CN103556470A - 消防员隔热防护服外层面料及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
消防员隔热防护服外层面料及其制备方法，消防员隔热防护服外层面料为于芳纶1313外表面依次涂覆铝胶A和铝胶B，其中：铝胶A包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、接着剂5-10份、环化磷酸酯阻燃剂20-30份、丁酮15-20份、铝粉4-8份，铝胶B包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、接着剂5-10份、环化磷酸酯阻燃剂20-30份、丁酮20-30份、铝粉7-10份。本发明不仅可以有效反射高温热辐射热量，还具有良好的透湿性能，此外本发明外层面料具有极佳的阻燃性，完全符合消防员隔热防护服GA10-2002外层面料标准，本发明的外层面料手感柔软，穿着舒适性强。
Description
技术领域
本发明属于消防员防护服装面料领域，具体涉及一种消防员隔热防护服外层面料及其制作方法。
背景技术
消防服装隔热防护能力的优劣对消防员身处高温环境中救援效率的高低有着至关重要的影响。就目前而言，消防员隔热防护服装主要由外层面料，隔热层，舒适层三部分复合而成。外层面料主要由铝箔与芳纶纤维织物或与玻璃纤维织物层压复合而成，在高温环境中，铝箔可以有效反射高温热辐射热量；隔热层主要是芳纶无纺布或阻燃棉，能够有效阻止外层热量向里传递；舒适层主要是阻燃棉或阻燃粘胶，该层主要与人体皮肤接触，提供人体在高温环境中的舒适感。隔热防护服外层面料是直接与高温接触的一层，当前，外层面料用铝箔与芳纶纤维织物或与玻璃纤维织物复合虽然能够有效反射火焰产生的高温热量，但是，铝箔与芳纶纤维织物复合工艺难度较大，在复合过程中要选择合适的的张力控制才能保证复合后铝箔面不致破损或是不出现褶皱现象，另外，铝箔复合基布外层面料的穿着舒适性较差，这是由于铝箔属非柔性材料，复合在基布上后，整个外层面料手感僵硬，穿在身上时会使得消防员的灭火救援动作变得非常不灵活，而且，铝箔为非透湿性材料，消防员在战斗过程中体表散发的汗液，水汽被阻隔在隔热层及舒适层，会使得消防员产生闷湿感觉，从而极大地影响到消防员的作战效率。
综上所述，如何解决现有消防员防护服面料存在的不足已成为该领域亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种消防员隔热防护服外层面料及其制作方法，本发明外层面料手感柔软，具有较好的透湿性能和极好的穿着舒适性，加工工艺简单，面料阻燃性能提高，热防护性能大大增强，可有效反射高温热辐射热量。
本发明的技术方案如下：
消防员隔热防护服外层面料，芳纶纤维织物外表面依次涂覆铝胶A和铝胶B，其中：铝胶A包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、接着剂5-10份、环化磷酸酯阻燃剂20-30份、丁酮15-20份、铝粉4-8份，铝胶B包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、接着剂5-10份、环化磷酸酯阻燃剂20-30份、丁酮20-30份、铝粉7-10份。
所述芳纶纤维织物为芳纶1313。
所述接着剂为CA-800D。
所述环化磷酸酯阻燃剂为FARAGENT YD-Flame。
所述铝胶A和铝胶B由以下方法制备而得：（1）按照质量配比，将环化磷酸酯阻燃剂、丁酮依次加入烧杯，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌4-6min至溶液呈透明状;（2）将铝粉加入步骤（1）所得溶液中，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌4-6min，得银灰色溶液；（3）将接着剂加入步骤（2）所得溶液中，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌4-6min，得银灰色微稠状液体；（4）将油性聚氨酯加入步骤（3）所得银灰色微稠状液体中，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌9-12min，得银灰色粘稠状液体；（5）用油性聚氨酯或丁酮调节粘度，调节铝胶A粘度为15000-20000cps，调节铝胶B粘度为5000-8000cps。
消防员隔热防护服外层面料的制作方法，包括如下步骤：（1）将铝胶A刮涂于芳纶纤维织物表面，湿涂布量为120-150g/m2，上胶速度为25-40m/min，得一次湿涂面料；（2）将步骤（1）所得一次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得一次干燥面料；（3）将铝胶B刮涂于步骤（2）所得一次干燥面料表面，湿涂布量为120-150g/m2，上胶速度为25-40m/min，得二次湿涂面料；（4）将步骤（3）所得二次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得二次干燥面料，即本发明所述消防员隔热防护服外层面料。
有益效果：（1）本发明通过在芳纶纤维织物外表面刮涂铝胶涂层来制作外层面料，使外层面料不仅可以有效反射高温热辐射热量，还具有良好的透湿性能，可以使消防员在救援过程中体表散发的汗液湿气传导出来，从而有效防止消防员在救援过程中出现晕厥、中暑现象；（2）本发明外层面料具有极佳的阻燃性，完全符合消防员隔热防护服GA10-2002外层面料标准；（3）本发明制作的外层面料手感柔软，穿着舒适性强，可使消防员在参加救援工作时动作更灵活，从而极大地提高了消防员的作战效率。
具体实施方式
消防员隔热防护服外层面料，芳纶纤维织物外表面依次涂覆铝胶A和铝胶B，其中：铝胶A包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、接着剂5-10份、环化磷酸酯阻燃剂20-30份、丁酮15-20份、铝粉4-8份，铝胶B包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、接着剂5-10份、环化磷酸酯阻燃剂20-30份、丁酮20-30份、铝粉7-10份。
所述芳纶纤维织物为芳纶1313。
所述接着剂为CA-800D。
所述环化磷酸酯阻燃剂为FARAGENT YD-Flame。
所述铝胶A和铝胶B由以下方法制备而得：（1）按照质量配比，将环化磷酸酯阻燃剂、丁酮依次加入烧杯，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌4-6min至溶液呈透明状;（2）将铝粉加入步骤（1）所得溶液中，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌4-6min，得银灰色溶液；（3）将接着剂加入步骤（2）所得溶液中，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌4-6min，得银灰色微稠状液体；（4）将油性聚氨酯加入步骤（3）所得银灰色微稠状液体中，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌9-12min，得银灰色粘稠状液体；（5）用油性聚氨酯或丁酮调节粘度，调节铝胶A粘度为15000-20000cps，调节铝胶B粘度为5000-8000cps。
消防员隔热防护服外层面料的制作方法，包括如下步骤：（1）将铝胶A刮涂于芳纶纤维织物表面，湿涂布量为120-150g/m2，上胶速度为25-40m/min，得一次湿涂面料；（2）将步骤（1）所得一次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得一次干燥面料；（3）将铝胶B刮涂于步骤（2）所得一次干燥面料表面，湿涂布量为120-150g/m2，上胶速度为25-40m/min，得二次湿涂面料；（4）将步骤（3）所得二次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得二次干燥面料，即本发明所述消防员隔热防护服外层面料。
本发明所述接着剂为CA-800D，购自高鼎精细化工（昆山）有限公司，所述环化磷酸酯阻燃剂为FARAGENT YD-Flame，购自远瑞宝业股份有限公司。
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
消防员隔热防护服外层面料，芳纶1313外表面依次涂覆铝胶A和铝胶B，其中：铝胶A包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、CA-800D 5份、FARAGENT YD-Flame 20份、丁酮15份、铝粉4份，铝胶B包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、CA-800D 5份、FARAGENT YD-Flame 20份、丁酮20份、铝粉7份。
铝胶A和铝胶B由以下方法制备而得：（1）按照质量配比，将环化磷酸酯阻燃剂、丁酮依次加入烧杯，以50圈/min的搅拌速度匀速搅拌4min至溶液呈透明状;（2）将铝粉加入步骤（1）所得溶液中，以50圈/min的搅拌速度匀速搅拌4min，得银灰色溶液；（3）将接着剂加入步骤（2）所得溶液中，以50圈/min的搅拌速度匀速搅拌4min，得银灰色微稠状液体；（4）将油性聚氨酯加入步骤（3）所得银灰色微稠状液体中，以50圈/min的搅拌速度匀速搅拌9min，得银灰色粘稠状液体；（5）用油性聚氨酯或丁酮调节粘度，调节铝胶A粘度为15000cps，调节铝胶B粘度为5000cps。
消防员隔热防护服外层面料的制作方法，包括如下步骤：（1）将铝胶A刮涂于芳纶1313表面，湿涂布量为120g/m2，上胶速度为25m/min，得一次湿涂面料；（2）将步骤（1）所得一次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得一次干燥面料；（3）将铝胶B刮涂于步骤（2）所得一次干燥面料表面，湿涂布量为120g/m2，上胶速度为25m/min，得二次湿涂面料；（4）将步骤（3）所得二次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得二次干燥面料，即本发明所述消防员隔热防护服外层面料。
实施例2
消防员隔热防护服外层面料，芳纶1313外表面依次涂覆铝胶A和铝胶B，其中：铝胶A包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、CA-800D 10份、FARAGENT YD-Flame 30份、丁酮20份、铝粉8份，铝胶B包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、CA-800D 10份、FARAGENT YD-Flame 30份、丁酮30份、铝粉10份。
铝胶A和铝胶B由以下方法制备而得：（1）按照质量配比，将环化磷酸酯阻燃剂、丁酮依次加入烧杯，以70圈/min的搅拌速度匀速搅拌6min至溶液呈透明状;（2）将铝粉加入步骤（1）所得溶液中，以70圈/min的搅拌速度匀速搅拌6min，得银灰色溶液；（3）将接着剂加入步骤（2）所得溶液中，以70圈/min的搅拌速度匀速搅拌6min，得银灰色微稠状液体；（4）将油性聚氨酯加入步骤（3）所得银灰色微稠状液体中，以70圈/min的搅拌速度匀速搅拌12min，得银灰色粘稠状液体；（5）用油性聚氨酯或丁酮调节粘度，调节铝胶A粘度为20000cps，调节铝胶B粘度为8000cps。
消防员隔热防护服外层面料的制作方法，包括如下步骤：（1）将铝胶A刮涂于芳纶1313表面，湿涂布量为150g/m2，上胶速度为40m/min，得一次湿涂面料；（2）将步骤（1）所得一次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得一次干燥面料；（3）将铝胶B刮涂于步骤（2）所得一次干燥面料表面，湿涂布量为150g/m2，上胶速度为40m/min，得二次湿涂面料；（4）将步骤（3）所得二次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得二次干燥面料，即本发明所述消防员隔热防护服外层面料。
实施例3
消防员隔热防护服外层面料，芳纶1313外表面依次涂覆铝胶A和铝胶B，其中：铝胶A包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、CA-800D 8份、FARAGENT YD-Flame 26份、丁酮19份、铝粉5份，铝胶B包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、CA-800D7份、FARAGENT YD-Flame 26份、丁酮28份、铝粉9份。
铝胶A和铝胶B由以下方法制备而得：（1）按照质量配比，将环化磷酸酯阻燃剂、丁酮依次加入烧杯，以60圈/min的搅拌速度匀速搅拌5min至溶液呈透明状;（2）将铝粉加入步骤（1）所得溶液中，以60圈/min的搅拌速度匀速搅拌5min，得银灰色溶液；（3）将接着剂加入步骤（2）所得溶液中，以60圈/min的搅拌速度匀速搅拌5min，得银灰色微稠状液体；（4）将油性聚氨酯加入步骤（3）所得银灰色微稠状液体中，以60圈/min的搅拌速度匀速搅拌10min，得银灰色粘稠状液体；（5）用油性聚氨酯或丁酮调节粘度，调节铝胶A粘度为17000cps，调节铝胶B粘度为7000cps。
消防员隔热防护服外层面料的制作方法，包括如下步骤：（1）将铝胶A刮涂于芳纶1313表面，湿涂布量为130g/m2，上胶速度为30m/min，得一次湿涂面料；（2）将步骤（1）所得一次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得一次干燥面料；（3）将铝胶B刮涂于步骤（2）所得一次干燥面料表面，湿涂布量为130g/m2，上胶速度为30m/min，得二次湿涂面料；（4）将步骤（3）所得二次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得二次干燥面料，即本发明所述消防员隔热防护服外层面料。
分别对未涂铝胶的芳纶1313面料和本发明具有铝胶涂层的芳纶1313面料进行垂直燃烧试验、热防护性能试验和织物硬挺度试验，结果分别见表1、表2和表3；铝箔复合芳纶1313面料与本发明的铝胶涂层芳纶1313面料的透湿性能试验数据对比结果见表4。
表1垂直燃烧试验数据
注：GA634-2006标准为消防员隔热防护服公共安全行业标准；实例1，实例2，实例3为铝胶A和铝胶B涂层芳纶1313面料；对比实例1，对比实例2，对比实例3分别为对应未涂层芳纶1313面料。
由表1可见，本发明未涂铝胶芳纶1313面料的损毁长度分别为35mm，39mm，38mm，经过铝胶A和铝胶B涂层芳纶面料的损毁长度分别降低到19mm，22mm，20mm，经过铝胶A和铝胶B涂层芳纶1313面料的损毁长度明显低于芳纶1313面料的损毁长度，损毁长度分别降低了45.7%，43.6%，47.4%。未涂铝胶芳纶1313面料和经过铝胶A和铝胶B涂层芳纶1313面料的续然时间和阴燃时间均为0s，无熔融滴落现象；芳纶1313面料与涂铝胶芳纶1313面料的垂直燃烧试验结果均符合GA634-2006消防员隔热防护服外层面料标准要求。涂铝胶芳纶1313面料的损毁长度明显小于芳纶1313面料的损毁长度，这是因为在芳纶1313面料涂铝胶之后，在燃烧过程中，铝胶能够有效阻止芳纶面料的燃烧，而且，在铝胶配方中加有阻燃剂，芳纶1313面料自身具有阻燃性，铝胶涂层于芳纶1313面料上，面料的厚度增加，这也会使得面料的阻燃性能提高，损毁长度减小。故涂铝胶芳纶面料能够满足消防员隔热服外层面料阻燃热防护的要求。
表2 整体热防护性能试验数据
注：TPP为热防护系数，其值越大表明热防护性能越好；实例1，实例2，实例3为铝胶A和铝胶B涂层芳纶1313面料；对比实例1，对比实例2，对比实例3分别为对应未涂层芳纶1313面料。
从表2可以看出，本发明未涂层芳纶1313面料的TPP分别为283.68 Kw·s/m2，238.63 Kw·s/m2，254.15Kw·s/m2，量热器升温分别为12.57℃，12.02℃，12.27℃，相交时间分别为3.42s，2.88s，3.06s；铝胶A和铝胶B涂层芳纶1313面料TPP分别为675.70Kw·s/m2，635.45 Kw·s/m2，655.58Kw·s/m2，量热器升温分别为16.28℃，15.96℃，16.12℃，相交时间分别为8.14s，7.66s，7.90s；涂铝胶A和铝胶B芳纶1313面料的TPP值，量热器升温及相交时间均大于芳纶1313面料，铝胶A和铝胶B芳纶1313后的TPP值较涂层前芳纶1313面料的TPP值分别提高了138.2%，166.3%，157.9%，也就是说，涂铝胶芳纶1313面料的热防护性能好于芳纶1313面料的热防护性能，这是因为，铝胶涂层于芳纶1313面料上时，表面的铝层可以很好的进行高温热量的反射作用，由于涂层后面料的厚度变大，涂铝层也可以很好的保护基布芳纶面料免遭热辐射和对流热源的破坏，所以，涂铝胶芳纶1313面料的热防护性能较好，能够满足消防员隔热服外层面料阻燃隔热的要求。
表3 织物硬挺度试验数据
注：实例1，实例2，实例3为铝胶A和铝胶B涂层芳纶1313面料；对比实例1，对比实例2，对比实例3分别为对应未涂层芳纶1313面料。
从表3可以看出，无论是经向还是纬向，经铝胶涂层后的芳纶1313面料（实例1、实例2和实例3）的硬挺度测试数据与未涂铝胶芳纶1313面料（对比实例1、对比实例2和对比实例3）的硬挺度测试数据相比基本无较大变化，其织物的硬挺度与未涂铝胶芳纶1313面料的硬挺度相当，也就是说，铝胶涂层工艺并未对最终消防服外层面料的手感造成影响，故本发明制成的消防服外层面料手感柔软不僵
硬，具有较好的穿着舒适性。
表4 透湿性能试验数据
注：实例1，实例2，实例3为铝胶A和铝胶B涂层芳纶1313面料；对比实例1，对比实例2，对比实例3分别为对应铝箔芳纶复合面料。
从表4可以看出，对比实例1、对比实例2及对比实例3的水蒸气透过率均为0，也就表明铝箔芳纶复合面料无透湿性能，铝箔层阻碍了人体散发的水蒸气和汗液的向外传导，而实例1、实例2和实例3均有透湿性能，这是由于所用的涂层胶具有透湿功能，故而所制作的铝胶芳纶1313涂层面料也具有透湿性能，故本发明的有益点是所制作的消防服外层面料可以将消防员作战中体表散发的水蒸气和汗液向外传导，减少了消防员因汗液水汽无法外排而产生晕厥现象，从而可以极大的提高消防员的作战效率。
Claims (6)
1.消防员隔热防护服外层面料，其特征在于芳纶纤维织物外表面依次涂覆铝胶A和铝胶B，其中：铝胶A包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、接着剂5-10份、环化磷酸酯阻燃剂20-30份、丁酮15-20份、铝粉4-8份，铝胶B包括以下质量份数原料：油性聚氨酯100份、接着剂5-10份、环化磷酸酯阻燃剂20-30份、丁酮20-30份、铝粉7-10份。
2.根据权利要求1所述的消防员隔热防护服外层面料，其特征在于，所述芳纶纤维织物为芳纶1313。
3.根据权利要求1所述的消防员隔热防护服外层面料，其特征在于，所述接着剂为CA-800D。
4.根据权利要求1所述的消防员隔热防护服外层面料，其特征在于，所述环化磷酸酯阻燃剂为FARAGENT YD-Flame。
5.根据权利要求1所述的消防员隔热防护服外层面料，其特征在于，所述铝胶A和铝胶B由以下方法制备而得：（1）按照质量配比，将环化磷酸酯阻燃剂、丁酮依次加入烧杯，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌4-6min至溶液呈透明状;（2）将铝粉加入步骤（1）所得溶液中，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌4-6min，得银灰色溶液；（3）将接着剂加入步骤（2）所得溶液中，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌4-6min，得银灰色微稠状液体；（4）将油性聚氨酯加入步骤（3）所得银灰色微稠状液体中，以50-70圈/min的搅拌速度匀速搅拌9-12min，得银灰色粘稠状液体；（5）用油性聚氨酯或丁酮调节粘度，调节铝胶A粘度为15000-20000cps，调节铝胶B粘度为5000-8000cps。
6.如权利要求1所述的消防员隔热防护服外层面料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将铝胶A刮涂于芳纶纤维织物表面，湿涂布量为120-150g/m2，上胶速度为25-40m/min，得一次湿涂面料；（2）将步骤（1）所得一次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得一次干燥面料；（3）将铝胶B刮涂于步骤（2）所得一次干燥面料表面，湿涂布量为120-150g/m2，上胶速度为25-40m/min，得二次湿涂面料；（4）将步骤（3）所得二次湿涂面料于100℃下干燥3min，后升温至150℃继续干燥10min，得二次干燥面料，即本发明所述消防员隔热防护服外层面料。
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