燃性，从而有助于提高面料的阻燃性。
18.作为优选：所述氧化铝-二氧化硅溶胶采用以下方法制备：将仲丁醇铝、冰醋酸、水混合，加热升温，搅拌至溶液由浑浊变澄清，停止搅拌，降温至室温，得到混合物a；将四乙氧基硅烷、冰醋酸和水混合，加入盐酸溶液，混合均匀，得到混合物b；将混合物a和混合物b混合，加入催化剂，混合均匀，得到氧化铝-二氧化硅溶胶。
19.进一步的，所述氧化铝-二氧化硅溶胶采用以下方法制备：将仲丁醇铝、冰醋酸、水混合，加热至50-70℃的温度，搅拌至溶液由浑浊变澄清，停止搅拌，降温至室温，得到混合物a；将四乙氧基硅烷、冰醋酸和水混合，加入盐酸溶液，混合均匀，得到混合物b；将混合物a
和混合物b混合，加入催化剂，混合均匀，得到氧化铝-二氧化硅溶胶；其中，制备混合物a中的仲丁醇铝、冰醋酸、水的重量配比为1：(10-14)：(1-1.4)；仲丁醇铝和四乙氧基硅烷的重量配比为1:1，制备混合物b中的四乙氧基硅烷、冰醋酸和水的重量配比为1：(3-4)：1，四乙氧基硅烷和盐酸溶液的重量配比为1：(0.8-1.2)，盐酸溶液的质量分数为20-30％，仲丁醇铝和催化剂的重量配比为1：(0.3-0.5)。
20.通过采用上述技术方案，利用上述制备方法对氧化铝-二氧化硅溶胶进行制备，首先分别制备物质a和物质b，再将物质a和物质b在催化剂的作用下混合均匀，得到氧化铝-二氧化硅溶胶，便于各原料混合的更加均匀，便于氧化铝-二氧化硅溶胶更好的发挥作用，从而进一步提高面料的隔热阻燃性。
21.作为优选：所述复合阻燃纤维在使用前采用以下方法对其进行预处理：将复合阻燃纤维放入阻燃液中浸泡，静置，取出后，烘干，得到预处理的复合阻燃纤维。
22.进一步的，所述复合阻燃纤维在使用前采用以下方法对其进行预处理：将复合阻燃纤维放入阻燃液中浸泡，静置4-6h，取出后，烘干，得到预处理的复合阻燃纤维；其中，每1g复合阻燃纤维中阻燃液的添加量为4-6ml。
23.通过采用上述技术方案，将复合阻燃纤维在使用前放入阻燃液中浸泡，能够使复合阻燃纤维具有双重阻燃隔热的作用，有利于其发挥作用，从而进一步提高面料的阻燃隔热性。
24.作为优选：所述阻燃液包括以下重量份的原料：氢氧化铝3-8份、季戊四醇8-12份、增稠剂1-5份、氢氧化镁3-8份、水80-120份。
25.通过采用上述技术方案，氢氧化铝、氢氧化镁在受热时分解释放出结晶水，同时反应产生的水蒸气能够稀释可燃气体，降低氧气的浓度，从而达到阻燃的作用；季戊四醇为阻燃剂，也能够起到阻燃的作用；各原料混合均匀后，便于提高阻燃液的阻燃性。
26.第二方面，本技术提供一种镜面隔热面料的制备方法，采用如下技术方案：一种镜面隔热面料的制备方法，包括如下步骤：s1：将芳纶和聚酰亚胺混合纺织，得到基布；s2：将pet纤维纺织制成隔热膜，交织连接在基布的侧面；将pet纤维纺织制成镜面基底薄膜，交织连接在隔热膜远离基布的侧面；s3：将复合阻燃纤维和芳纶纤维混合纺织，制成耐高温隔热膜，交织连接在镜面基底薄膜远离隔热膜的侧面，得到镜面隔热面料。
27.通过采用上述技术方案，利用上述制备方法，将基布、隔热膜、镜面基底薄膜、耐高温隔热膜交织连接在一起，制得镜面隔热面料，各层发挥作用，便于提高镜面隔热面料的阻燃隔热性。
28.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1、由于本技术中采用氧化铝-二氧化硅溶胶和改性芳纶纤维复配制得复合阻燃纤维，通过二者之间的协同作用，能够使复合阻燃纤维更好的发挥作用，便于提高面料的阻燃隔热性，可使断裂伸长率达到360％，极限氧指数达到39％，续燃时间减小到2.6s，阴燃时间减小到1.8s，损毁长度减小到93mm，阻燃等级达到v0级。
29.2、本技术中优选复合阻燃纤维在使用前进行预处理，能够使复合阻燃纤维具备双重的阻燃作用，更有助于提高面料的阻燃隔热性。
具体实施方式
30.以下结合具体内容对本技术作进一步详细说明。
31.原料聚酰亚胺分子量为588；增稠剂为羧甲基纤维素；催化剂为柠檬酸。
32.制备例制备例1一种改性芳纶纤维，其采用以下方法制备：将2kg芳纶、8l二甲基亚砜、1kg氢氧化钾放入16l水中，混合均匀，加入0.4kg海藻酸钠，混合均匀，得到混合物，将混合物经湿法纺丝后得到改性芳纶纤维。
33.制备例2一种改性芳纶纤维，其和制备例1的区别之处在于，海藻酸钠的添加量不同，制备例2中的海藻酸钠的添加量为0.5kg。
34.制备例3一种改性芳纶纤维，其和制备例1的区别之处在于，海藻酸钠的添加量不同，制备例3中的海藻酸钠的添加量为0.6kg。
35.制备例4一种氧化铝-二氧化硅溶胶，其采用以下方法制备：将2kg仲丁醇铝、24kg冰醋酸、2.4kg水混合，加热至60℃的温度，搅拌至溶液由浑浊变澄清，停止搅拌，降温至室温，得到混合物a；将2kg四乙氧基硅烷、7kg冰醋酸、2kg水混合，加入2kg质量分数为25％的盐酸溶液，混合均匀，得到混合物b；将混合物a和混合物b混合，加入0.8kg催化剂，混合均匀，得到氧化铝-二氧化硅溶胶。
36.制备例5一种复合阻燃纤维，其采用以下方法制备：将2kg采用制备例1制备得到的改性芳纶纤维和1.2kg采用制备例4制备得到的氧化铝-二氧化硅溶胶混合，静置10h，经无水乙醇超临界干燥后，得到符合阻燃纤维。
37.制备例6一种复合阻燃纤维，其和制备例5的区别之处在于，氧化铝-二氧化硅溶胶的添加量不同，制备例6中的氧化铝-二氧化硅溶胶的添加量为1.4kg。
38.制备例7一种复合阻燃纤维，其和制备例5的区别之处在于，氧化铝-二氧化硅溶胶的添加量不同，制备例7中的氧化铝-二氧化硅溶胶的添加量为1.6kg。
39.制备例8一种复合阻燃纤维，其和制备例6的区别之处在于，改性芳纶纤维的来源不同，制备例8中的改性芳纶纤维采用制备例2制备得到。
40.制备例9一种复合阻燃纤维，其和制备例6的区别之处在于，改性芳纶纤维的来源不同，制备例9中的改性芳纶纤维采用制备例3制备得到。
41.制备例10-12一种阻燃液，其原料配比见表1所示，其采用以下方法制备：
将氢氧化铝、季戊四醇、增稠剂、氢氧化镁放入水中，混合均匀，得到阻燃液。
42.表1不同制备例中阻燃液的原料原料制备例10制备例11制备例12氢氧化铝358季戊四醇81012增稠剂135氢氧化镁358水80100120实施例
43.实施例1一种镜面隔热面料，其采用以下方法制备：s1：将芳纶和聚酰亚胺混合纺织，得到基布；s2：将pet纤维纺织制成隔热膜，交织连接在基布的侧面；将pet纤维纺织制成镜面基底薄膜，交织连接在隔热膜远离基布的侧面；s3：将采用制备例5制备得到的复合阻燃纤维和芳纶纤维混合纺织，制成耐高温隔热膜，交织连接在镜面基底薄膜远离隔热膜的侧面，得到镜面隔热面料。
44.实施例2一种镜面隔热面料，其和实施例1的区别之处在于，复合阻燃纤维的来源不同，实施例2中的复合阻燃纤维采用制备例6制备得到。
45.实施例3一种镜面隔热面料，其和实施例1的区别之处在于，复合阻燃纤维的来源不同，实施例3中的复合阻燃纤维采用制备例7制备得到。
46.实施例4一种镜面隔热面料，其和实施例1的区别之处在于，复合阻燃纤维的来源不同，实施例4中的复合阻燃纤维采用制备例8制备得到。
47.实施例5一种镜面隔热面料，其和实施例1的区别之处在于，复合阻燃纤维的来源不同，实施例5中的复合阻燃纤维采用制备例9制备得到。
48.实施例6一种镜面隔热面料，其和实施例4的区别之处在于，复合阻燃纤维在使用前采用以下方法对其进行预处理：将复合阻燃纤维放入采用制备例10制备得到的阻燃液中浸泡，静置5h，取出后，烘干，得到预处理的复合阻燃纤维，其中，每1g符合阻燃纤维中阻燃液的添加量为5ml。
49.实施例7一种镜面隔热面料，其和实施例4的区别之处在于，复合阻燃纤维在使用前采用以下方法对其进行预处理：将复合阻燃纤维放入采用制备例11制备得到的阻燃液中浸泡，静置5h，取出后，烘干，得到预处理的复合阻燃纤维，其中，每1g符合阻燃纤维中阻燃液的添加量为5ml。
50.实施例8
一种镜面隔热面料，其和实施例4的区别之处在于，复合阻燃纤维在使用前采用以下方法对其进行预处理：将复合阻燃纤维放入采用制备例12制备得到的阻燃液中浸泡，静置5h，取出后，烘干，得到预处理的复合阻燃纤维，其中，每1g符合阻燃纤维中阻燃液的添加量为5ml。
51.对比例对比例1一种镜面隔热面料，其和实施例1的区别之处在于，复合阻燃纤维中的改性芳纶纤维等量替换为芳纶纤维。
52.对比例2一种镜面隔热面料，其和实施例1的区别之处在于，复合阻燃纤维中未添加氧化铝-二氧化硅溶胶。
53.对比例3一种镜面隔热面料，其和实施例1的区别之处在于，耐高温隔热膜中复合阻燃纤维等量替换为芳纶。
54.性能检测试验对实施例1-8和对比例1-3中的镜面隔热面料进行下述性能检测：断裂伸长率：依据gb/t3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》对面料进行断裂伸长率的测定，检测结果如表2所示。
55.极限氧指数：依据gb/t5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数》对面料进行极限氧指数的测定，检测结果如表2所示。
56.续燃时间、阴燃时间、损毁长度：依据gb/t5455-2014《纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定》对面料进行续燃时间、阴燃时间、损毁长度的测定，检测结果如表2所示。
57.阻燃等级：依据ul-94《垂直燃烧法》对面料进行阻燃等级的测定，检测结果如表2所示。
58.表2检测结果
结合表2可以看出，本技术的镜面隔热面料，通过各步骤之间的协同作用，不仅能够使面料保持良好的断裂伸长率，还能够提高面料的隔热阻燃性，其中，断裂伸长率为353-360％，极限氧指数为27-39％，续燃时间为2.6-4.4s，阴燃时间为1.8-3.5s，损毁长度为93-113mm，阻燃等级均为v0级。
59.结合实施例1和对比例1-3可以看出，实施例1中的面料的断裂伸长率为353％，极限氧指数为27％，续燃时间为4.4s，阴燃时间为3.5s，损毁长度为113mm，阻燃等级为v0级，优于对比例1-3，表明面料中采用改性芳纶纤维和氧化铝-二氧化硅溶胶复配而成的复合阻燃纤维更为合适，在保持面料优良的断裂伸长率的同时，还提高了面料的隔热阻燃性。
60.结合实施例1-5可以看出，实施例4中的面料的断裂伸长率为356％，极限氧指数为36％，续燃时间为3.3s，阴燃时间为2.3s，损毁长度为99mm，阻燃等级为v0级，优于其他实施例，表明复合阻燃纤维采用制备例8制备得到更为合适，不仅能够使面料保持良好的断裂伸长率，还能够提高面料的隔热阻燃。
61.结合实施例4、实施例6-8可以看出，实施例7中的面料的断裂伸长率为360％，极限氧指数为39％，续燃时间为2.6s，阴燃时间为1.8s，损毁长度为93mm，阻燃等级为v0级，表明复合阻燃纤维在使用前在采用制备例11制备的阻燃液中进行预处理更为合适，在保持面料优良的断裂伸长率的同时，还提高了面料的隔热阻燃性。
62.上述具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种镜面隔热面料，其特征在于：所述面料由下至上依次包括基布、隔热膜、镜面基底膜、耐高温隔热膜，所述基布为芳纶和聚酰亚胺混纺而成，所述隔热膜和镜面基底膜分别为pet纤维纺织而成，所述耐高温隔热膜为复合阻燃纤维和芳纶混纺而成，其中，复合阻燃纤维为氧化铝-二氧化硅溶胶和改性芳纶纤维复配而成。2.根据权利要求1所述的一种镜面隔热面料，其特征在于：所述复合阻燃纤维采用以下方法进行制备：将改性芳纶纤维和氧化铝-二氧化硅溶胶混合，静置，经超临界干燥后，得到复合阻燃纤维。3.根据权利要求2所述的一种镜面隔热面料，其特征在于：所述改性芳纶纤维和氧化铝-二氧化硅溶胶的重量配比为1：（0.6-0.8）。4.根据权利要求2所述的一种镜面隔热面料，其特征在于：所述改性芳纶纤维采用以下方法制备：将芳纶、二甲基亚砜、氢氧化钾放入水中，混合均匀，加入海藻酸钠，混合均匀，得到混合物，将混合物纺丝后得到改性芳纶纤维。5.根据权利要求4所述的一种镜面隔热面料，其特征在于：所述芳纶和海藻酸钠的重量配比为1：（0.2-0.3）。6.根据权利要求2所述的一种镜面隔热面料，其特征在于：所述氧化铝-二氧化硅溶胶采用以下方法制备：将仲丁醇铝、冰醋酸、水混合，加热升温，搅拌至溶液由浑浊变澄清，停止搅拌，降温至室温，得到混合物a；将四乙氧基硅烷、冰醋酸和水混合，加入盐酸溶液，混合均匀，得到混合物b；将混合物a和混合物b混合，加入催化剂，混合均匀，得到氧化铝-二氧化硅溶胶。7.根据权利要求1所述的一种镜面隔热面料，其特征在于：所述复合阻燃纤维在使用前采用以下方法对其进行预处理：将复合阻燃纤维放入阻燃液中浸泡，静置，取出后，烘干，得到预处理的复合阻燃纤维。8.根据权利要求7所述的一种镜面隔热面料，其特征在于：所述阻燃液包括以下重量份的原料：氢氧化铝3-8份、季戊四醇8-12份、增稠剂1-5份、氢氧化镁3-8份、水80-120份。9.一种如权利要求1-8任一所述的镜面隔热面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：将芳纶和聚酰亚胺混合纺织，得到基布；s2：将pet纤维纺织制成隔热膜，交织连接在基布的侧面；将pet纤维纺织制成镜面基底薄膜，交织连接在隔热膜远离基布的侧面；s3：将复合阻燃纤维和芳纶纤维混合纺织，制成耐高温隔热膜，交织连接在镜面基底薄膜远离隔热膜的侧面，得到镜面隔热面料。

技术总结
本申请涉及防护面料的技术领域，具体公开了一种镜面隔热面料及其制备方法。镜面隔热面料包括基布、隔热膜、镜面基底膜、耐高温隔热膜，所述基布为芳纶和聚酰亚胺混纺而成，所述隔热膜和镜面基底膜均为PET纤维纺织，所述耐高温隔热膜为复合阻燃纤维和芳纶混纺而成，其制备方法为：将芳纶和聚酰亚胺混纺，得到基布；将PET纤维纺织制成隔热膜，交织连接在基布的侧面；将PET纤维纺织制成镜面基底薄膜，交织连接在隔热膜远离基布的侧面；将复合阻燃纤维和芳纶纤维混纺，制成耐高温隔热膜，交织连接在镜面基底薄膜远离隔热膜的侧面，得到镜面隔热面料。本申请的镜面隔热面料，通过各原料之间的协同作用，具有提高面料的阻燃隔热性的优点。点。


技术研发人员：高强
受保护的技术使用者：上海诚格安全装备集团有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/21