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一种阻燃防电弧复合面料及其制备方法、应用与流程

时间:2022-02-13 阅读: 作者:专利查询

一种阻燃防电弧复合面料及其制备方法、应用与流程

1.本发明属于材料制备技术领域,具体涉及一种阻燃防电弧复合面料及其制备方法、应用。


背景技术:

2.聚间苯二甲酰间苯二胺纤维,又称为间位芳纶,是一种柔性高分子,伸长率较大,手感柔软,在一般纺织机械制备成不同纱支制成面料、无纺布,经过后整理,能够满足不同领域的防护服装的要求,最早是由杜邦公司进行研制,化学式为:间位芳纶的极限氧指数(loi)大于28,因此,当它离开火焰时,不会继续燃烧,其酰胺键集团相互连接间位苯基所构成的线型大分子,大分子内部结晶结构为三斜晶系,其晶体内由于氢键的强烈作用,其结构稳定,正是由于其自身稳定的化学结构所决定的,间位芳纶是一种永久阻燃纤维,不会因使用时间和洗涤次数降低或丧失阻燃性能。间位芳纶具有优异的热稳定性、阻燃性、电绝缘性、化学稳定性和耐辐射性。由于芳纶本身的化学惰性,多通过对其进行改性从而进一步的改善其性能,但是改性过程复杂。在防护服领域,如何进一步提高其阻燃性能、色牢度及防水透气性能,成为了亟待解决的问题。


技术实现要素:

3.本发明提供了一种阻燃防电弧复合面料的制备方法,该方法制备的复合面料阻燃性能好,且色牢度好,耐洗涤性能优异、防水透气性好。
4.本发明还提供了一种利用上述制备方法制备得到的阻燃防电弧复合面料。
5.本发明的另一目的为提供了一种上述阻燃防电弧复合面料在制备防护服方面的应用。
6.本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为:本发明提供了一种阻燃防电弧复合面料的制备方法,包括以下步骤:(1)将反应釜进行真空处理、氮气置换后备用;(2)称取对苯二胺单体,加入到n,n-二甲基乙酰胺溶剂中,搅拌至溶解完全后,缓慢的加入3,3-(间苯)二醚二酐单体及甲基丙烯酸磺酸钠,继续搅拌至溶解,然后再次加入n,n-二甲基乙酰胺溶剂,搅拌完全后,缓慢的加入5-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑溶液,在氮气氛围下,缓慢的升温至128-135℃,搅拌反应6-6.5h后,得到粘稠原液;(3)将原液进行过滤及真空脱气后进行干法纺丝,将得到的原丝凝固后清洗,然后进行干燥和热牵伸后得到含聚苯并咪唑的聚酰胺纤维;
(4)将含聚苯并咪唑的聚酰胺纤维、间位芳纶、阻燃粘胶进行混纺即得复合面料。
7.进一步的,所述对苯二胺、3,3-(间苯)二醚二酐和甲基丙烯酸磺酸钠的摩尔比为1:1.6-1.7:0.3-0.5。
8.进一步的,所述5-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑和对苯二胺的质量比为1.3-1.5:1。
9.进一步的,所述对苯二胺在溶剂中的质量浓度为25%。
10.本发明所使用的干法纺丝的纺丝温度为280℃,挤出速率为8.0ml/min。
11.进一步的,所述聚酰胺纤维、间位芳纶、阻燃粘胶的质量比为4:8:3。
12.本发明还提供了一种利用上述制备方法制备的阻燃防电弧复合面料在制备防护服中的应用。
13.本发明的有益效果为:(1)本发明制备的复合面料阻燃性能好,且色牢度好,耐洗涤性能优异、防水透气性好,且提高了纤维的拉伸强度。
14.(2)本发明制备的纤维,燃烧时不熔融,收缩率小,且稀释性高,制备形成的面料舒适性好。
具体实施方式
15.下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的解释和说明。
16.实施例1(1)将反应釜进行真空处理、氮气置换后备用;(2)称取对苯二胺单体,加入到n,n-二甲基乙酰胺溶剂中至质量浓度为50%,搅拌至溶解完全后,缓慢的加入1.6倍当量的3,3-(间苯)二醚二酐单体及0.4倍当量的甲基丙烯酸磺酸钠,继续搅拌至溶解,然后再次加入剩余量的n,n-二甲基乙酰胺溶剂,搅拌完全后,缓慢的加入1.3倍当量的5-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑溶液,在氮气氛围下,缓慢的升温至128℃,搅拌反应6h后,得到粘稠原液;(3)将原液进行过滤及真空脱气后在纺丝温度为280℃,挤出速率为8.0ml/min条件下进行干法纺丝,将得到的原丝凝固后清洗,然后进行干燥和热牵伸后得到含聚苯并咪唑的聚酰胺纤维;(4)将含聚苯并咪唑的聚酰胺纤维、间位芳纶、阻燃粘胶按照质量比4:8:3混合后,进行混纺即得复合面料。
17.实施例2(1)将反应釜进行真空处理、氮气置换后备用;(2)称取对苯二胺单体,加入到n,n-二甲基乙酰胺溶剂中至质量浓度为50%,搅拌至溶解完全后,缓慢的加入1.7倍当量的3,3-(间苯)二醚二酐单体及0.3倍当量的甲基丙烯酸磺酸钠,继续搅拌至溶解,然后再次加入剩余量的n,n-二甲基乙酰胺溶剂,搅拌完全后,缓慢的加入1.5倍当量的5-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑溶液,在氮气氛围下,缓慢的升温至130℃,搅拌反应6后,得到粘稠原液;(3)将原液进行过滤及真空脱气后在纺丝温度为280℃,挤出速率为8.0ml/min条件下进行干法纺丝,将得到的原丝凝固后清洗,然后进行干燥和热牵伸后得到含聚苯并咪
唑的聚酰胺纤维;(4)将含聚苯并咪唑的聚酰胺纤维、间位芳纶、阻燃粘胶按照质量比4:8:3混合后,进行混纺即得复合面料。
18.实施例3(1)将反应釜进行真空处理、氮气置换后备用;(2)称取对苯二胺单体,加入到n,n-二甲基乙酰胺溶剂中至质量浓度为50%,搅拌至溶解完全后,缓慢的加入1.6倍当量的3,3-(间苯)二醚二酐单体及0.5倍当量的甲基丙烯酸磺酸钠,继续搅拌至溶解,然后再次加入剩余量的n,n-二甲基乙酰胺溶剂,搅拌完全后,缓慢的加入1.4倍当量的5-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑溶液,在氮气氛围下,缓慢的升温至135℃,搅拌反应6后,得到粘稠原液;(3)将原液进行过滤及真空脱气后在纺丝温度为280℃,挤出速率为8.0ml/min条件下进行干法纺丝,将得到的原丝凝固后清洗,然后进行干燥和热牵伸后得到含聚苯并咪唑的聚酰胺纤维;(4)将含聚苯并咪唑的聚酰胺纤维、间位芳纶、阻燃粘胶按照质量比4:8:3混合后,进行混纺即得复合面料。
19.对比例1(1)将反应釜进行真空处理、氮气置换后备用;(2)称取对苯二胺单体,加入到n,n-二甲基乙酰胺溶剂中至质量浓度为50%,搅拌至溶解完全后,缓慢的加入1.6倍当量的3,3-(间苯)二醚二酐单体,继续搅拌至溶解,然后再次加入剩余量的n,n-二甲基乙酰胺溶剂,搅拌完全后,缓慢的加入1.3倍当量的5-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑溶液,在氮气氛围下,缓慢的升温至128℃,搅拌反应6h后,得到粘稠原液;(3)将原液进行过滤及真空脱气后在纺丝温度为280℃,挤出速率为8.0ml/min条件下进行干法纺丝,将得到的原丝凝固后清洗,然后进行干燥和热牵伸后得到含聚苯并咪唑的聚酰胺纤维;(4)将含聚苯并咪唑的聚酰胺纤维、间位芳纶、阻燃粘胶按照质量比4:8:3混合后,进行混纺即得复合面料。
20.(一)按照gb/t4669检测制备的面料的单位面积质量,按照《dl-t 320-2010个人电弧防护用品通用技术要求》,将利用本发明制备的防电弧面料制备的防电弧服(长大褂型单层),进行防护等级atpv(电弧耐热标准值)检测,按照ga10-2014检测其热收缩率,具体结果见表1。
21.表1
(二)将实施例及对比例制备的复合面料进行透气性能检测,检测标准按照iso9237进行,同时,检测耐碱色牢度,按照常规工艺对复合面料进行染色,染色采用阳离子染料进行,具体结果见表2。
22.表2