CN101136260B - 一种放射性核尘埃复合防护材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种放射性核尘埃复合防护材料，其中所述的材料包括阻隔层和保护层，所述的阻隔层是非制造布，所述的保护层是涤纶绸或尼龙绸中的一种经过抗静电整理或嵌织导电纤维处理而成的。本发明中的防护材料具有好的耐磨性和韧度并具有轻便、透气的优点还可以防止核尘埃的沾染和渗透。
Description
技术领域
本发明涉及一种放射性核尘埃复合防护材料及其制备方法。
背景技术
在2006年第8期的《产业用纺织品》杂志上发表了题为“化学防护服材料及其应用”一文，文中提到了隔绝型防护材料，这种材料不仅要求能阻止分子级化学物质的渗透，而且还要能阻止非分子级化学物质的穿透，隔绝型防护材料的生产加工。一般采用涂层或层压复合的方法，在织物上涂敷或层压特种薄膜，常用的涂敷或层压材料有橡胶(如丁基橡胶、氯丁橡胶等)、含氟树脂、聚乙烯及聚氯乙烯等热塑性树脂。杜邦公司的防护材料采用多层薄膜材料，最外层为低密度聚乙烯，第二层为具有阻隔性能的Saran膜，第三层为具有粘结作用的乙烯------醋酸乙烯酯共聚物，最内层为聚乙烯非织造布。
在2006年第3期的中国个体防护装备上报道了题为“生化防护服材料技术”一文，文中提到了在生化相关事件中的隔绝防护服材料，除了要求它对生化毒剂的渗透有较长的时间的、光谱的阻隔性外，还要它具有尽可能低的热负荷效应，而且要具有抗撕裂、耐磨损和抗穿刺性能，文中特别提到了多层复合膜材料，适合作复合膜内层的材料有聚氯乙烯、聚氨酯和聚酯，外层为聚烯烃材料，经过改性后增强对基材的粘结力。
在国内已有技术中，一般采用普通棉布制成的大褂作为放射性尘埃防护服，由于其纱线间孔隙较大，难以阻隔尘埃的通过，所以防护性能较差；通常采用丁基橡胶或氯化丁基胶的双面涂层胶布作为隔绝式、放射性核尘埃防护材料，该材料笨重、不透气，在炎热条件下使用时，汗水蒸发受到阻碍，人体容易过热而中暑。
发明内容
本发明的目的是提供一种放射性核尘埃复合防护材料，它具有防止核尘埃在防护服上沾染，同时可以防止核尘埃在防护服上渗透优点，同时它还可以防止放射性核尘埃穿透防护材料。
本发明的另一目的是提供一种放射性核尘埃复合防护材料，它具有轻便、透气的优点。
本发明的另一目的是提供了这种复合材料的制备方法。
本发明的一个方面是提供了一种放射性核尘埃复合防护材料，其中这种复合防护材料包括阻隔层和保护层，阻隔层是非制造布，保护层是涤纶绸或尼龙绸中的一种经过抗静电整理或嵌织导电纤维处理而成的。
本发明的另一个优选的实施方式是非织造布为纺粘非制造布或者熔喷非织造布中的一种，其材料为聚丙烯纤维、聚酯纤维、粘胶纤维、丙烯酸纤维、聚酰胺纤维中的一种。
本发明的再一个优选的实施方式是纺粘非制造布或熔喷非织造布的材料为聚丙烯纤维。
本发明的再一个优选的实施方式是纺粘非制造布为10-25克/平方米。
本发明的再一个优选的实施方式是熔喷非织造布为20-60克/平方米。
本发明的再一个优选的实施方式是熔喷非织造布并纤维主体的直径为1～4μm。
本发明的另一个方面是在进行所述的抗静电整理时的抗静电整理剂为聚丙烯酸类、有机硅类、聚氨酯类、聚酯聚醚类、聚胺和聚酰胺类抗静电剂中的一种。
本发明的另一个优选的实施例是所述的保护材料再经过轧光处理。
本发明的再一个优选的实施例是进行轧光处理的条件是在温度为80-180℃，压力为3-15kg/cm2的条件。
本发明的再一个优选的实施例是嵌织导电纤维是涤纶基、尼龙基导电纤维中一种并且导电纤维间隔0.5～2.0cm。
传统的隔绝型防护材料的生产加工一般采用涂层或者层压复合的方法，在织物上涂敷或层压特种薄膜，如：橡胶，包括丁基橡胶、氯丁橡胶等，这样可以防止放射性核尘埃的渗透，然而由于橡胶材料自身的缺点，所以这种防护材料具有笨重、不透气的缺点。也有的防护材料采用聚乙烯及聚乙烯树脂，虽然这种防护材料成本较低，重量较低，然而这种防护材料的防护性能差。
在本发明中的防护材料一共具有两层结构，分别为阻隔层和保护层，通常采用保护层直接与空气相接触，阻隔层与人体接触，由于保护层的材料是涤纶绸或尼龙绸，对于涤纶绸来说，由于它是涤纶长丝制备而成的，本身具有光泽明亮的效果，所以对于核尘埃中的放射光线具有一定的反射和散射作用，同时由于涤纶绸本身所具有的光滑性，使得它不易粘染核尘埃。对于尼龙绸来说，由于它的表面似涂了一层蜡，所以也同样具有不易沾染和尘埃的优点。本发明的保护层的材料是涤纶绸或者尼龙绸经过抗静电处理或者嵌织布导电纤维而成的，经此处理之后不但增加了涤纶绸或者尼龙绸的不易沾染核尘埃的优点，而且还能够防止核尘埃在防护材料中的渗透。
优选的保护层在上述的基础上再经过轧光处理，轧光处理后的保护层的中的涤纶绸或者尼龙绸的纱线被压扁，纱线之间的间隙相对于轧光前更为紧密，除此之外，保护层的表面更加光滑，光泽增强，对于核尘埃中的放射光线的反射作用增强，同时更阻止了核尘埃在保护层表面的沾染和渗透作用。
阻隔层是非制造布，由于非制造布具有表面凹凸不平的特点，所以可以防止核尘埃的沾染和渗透。
由于本发明所提供的防护材料中的阻隔层是由纺粘非织造布制成的，为10-25克/平方米，也可以为熔喷非织造布制成，为20-60克/平方米，并且所述的纤维主体的直径为1～4μm，因此本发明制得的防护材料具有轻便、透气的优点。
并且由于本发明所提供的防护材料的保护层的材料是尼龙绸或者涤纶绸，由于尼龙绸或者涤纶绸自身的特点，同样使得按照本发明的技术方案制得的防护材料向对于以往的防护材料具有更为轻便和透气的特点。
本发明的再一个方面是提供了一种制备防护材料的方法，其中的阻隔层和保护层通过超声波复合、胶点复合、粉点复合、浆点复合或双点复合复合在一起。
本发明的一个优选的实施方式是胶点复合中的所用的粘合剂为聚酰胺、有机硅、乙烯-醋酸乙酯、聚酯和聚氨酯中一种。
因为本发明中的阻隔层是非制造布，由于其本身的不耐磨和韧度不好的特点，所以在本发明中采用将阻隔层和保护层相复合的方法，这样借助保护层本身的耐磨性和韧度好的优势，可以使得本发明中的防护材料具有好的耐磨性和韧度。
具体实施方式
以下实施例用于更好的理解本发明，但不限制本发明。
实施例1：
一种放射性核尘埃复合防护材料，
a、阻隔层：选择纺粘非织造布作为阻隔层，其中纺粘层为10克/平方米，纤维主体的直径为1μm，纤维材料为聚丙烯纤维；
b、保护层：以1厘米间距将涤纶基导电纤维嵌织到涤纶绸中，接着进行抗静电整理，采用的抗静电整理剂为有机硅，然后在150℃温度、5kg/cm2压力下进行轧光处理；
c、放射性核尘埃复合防护材料的制备：将所述阻隔层和保护层采用超声波复合，制成放射性核尘埃复合防护材料。
实验结果表明，通过上述方法可加工放射性核尘埃复合防护材料。防护材料对放射性核尘埃的过滤效率为99.2％(GB19082-2003)，电荷面密度为2.0μC/m2(GB/T12799-1991)，透湿量为12000克/平方米·24小时(按GB/T12703-91中干燥杯法测试)，沾尘量为0.0102g/15cm×15cm(LD29-1992)。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同的是本实施例中的保护层只是以1厘米间距将涤纶基导电纤维嵌织到涤纶绸中，不需要进行轧光处理，所得到的防护材料的放射性核尘埃的过滤效率为96.4％(GB19082-2003)，电荷面密度为2.0μC/m2(GB/T12799-1991)，透湿量为13080克/平方米·24小时(按GB/T12703-91中干燥杯法测试)，沾尘量为0.0305g/15cm×15cm(LD29-1992)。
实施例3：
a、阻隔层：选择纺粘非织造布作为阻隔层，其中纺粘层为20克/平方米，材料为聚丙烯纤维；
b、保护层：在尼龙绸上用聚酯聚醚类抗静电剂整理，采用聚丙烯酸作为抗静电整理剂，然后在120℃温度、9kg/cm2压力下进行轧光处理；
c、放射性核尘埃复合防护材料的制备：将所述阻隔层和保护层复合，制成放射性核尘埃复合防护材料。所述复合方法为胶点方法，30克/平方米，材料为超细聚丙烯纤维，纤度为1.5μm；其中粘合剂为聚酰胺，胶点为撒粉。
实验结果表明，通过上述方法可加工一次性放射性核尘埃防护材料。防护材料对放射性核尘埃的过滤效率为99.5％(GB19082-2003)，电荷面密度为1.8μC/m2(GB/T12799-1991)，透湿量为10800克/平方米·24小时(按GB/T12703-91中干燥杯法测试)，沾尘量为0.0112g/15cm×15cm(LD29-1992)。
实施例4
本实施例与实施例3基本相同，不同的是本实施例中的保护层在尼龙绸上用聚酯聚醚类抗静电剂整理，不需要进行轧光处理，所得到的防护材料的放射性核尘埃的过滤效率为97.2％(GB19082-2003)，电荷面密度为1.8μC/m2(GB/T12799-1991)，透湿量为11800克/平方米·24小时(按GB/T12703-91中干燥杯法测试)，沾尘量为0.0282g/15cm×15cm(LD29-1992)。
实施例5：
一种放射性核尘埃复合防护材料，
a、阻隔层：选择熔喷非织造布作为阻隔层，其中20克/平方米，材料为聚丙烯纤维，纤度为1.5μm；
b、保护层：以1厘米间距将涤纶基导电纤维嵌织到涤纶绸中，接着进行抗静电处理，所采用的抗静电处理剂为聚丙烯酸，然后在100℃温度、8kg/cm2压力下进行轧光处理；
c、放射性核尘埃复合防护材料的制备：将所述阻隔层和保护层采用粉点复合，粘合剂为有机硅。
实验结果表明，通过上述方法可加工放射性核尘埃复合防护材料。防护材料对放射性核尘埃的过滤效率为99.2％(GB19082-2003)，电荷面密度为2.0μC/m2(GB/T12799-1991)，透湿量为12000克/平方米·24小时(按GB/T12703-91中干燥杯法测试)，沾尘量为0.0092g/15cm×15cm(LD29-1992)。
实施例6
一种放射性核尘埃复合防护材料，
a、阻隔层：选择熔喷非织造布作为阻隔层，其中40克/平方米，材料为聚丙烯纤维，纤度为4.0μm；
b、保护层：以1厘米间距将涤纶基导电纤维嵌织到涤纶绸中，接着进行抗静电处理，所用的抗静电处理剂为聚丙烯酰胺，然后在80℃温度、15kg/cm2压力下进行轧光处理；
c、放射性核尘埃复合防护材料的制备：将所述阻隔层和保护层采用浆点复合，粘合剂为乙烯-醋酸乙酯。
实验结果表明，通过上述方法可加工放射性核尘埃复合防护材料。防护材料对放射性核尘埃的过滤效率为99.2％(GB19082-2003)，电荷面密度为2.0μC/m2(GB/T12799-1991)，透湿量为12000克/平方米·24小时(按GB/T12703-91中干燥杯法测试)，沾尘量为0.0092g/15cm×15cm(LD29-1992)。
实施例7：
a、阻隔层：选择纺粘非织造布作为阻隔层，其中纺粘层为25克/平方米，材料为聚丙烯纤维；
b、保护层：在尼龙绸上以0.5厘米间距嵌织导电纤维，接着用聚酯聚醚类抗静电剂整理，采用聚丙烯酸作为抗静电整理剂，然后在120℃温度、9kg/cm2压力下进行轧光处理；
c、放射性核尘埃复合防护材料的制备：将所述阻隔层和保护层复合，制成放射性核尘埃复合防护材料。所述复合方法为胶点方法，30克/平方米，材料为超细聚丙烯纤维，纤度为1.5μm；其中粘合剂为聚酰胺，胶点为撒粉。
实验结果表明，通过上述方法可加工一次性放射性核尘埃防护材料。防护材料对放射性核尘埃的阻尘率为99.5％(GB19082-2003)，电荷面密度为1.4μC/m2(GB/T12799-1991)，透湿量为10800克/平方米·24小时(按GB/T12703-91中干燥杯法测试)，沾尘量为0.0132g/15cm×15cm(LD29-1992)。
实施例8
本实施例与实施例7基本相同，不同的是本实施例中的保护层只是以2.0厘米间距将涤纶基导电纤维嵌织到涤纶绸中，不需要进行轧光处理，所得到的防护材料的放射性核尘埃的过滤效率为95.2％(GB19082-2003)，电荷面密度为4.1μC/m2(GB/T12799-1991)，透湿量为12800克/平方米·24小时(按GB/T12703-91中干燥杯法测试)，沾尘量为0.0152g/15cm×15cm(LD29-1992)。
实施例9：
一种放射性核尘埃复合防护材料，
a、阻隔层：选择熔喷非织造布作为阻隔层，其中60克/平方米，材料为聚丙烯纤维，纤度为1.0μm；
b、保护层：以1厘米间距将涤纶基导电纤维嵌织到涤纶绸中，接着进行抗静电处理，所采用的抗静电处理剂为聚丙烯酸，然后在100℃温度、8kg/cm2压力下进行轧光处理；
c、放射性核尘埃复合防护材料的制备：将所述阻隔层和保护层采用粉点复合，粘合剂为乙烯-醋酸乙酯硅。
实验结果表明，通过上述方法可加工放射性核尘埃复合防护材料。防护材料对放射性核尘埃的过滤效率为99.2％(GB19082-2003)，电荷面密度为2.0μC/m2(GB/T12799-1991)，透湿量为11900克/平方米·24小时(按GB/T12703-91中干燥杯法测试)，沾尘量为0.0082g/15cm×15cm(LD29-1992)。
Claims (3)
1.一种放射性核尘埃复合防护材料，其特征在于：所述的材料由阻隔层和保护层组成；
所述的阻隔层是非织造布，所述的非织造布为纺粘非织造布或者熔喷非织造布中的一种，所述的非织造布的材料选自聚丙烯纤维、聚酯纤维、粘胶纤维、丙烯酸纤维、聚酰胺纤维中的一种；所述的纺粘非织造布为10～25克/平方米；所述的熔喷非织造布为20～60克/平方米，并且所述的纤维主体的直径为1～4μm；
所述的保护层是涤纶绸或尼龙绸中的一种经过抗静电整理或嵌织导电纤维处理而成的，所述抗静电整理采用的抗静电整理剂选自聚丙烯酸类、有机硅类、聚酰胺类中的一种；所述的嵌织导电纤维处理采用涤纶基、尼龙基导电纤维中一种并且导电纤维间隔0.5～2.0cm；
所述的保护层再经过轧光处理；进行轧光处理的条件是在温度为80～180℃，压力为3～15kg/cm2的条件下；
所述的阻隔层和所述的保护层通过超声波复合、胶点复合、粉点复合、浆点复合或双点复合复合在一起。
2.根据权利要求1所述的防护材料，其特征在于：所述的非织造布的材料选自聚丙烯纤维。
3.根据权利要求1所述的防护材料，其特征在于，所述的胶点复合中的所用的粘合剂为聚酰胺、有机硅、乙烯-醋酸乙酯、聚酯和聚氨酯中一种。
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