CN101248913A

CN101248913A - 基于静电纺纤维膜的消防防化服用复合面料

Info

Publication number: CN101248913A
Application number: CNA2008100495386A
Authority: CN
Inventors: 朱方龙
Original assignee: Zhongyuan University of Technology
Current assignee: Zhongyuan University of Technology
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2008-04-14
Publication date: 2008-08-27

Abstract

本发明涉及一种阻燃、防静电、透湿并防生化、防毒的基于静电纺纤维膜的消防防化服用复合面料，从外至内依次包括阻燃防静电层、防化隔离层和隔热层，阻燃防静电层是天然阻燃纤维织物或经阻燃整理后的织物，防化隔离层包括从外及内依次设置的静电纺纤维膜、膜基布、活性炭无纺布，隔热层由阻燃纤维制成的无纺布或毡制成，防化隔离层与阻燃防静电层压在一起，再与隔热层进行绗缝，不仅具有较强的透气性，还有防静电、防水、防生化毒气、透湿等多项性能；而且弃用后易降解，无毒性，无污染；除消防防化外，还可用于军事、石油、洗消、危险化学品等不同行业需要个人防护的领域。

Description

基于静电纺纤维膜的消防防化服用复合面料

技术领域

本发明涉及一种基于静电纺纤维的防护服装复合面料，尤其涉及一种阻燃、防静电、透湿并防生化、防毒的基于静电纺纤维膜的消防防化服用复合面料，广泛应用于冶金、石油、军事、危险化学品、洗消等领域的个体防护装备。

背景技术

当前，化学危险品泄露、建筑物火灾等特种灾害事故在我国呈逐年上升趋势。同时，为了应对潜在火灾、化学、生物的威胁，公安消防、军队都必须切实做好特种灾害事故和恐怖暴力事件的消防救援准备工作。消防防化服，是灭火和抢险救援作业必须的个体防护装备。作为个体防护装备载体的防护织物一直发挥着举足轻重的作用。

消防防化服一般可分为两种类型防护材料：隔绝型防护材与透湿汽型防护材料。隔绝型防护材料是通过将有害物质隔绝在防护材料之外，从而避免人体受到毒气、毒液等的危害。这类防护材料一般通过将具有良好阻隔性的材料(如PVC、PU涂层)涂敷在纺织表面或采用橡胶类物质作为防化服表面材料，这类材料普遍存在不透湿、闷热、作业效率低等问题，穿着人员穿上后很快就达到热负荷强度极限。透湿汽型防护材料是通过材料的微孔结构阻挡化学液体的通过，而允许湿气通过，多采用渗透膜材料(如聚氨酯薄膜、聚四氟乙烯微孔膜层压织物)作为防水防化层，再辅以阻燃层外层、舒适内层组成。这类材料也是当前很多研机构研究的热点。如中国专利CN 2442688Y介绍了一种具有阻燃、防水、隔绝式防毒、吸附毒气、透汗多功能的防化服，由阻燃布、聚四氟乙烯微孔膜、活性炭布、里子布整理组合而成。中国专利(CN 1548291A)发明了一种可阻燃、隔热、防水、透汽的消防服用面料，防水层采用全棉细梳布复聚四氟。中国专利(CN 101036526A)介绍了一种可全面防护多种危害因素的复合织物。这些专利所描述的防水防化层均采用了选择性渗透膜PTFE材料。这类材料虽然具有良好的透湿透气性能，也由于其本身的化学惰性，薄膜难以被自然界降解，大规模的应用使得PTFE材料渐渐成为环境的杀手，而且目前存在洗涤后防护效果下降等缺点，很显然决不是未来发展的方向。因此亟需研制一种既能防化、防毒、轻便、透湿、透气性能优良的消防防化面料，以有效提高公安消防人员的作战效率，而且还必须符合清洁生产、减少染污的工业经济发展要求。

静电纺丝是一种使带电荷的聚合物深液或熔体在静电场中射流制备聚合物纳米和超细纤维的重要方法，由于静电纺纤维具带静电、纤维直径小、比表面积大、单位面积质量轻等特点，而由其制作纤维膜具有透气性、透湿气性能好，能有效的隔离化学、生化药物、捕获浮质颗粒，可广泛应用防护服中。

在设计消防防化等个体防护装备时，应需要综合考虑防护服的防护性能和穿着舒适性，满足下一代消防防化服在具备轻便、透气、透汽、防火等特点的同时，还将满足对化学品、生物毒气的防护要求，并适用于各种恶劣的气候条件下使用。

发明内容

针对上述消防防化服面料的缺点与不足，综合静电纺纤维的优异性能，本发明提供一种基于静电纺纤维膜的消防防化服用复合面料，并于其它织物进行复合制作阻燃、防静电、防化防毒、透湿、透气的消防防化织物。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：从外至内依次包括阻燃防静电层、防化隔离层和隔热层，所述的阻燃防静电层是天然阻燃纤维织物或经阻燃整理后的织物，所述的防化隔离层包括从外及内依次设置的静电纺纤维膜、膜基布、活性碳无纺布，所述的隔热层由阻燃纤维制成的无纺布或毡制成，所述的防化隔离层与阻燃防静电层压在一起，再与隔热层进行绗缝。

在防化隔离层中，静电纺纤维膜采用溶液静电纺丝而得，将无水氯化锂(LiCl)试剂溶解于甲基乙酰胺(DMAc)溶液中，并在溶液中慢慢添加PBI粉末成为纺丝液，在纺丝液质量百分数为13％、溶液流量为2mL/h，电压为22kV和接收距离为23cm时进行静电纺丝，得到静电纺纤维膜，此类膜也称为PBI静电纺纤维膜或具有微孔结构的PBI纤维无纺布膜；直接将静电纺纤维膜与膜基布和活性碳无纺布进行压制而成为防化隔离层。

所述的阻燃防静电层是天然阻燃纤维织物或经阻燃整理后的织物组成，并在织物加工过程中，在织物经向或纬向等间距的织入或者纺入有机导电纤维或金属导电纤维，相邻导电纤维之间的距离为5-20mm。或者所述的阻燃防静电层是天然阻燃纤维织物或经阻燃整理后的织物组成，并在织物加工过程中按1-5％的比例混纺有机导电纤维或金属导电纤维。

本发明的有益效果是：

1、采用体表面积大、重量轻、厚度薄的静电纺纤维网膜隔离材料，对化学液体的排斥、抑制及抗渗透强，水汽扩散、透气性能好；

2、所制作的以静电纺网膜为主体，其它无纺布为基质的复合材料，不仅提高的网膜材料的强度，而且提高防化面料的耐水压强度及透过性能；

3、所制得PBI静电纺纤维膜耐高温，弃用后易降解，无毒性，无污染；

4、本发明的防护面料，不仅具有较强的透气性，还有防静电、防水、防生化毒气、透湿等多项性能；

5、本发明用途广泛，除消防防化外，还可用于军事、石油、洗消、危险化学品等不同行业需要个人防护的领域。

附图说明

图1是本发明的消防防化服用面料的结构示意图。

图2是本发明的含静电纺纤维膜的防化隔离层的结构示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明的特种消防防化复合面料，该面料是三层结构，从外至内依次包括阻燃防静电层1、防化隔离层2和隔热层3，所述的阻燃防静电层1可以是天然阻燃纤维织物，如芳砜纶、芳纶

织物，可以是经阻燃整理后的织物，如阻燃棉等。所述防化隔离层包括从外及内依次设置静电纺纤维膜2’、膜基布2”、活性碳无纺布2’”，所述纤维膜2’是采用溶液静电纺丝而得，在纺丝液质量分数为13％、溶液流量为2mL/h，电压为22kV和接收距离为23cm进行静电纺丝，得到PBI纳米级纤维膜，直接将纳米级纤维膜与基布2”进行层压。所述隔热层3由阻燃纤维制成的无纺布或毡制成。防化隔离层2与阻燃防静电层1压在一起，再与隔热层3进行绗缝。

为了获得织物防静电效果，在纺织加工时在织物经向或纬向等间距的织入有机导电纤维或金属导电纤维，相邻导电纤维之间的距离为5-20mm，也可以按1-5％的比例混纺有机或金属导电纤维，采用所述距离或织物纤维比例可以完全有效地达到防护面料带电量小于0.6μc的标准要求。

本发明的多层防护面料的防护性能值RPP(Radiant Protective Performance)采用防护服装隔热辐射防护性测试仪器测量(NFPA 1977)，RPP值定义为到达防护服装表面的热流量值(0.5kW/m²)与着装人体皮肤达到二级烧伤所需时间的乘积；阻燃防静电外层的阻燃性能按照国标GB8965-98用垂直燃烧仪测量。防化隔离层透水蒸汽性能按ASTM E96标准测试，防毒化性能按GJB 1750-93通用规范检验；表1是本发明两块防化隔离层各项物理性能指标，两块织物所含静电纺纤维膜的面密度不同。

表1

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细阐述。

实施例1：

阻燃防火外层1为

纯纺阻燃面料，嵌织的有机导电纤维间距为10mm；防化隔离层2为静电纺纤维膜、基布、活性碳布层压复合材料；隔热层3为100％芳砜纶纤维隔热毡。阻燃外层1与隔热防护层3的各项指标测试值见表2。

表2.

实施例2：

阻燃防火外层1为阻燃棉(FR Cotton)面料，混纺金属导电纤维比例为2.0％；防化隔离层2为静电纺纤维膜、基布、活性碳布层压复合材料；隔热层为100％

纤维毡。阻燃外层1与隔热防护层3的各项指标测试值见表3。

表3

Claims

1、一种基于静电纺纤维膜的消防防化服用复合面料，其特征在于：从外至内依次包括阻燃防静电层(1)、防化隔离层(2)和隔热层(3)，所述的阻燃防静电层(1)是天然阻燃纤维织物或经阻燃整理后的织物，所述的防化隔离层(2)包括从外及内依次设置的静电纺纤维膜(2’)、膜基布(2”)、活性碳无纺布(2’”)，所述的隔热层(3)由阻燃纤维制成的无纺布或毡制成，所述的防化隔离层(2)与阻燃防静电层(1)压在一起，再与隔热层(3)进行绗缝。

2、根据权利要求1所述的基于静电纺纤维膜的消防防化服用复合面料，其特征在于：在防化隔离层(2)中，静电纺纤维膜(2’)采用溶液静电纺丝而得，将无水氯化锂(LiCl)试剂溶解于甲基乙酰胺(DMAc)溶液中，并在溶液中慢慢添加PBI粉末成为纺丝液，在纺丝液质量百分数为13％、溶液流量为2mL/h，电压为22kV和接收距离为23cm时进行静电纺丝，得到静电纺纤维膜(2’)，直接将静电纺纤维膜与膜基布(2”)和活性碳无纺布(2’”)进行压制而成为防化隔离层(2)。

3、根据权利要求1所述的基于静电纺纤维膜的消防防化服用复合面料，其特征在于：所述的阻燃防静电层(1)是天然阻燃纤维织物或经阻燃整理后的织物组成，并在织物加工过程中，在织物经向或纬向等间距的织入或者纺入有机导电纤维或金属导电纤维，相邻导电纤维之间的距离为5-20mm。

4、根据权利要求1所述的基于静电纺纤维膜的消防防化服用复合面料，其特征在于：所述的阻燃防静电层(1)是天然阻燃纤维织物或经阻燃整理后的织物组成，并在织物加工过程中按1-5％的比例混纺有机导电纤维或金属导电纤维。