CN103422186A

CN103422186A - 一种具有记忆功能的热防护材料及其制备方法

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Publication number: CN103422186A
Application number: CN2013102389217A
Authority: CN
Inventors: 刘建立; 王鸿博; 高卫东; 叶远丽; 顾继东
Original assignee: JIANGSU SWOTO FASHION CO Ltd; Jiangnan University
Current assignee: JIANGSU SWOTO FASHION CO Ltd; Jiangnan University
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-06-17
Also published as: CN103422186B

Abstract

本发明公开了一种具有记忆功能的热防护材料及其制备方法，该热防护材料采用温度相变物质与纺丝母粒或者无机纤维材料混合得到纤维混料为原料，所述热防护材料由热记忆纤维纺织制得，所述热记忆纤维由纤维混料经熔融纺丝工艺制得;所述制备方法为：首先将温度相变物质与纺丝有机母粒或无机纤维材料混合均匀，得到纤维混料；再将所得纤维混料熔融后,使用熔融纺丝工艺将纤维混料制成热记忆纤维；将所得热记忆纤维纺织制得连续的单丝状纤维或者片状的纤维聚合体，得到所述具有记忆功能的热防护材料。本发明的热防护材料具有较佳的隔热效果和吸热性能，能够较好的保护消防等工作人员，且制备方法简单，成本低廉。

Description

一种具有记忆功能的热防护材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种服装面料及其生产方法，具体涉及一种具有记忆功能的热防护材料及其制备方法。

背景技术

在火灾中，外部环境温度为38℃~66℃，甚至更高，到达服装表面的热流量则可高达80kW/m²以上，因此，消防服必须能提供良好的温度调节功能，高绝缘性的隔热功能，永久的阻燃性能，以及良好的防水透气、防静电和反光性能，以保证火灾救援时消防人员的人身安全。在消防服装设计时，防护材料的选择与组合应全面满足火灾特殊环境下救援作业的要求，能够起到绝缘防刺和隔热透湿的保护作用。现有的隔热防护材料虽然能够起到一定的隔热防护作用，但是效果不是很好，若能够发明一种能够在隔热同时又能吸收热量的防护材料，则对消防员能够起到较佳的防护作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种具有轻质、隔热、能够有效防护消防员的具有记忆功能的热防护材料。

为实现上述目的，本发明的技术方案是一种具有记忆功能的热防护材料及其制备方法，该热防护材料采用温度相变物质与纺丝母粒或无机纤维材料混合得到的纤维混料为原料，所述热防护材料由热记忆纤维纺织制得，所述热记忆纤维由纤维混料经熔融纺丝工艺制得。

为了达到较好的隔热效果，使得服装材料在高温条件下能够通过相变吸收热量来降低温度，优选的技术方案是，温度相变材料为正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷和正二十一烷中的一种或几种材料的混合物。

为了使得温度相变物质达到较好的相变吸热效果，进一步优选的技术方案是，所述温度相变材料中正十七烷的纯度大于97%，正十八烷的纯度大于99%，正十九烷的纯度大于96%，正二十烷的纯度大于98%，正二十一烷的纯度大于98%。

为了将热防护材料达到较佳的隔热效果，进一步优选的技术方案是，所述纺丝母粒为聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚醚矾、聚丙烯睛、芳纶1313、尼龙、聚苯并咪唑、聚氨酯、聚吡咯、聚苯胺、聚苯乙烯、乙基纤维素、聚环氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚砜和聚丁二酸丁二醇酯中的一种或多种物质的混合物。

为了实现对于所述具有记忆功能的热防护材料的生产，本发明的另一个发明目的是提供一种制造本发明具有记忆功能的热防护材料的方法，其特征在于，该方法的步骤为：

第一步、为了将温度相变物质制得纤维，使其与纺丝材料混合，将温度相变物质与纺丝有机母粒或无机纤维材料混合均匀，得到纤维混料；

第二步、为了将纤维混料制成所需的相变隔热纤维，将第一步所得纤维混料熔融后，使用熔融纺丝工艺将纤维混料制成热记忆纤维；

第三步、为了将所得热记忆纤维加工成服装所需的材料，将第二步所得热记忆纤维纺织制得连续的单丝状纤维或者片状的纤维聚合体，得到所述具有记忆功能的热防护材料；

第四步、为了将本发明的热防护材料制得防护服所需面料，将第三步所得热防护材料裁切、梳理制得网状热防护材料，再将所述网状热防护材料与铝箔、芳纶织物进行分层缝合，得到具有记忆功能的热防护材料面料。

为了达到较好的保暖隔热效果，优选的技术方案是，所述温度相变物质为正十八烷、正十九烷和正二十烷，为了提高相变物质的粘度，在相变物质中再加入作为增粘剂的乙丙橡胶。

为了在熔融纺丝工艺中制得性能优良的隔热材料，进一步优选的技术方案是，所述熔融纺丝工艺中的喷丝板规格为32个圆孔，孔径为0.4毫米；卷绕速度为800m/min；熔融指数35g/10min。

为了使隔热纤维达到较好的隔热效果，进一步优选的技术方案还有，所述温度相变物质的含量为纤维混料总质量的4%～21%，所述纺丝母粒为聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯的混合物。

为了使制得的隔热防护材料能够成为隔热服装面料，进一步优选的技术方案还有，所述具有记忆功能的热防护材料面料由外到内的三层结构依次为热防护材料层、铝箔层、芳纶织物层。

本发明的优点和有益效果在于：本发明采用温度相变材料加入纤维原料中混合，制造温度相变纤维以得到温度相变材料，使得材料具有通过相变吸收热量以保护内部人体的作用；本发明的方法操作简单，制作成本较低，能够实现大规模生产；本发明的相变隔热材料与铝箔、芳纶织物结合，具有较佳的隔热防护效果。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明具有记忆功能的热防护材料，该热防护材料采用温度相变物质与纺丝母粒混合得到纤维混料为原料，其中温度相变物质为纯度为98%的正十七烷，纯度为99%的正十八烷，纯度为96%的正十九烷，纺丝母粒为尼龙、聚苯并咪唑、聚氨酯、聚吡咯、聚苯胺的混合物；再将纤维混料经熔融纺丝工艺制得热记忆纤维，再将热记忆纤维纺织制得片状的纤维聚合体，即得到热防护材料。

实施例2

在实施例1的基础上，为了使得温度相变物质达到较好的相变吸热效果，优选的实施方式是，温度相变物质为纯度为99%的正十七烷，纯度为99.2%的正十八烷，纯度为97%的正十九烷，纺丝母粒为聚氯乙烯、聚醚矾、聚丙烯睛的混合物，其他部分与实施例1完全相同。

实施例3

为了实现对于具有记忆功能的热防护材料的生产，较佳的实施方式是，一种制造本发明具有记忆功能的热防护材料的方法，该方法的步骤为：

第一步、为了将温度相变物质制得纤维，使其与纺丝材料混合，将温度相变物质与纺丝有机母粒混合均匀，得到纤维混料；其中温度相变物质为纯度为99%的正十七烷，纯度为99.2%的正十八烷，纯度为97%的正二十烷，温度相变物质的含量为纤维混料总质量的4.2%，相变物质中再加入作为增粘剂的乙丙橡胶；纺丝母粒为聚环氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯的混合物。

第二步、为了将纤维混料制成所需的相变隔热纤维，将第一步所得纤维混料熔融后，使用熔融纺丝工艺将纤维混料制成热记忆纤维；熔融纺丝工艺中的喷丝板规格为32个圆孔，孔径为0.4毫米；卷绕速度为800m/min；熔融指数35g/10min。

第三步、为了将所得热记忆纤维加工成服装所需的材料，将第二步所得热记忆纤维纺织制得连续的单丝状纤维，得到具有记忆功能的热防护材料；

第四步、为了将本发明的热防护材料制得防护服所需面料，将第三步所得热防护材料裁切、梳理制得网状热防护材料，再将网状热防护材料与铝箔、芳纶织物进行分层缝合，得到具有记忆功能的热防护材料面料。

实施例4

在实施例3的基础上，本发明中为了提高隔热防护材料的隔热性能，优选的实施方式是，第一步中温度相变物质的含量为纤维混料总质量的21%，纺丝母粒为聚苯乙烯、乙基纤维素、聚环氧乙烷的混合物，第三步中将热记忆纤维纺织制得片状的纤维聚合体，其他部分与实施例3完全相同。

实施例5

在实施例4的基础上，本发明中为了使隔热防护材料具有较好的吸热性能，优选的实施方式还有，第一步中温度相变物质的含量为纤维混料总质量的12.6%，纺丝母粒为聚丙烯睛、芳纶1313、尼龙的混合物，其他部分与实施例4完全相同。

实施例6

在实施例5的基础上，本发明为了进一步提高隔热防护材料的隔热性能，优选的实施方式还有，第一步中温度相变物质的含量为纤维混料总质量的8.4%，纺丝母粒为聚乙烯和聚丙烯的混合物，其他部分与实施例5完全相同。

实施例7

在实施例6的基础上，本发明为了进一步提高隔热防护材料的隔热性能，优选的实施方式还有，第一步中温度相变物质的含量为纤维混料总质量的16.8%，纺丝母粒为聚乙烯和聚丙烯的混合物，其他部分与实施例6完全相同。

本发明对实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7所得的热记忆纤维进行性能测试，所得测试结果如下表：

Figure DEST_PATH_RE-490322DEST_PATH_IMAGE002

从表中数据可以看出，随着纤维中温度相变物质的含量的增大，隔热防护材料的吸热温度、吸热量、放热量、热效率等均显著提高，表明本发明中添加热相变材料能够较大的提升热防护材料的性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种具有记忆功能的热防护材料，其特征在于，该热防护材料采用温度相变物质与纺丝母粒或者无机纤维材料混合得到纤维混料为原料，所述热防护材料由热记忆纤维纺织制得，所述热记忆纤维由纤维混料经熔融纺丝工艺制得。

2.如权利要求1所述的具有记忆功能的热防护材料，其特征在于，所述温度相变材料为正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷和正二十一烷中的一种或几种材料的混合物。

3.如权利要求2所述的具有记忆功能的热防护材料，其特征在于，所述温度相变材料中正十七烷的纯度大于97%，正十八烷的纯度大于99%，正十九烷的纯度大于96%，正二十烷的纯度大于98%，正二十一烷的纯度大于98%。

4.如权利要求3所述的具有记忆功能的热防护材料，其特征在于，所述纺丝母粒为聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚醚矾、聚丙烯睛、芳纶1313、尼龙、聚苯并咪唑、聚氨酯、聚吡咯、聚苯胺、聚苯乙烯、乙基纤维素、聚环氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚砜和聚丁二酸丁二醇酯中的一种或多种物质的混合物。

5.一种制造如权利要求1所述的具有记忆功能的热防护材料的方法，其特征在于，该方法的步骤为：

第一步、将温度相变物质与纺丝有机母粒或无机纤维材料混合均匀，得到纤维混料；

第二步、将第一步所得纤维混料熔融后，使用熔融纺丝工艺将纤维混料制成热记忆纤维；

第三步、将第二步所得热记忆纤维纺织制得连续的单丝状纤维或者片状的纤维聚合体，得到所述具有记忆功能的热防护材料；

第四步、将第三步所得热防护材料裁切、梳理制得网状热防护材料，再将所述网状热防护材料与铝箔、芳纶织物进行分层缝合，得到具有记忆功能的热防护材料面料。

6.如权利要求5所述的制造具有记忆功能的热防护材料的方法，其特征在于，所述温度相变物质为正十八烷、正十九烷和正二十烷，在相变物质中再加入作为增粘剂的乙丙橡胶。

7.如权利要求6所述的制造具有记忆功能的热防护材料的方法，其特征在于，所述熔融纺丝工艺中的喷丝板规格为32个圆孔，孔径为0.4mm；卷绕速度为800m/min；熔融指数35g/10min。

8.如权利要求7所述的制造具有记忆功能的热防护材料的方法，其特征在于，所述温度相变物质的含量为纤维混料总质量的4%～21%。

9.如权利要求8所述的制造具有记忆功能的热防护材料的方法，其特征在于，所述纺丝母粒为聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯的混合物。

10.如权利要求9所述的制造具有记忆功能的热防护材料的方法，其特征在于，所述具有记忆功能的热防护材料面料由外到内的三层结构依次为热防护材料层、铝箔层、芳纶织物层。