CN107938383B - 一种杂化膜结构防酸透湿织物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种杂化膜结构防酸透湿织物及其制备方法,制备方法为:在基布表面喷粘合剂后以同一基布为接收基材同时静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维,最终制得的织物主要由基布和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,杂化纤维膜主要由沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维相互穿插交错形成,防酸透湿织物的拒液指数大于90%,耐酸压达到二级,防酸渗透时间达到二级。本发明的制备方法,提高了织物对于酸液的阻隔性能,改善了织物对液滴的抗沾附和抗浸润性能,兼顾了防酸织物防护性能和舒适性能,制得的织物具有良好的防酸防护性能和舒适性能。
Description
技术领域
本发明属于防酸防护领域,具体涉及一种杂化膜结构防酸透湿织物及其制备方法。
背景技术
目前,我国三酸的使用量已超过30万吨,相关从业人员必须穿着防护服以保证生产安全有序的进行。市面上的防护服一般是经过织物防酸整理后制得,织物的防酸整理发生在纺织品后整理阶段,通过织物整理使防酸整理剂接枝、附着或沉积于织物表面,在织物表面形成具有一定牢度的耐酸防酸保护层,从而使得织物获得足够的耐酸和防酸性能。
常见的织物的防酸整理方法包括:(1)改性整理:为防止酸对纤维大分子的腐蚀,通过改性整理可以阻止酸对纤维大分子的破坏,从而提高织物的防酸性能。例如纤维素纤维具有较差的耐酸性,可通过改性整理将-NH2基团接枝到纤维素纤维上,使得整理后的织物能获得良好的防酸和耐酸腐蚀性能;(2)表面整理:使用有机氟整理剂对纺织品进行表面整理,是目前应用广泛的方式,整理剂可以在基体织物表面铺展成膜,良好的包覆在纤维表面,又因为氟元素具有极低的表面能,更容易在纤维表面聚集,从而使得有机氟整理剂可以在织物表面形成牢固的保护膜,赋予织物优异的拒酸性能;(3)层压及涂层整理:一般防酸面料涂层整理技术会结合表面整理方法使用,形成双层防护,含氟整理剂可有效降低面料的表面能,使得酸液不能在织物表面沾附和浸润,耐酸性涂层可在织物表面形成连续的保护层,极大改善织物的耐酸渗透性能。但经涂层整理后的织物,气孔完全被封闭,导致汗蒸气不能顺利排出体外,舒适性受到严重影响,此外织物还会变得厚重和坚硬,服用性能和可加工性能受到极大影响。
传统的防酸防护服可分为适合轻微酸污染环境穿着的透气型防酸防护服和适合严重酸污染环境穿着的不透气型防酸防护服,透气型防酸防护服主要通过改性整理和表面整理加工制得,其穿着舒适,但耐酸压和防酸浸润渗透性能较差;不透气型防酸防护服主要通过涂层膜和层压复合织物获得,由于在织物表面形成了一层连续的保护层,其防酸织物具备优异的防酸性能,但其织物孔隙被完全封闭,织物的透气透湿性受到极大影响,穿着舒适性较差。因此,市面上防护服的防酸防护性能和舒适性能往往不能兼顾,导致防护性能越好的面料,其舒适性能往往越差。相关从业人员进行生产活动时多进行大量体力劳动,如果不能及时排出汗蒸气和代谢热量,会造成较大的安全隐患。
因此,开发一种具有良好的防酸防护性能和舒适性能的防酸透湿织物及其制备方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中防护面料的防酸防护性能和透气透湿性能不能同时具有的缺点,提供一种具有良好的防酸防护性能和舒适性能的层级膜结构防酸透湿织物及其制备方法,具体是通过在织物表面引入沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的杂化膜,两种纤维相互穿插交错以获得优异的防酸性能,同时由于织物表面膜具有特殊的孔隙结构,能够有效阻止酸液渗透同时保证气态水分子能够透过,因而织物在具有优良的防酸性能的同时还具有较好的透湿性能。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种杂化膜结构防酸透湿织物,主要由基布和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,所述杂化纤维膜主要由沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维相互穿插交错形成;
依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,防酸透湿织物的拒液指数大于90%,一般为90~93%,耐酸压达到二级,防酸渗透时间达到二级。
作为优选的技术方案:
如上所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物,杂化膜结构防酸透湿织物的透湿量相对于其中的基布下降率≤35.5%,基布的透湿量为11518~11522g/m2·24h,现有技术制得的防酸织物往往会大幅降低基布的透湿量,降低率远大于35.5%,一般为70%~90%;
杂化膜结构防酸透湿织物的透气率相对于其中的基布降低了36.0~42.1%,基布的透气率为80.15~82.41mm/s,现有技术制得的防酸织物的透气率相对于其中的基布下降率为70%~90%;
杂化膜结构防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于其中的基布提高了9.59~10.89%、17.26~20.82%和1.52~2.10%,基布的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力分别为681.2~683.3N、9.68~9.76N和1100.3~1104.5N。
如上所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物,所述基布为涤棉细斜纹织物,基布厚度为165~184μm,基布的种类不限于此,一般用于制备防护服的织物都可以作为本发明的基布;
杂化纤维膜的厚度为30~35μm,孔径为0.5~2.5μm,其中沥青纤维的直径为2~10μm,含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径为260~940nm。杂化膜表面孔径范围为0.5~2.5μm,可以有效防止直径大于100μm的液滴(包括水液与酸液)通过,保证了复合织物的耐酸压和防酸渗透时间,同时直径一般为0.4~0.6μm的水蒸气可以顺利通过,保证了透湿透气透湿性能。由于杂化膜中较粗的沥青纤维和聚氨酯纤维相互交织,无序堆叠,形成了适合于水蒸气顺利通过的孔隙,大大提高了透气透湿性能。杂化膜表面含有大量直径为2.2~4.6μm的珠粒且存在于较细的纤维上,大大增加了杂化膜表面的粗糙度。除此之外,沥青纳米纤维表面具有条带凹槽结构,也具有增加杂化膜表面粗糙度的作用。根据Wenzel理论,疏水表面增加粗糙度将更加疏水,珠粒和条带凹槽的存在有效提高了杂化膜复合织物的拒液指数。当酸液滴在复合织物上时,含氟聚氨酯/聚氨酯(FPU/PU)电纺纤维与沥青电纺纤维穿插组合,形成一个空间无纺布状的防酸防护整体。另外,杂化膜纤维间的黏连和扭结的存在一定程度上增强了该膜的整体机械性能。特别是FPU/PU纳米纤维具有良好的机械性能,可在杂化膜中担当沥青纤维的保护机制,在沥青纤维发生断裂后,仍然能同FPU/PU纳米纤维网构成可靠的整体,实现防酸的作用。
本发明还提供了一种制备如上所述的杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,步骤如下:在基布表面喷粘合剂后以同一基布为接收基材同时静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维。
作为优选的技术方案:
如上所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,所述粘合剂为3M气溶胶或EVA热熔胶粉;
静电纺丝得到沥青纤维的沥青纺丝液中沥青的浓度为30~40wt%,溶剂为DMF/THF二元溶液(质量比为1:4或3:7),所述沥青为石油基各向同性沥青;
静电纺丝得到含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝溶液中含氟聚氨酯的浓度为3~8wt%,聚氨酯的浓度为12~16wt%,溶剂为DMF/THF二元溶液(质量比为1:1或7:3或6:4)。
如上所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,所述含氟聚氨酯的具体合成步骤为:
1)将2-全氟辛基乙基醇(TEOH-8)溶液与4,4-二苯基甲基烷二异氰酸酯(MDI)溶液混合进行预聚反应I得到含氟预聚体;
2)加入聚四氢呋喃醚二醇(PTMG 2000)进行预聚反应II得到含氟聚氨酯预聚体;
3)加入扩链剂进行扩链和封端反应;
4)经后处理得到含氟聚氨酯。
如上所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,步骤1)中2-全氟辛基乙基醇(TEOH-8)溶液与4,4-二苯基甲基烷二异氰酸酯(MDI)溶液的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF),2-全氟辛基乙基醇(TEOH-8)溶液浓度为52.8~54.6wt%,4,4-二苯基甲基烷二异氰酸酯(MDI)溶液浓度为50~52wt%,反应刚开始时体系中2-全氟辛基乙基醇(TEOH-8)与4,4-二苯基甲基烷二异氰酸酯(MDI)的摩尔比为1:2,预聚反应I的温度为50℃,预聚反应I的时间为2h;
步骤2)中预聚反应II的温度为60℃,预聚反应II的时间为2h,步骤1)中加入的2-全氟辛基乙基醇(TEOH-8)与步骤2)中加入的聚四氢呋喃醚二醇(PTMG 2000)与的摩尔比为1:0.3;
步骤3)中扩链和封端反应的温度为75℃,时间为2h,扩链剂为三乙二醇(TEG)或1,4丁二醇(BDO),步骤1)中加入的2-全氟辛基乙基醇(TEOH-8)与步骤3)中加入的扩链剂的摩尔比为1:0.6;
步骤4)中后处理包括沉淀、干燥、溶解、再沉淀及再干燥。
如上所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,静电纺沥青纤维膜的参数为:纺丝距离10~15cm,电压18~25kV,注射速度0.8~1.2mL/h,滚筒接收速度1100~1300rpm,温度>25℃,温度过低会使沥青堵塞针头;
静电纺含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维膜的参数为:纺丝距离15~20cm,电压12~18kV,注射速度0.3~0.5mL/h,滚筒接收速度1100~1300rpm。
发明机理:
本发明首先利用含氟聚氨酯具有优良的低表面能,构建了珠粒与纤维交替出现的结构,再将该结构与较粗且具有凹槽结构的沥青纤维配合形成杂化纳米纤维膜。在该杂化纳米纤维膜上较细的纳米纤维、有珠粒存在的纳米纤维和较粗且具有凹槽结构的纤维三者共存,并具有特殊的形貌结构。这种具有多种形貌结构共存的纳米纤维膜结构具有以下特性:1、当酸液滴在该发明的织物上时,除本身材料所具备的优异防酸性能外,多种形貌结构增加了纳米纤维膜防护层表面的粗糙度,从而进一步提高了整体的拒液指数;2、当酸液滴在该发明的织物上时,拒酸性能(包括拒液、防渗透)的作用由含氟聚氨酯/聚氨酯纳米纤维和沥青纳米纤维共同承担,特别是具有较粗且呈现条带凹槽结构的沥青纳米纤维穿插在含氟聚氨酯/聚氨酯纳米纤维之间,能够快速托载酸液,增强了含氟聚氨酯/聚氨酯纳米纤维的防酸性能;3、该发明的防酸透湿织物具有较高的透湿透气性的原因归因于纳米纤维的直径均处于水蒸气能够顺利通过而液滴不可通过的尺寸之内,特别是沥青纳米纤维的加入,使整体的纳米纤维膜由粗细不同,形状各异的纤维组成,实现了孔径尺寸范围分布广,加快了水蒸气顺利流通的时间及降低了水蒸气通过的难度,从而获得了优异的透湿性能;4、该发明的防酸透湿织物的机械性能得到了较明显的提高,归因于杂化膜纤维间的黏连和扭结增强了该膜的整体机械性能。
有益效果:
(1)本发明的一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,工艺简单,操作容易;
(2)本发明的一种杂化膜结构防酸透湿织物,能够有效地防止酸液渗透和腐蚀织物,具有优良的防酸防护性能;
(3)本发明的一种杂化膜结构防酸透湿织物在阻止酸液渗透的同时能够保证水蒸气通过,透湿性能好,能够给使用者带来更舒适的体验。
附图说明
图1为本发明的杂化膜结构防酸透湿织物的结构横截面图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其步骤如下:
(1)含氟聚氨酯的制备:
1)将浓度为52.8wt%的TEOH-8溶液与浓度为50wt%的MDI溶液混合在50℃下进行2h的预聚反应I得到含氟预聚体,其中TEOH-8溶液与MDI溶液的溶剂均为DMF,反应刚开始时体系中TEOH-8与MDI的摩尔比为1:2;
2)加入PTMG 2000在60℃下进行2h的预聚反应II得到含氟聚氨酯预聚体,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的PTMG 2000的摩尔比为1:0.3;
3)加入TEG进行扩链和封端反应,其中扩链和封端反应的温度为75℃,时间为2h,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的TEG的摩尔比为1:0.6;
4)经沉淀、干燥、溶解、再沉淀及再干燥除杂得到含氟聚氨酯;
(2)静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维:
在厚度为165μm的涤棉细斜纹织物表面喷3M气溶胶后以该涤棉细斜纹织物为接收基材同时静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维得到厚度为30μm,孔径为0.5μm的杂化纤维膜,将复合织物放置在热烫机上热压制得杂化膜结构防透湿织物;其中静电纺丝得到沥青纤维的沥青纺丝液中沥青的浓度为30wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为1:4),沥青为石油基各向同性沥青,沥青纤维的直径为2~8μm,静电纺沥青纤维膜的参数为:纺丝距离10cm,电压18kV,注射速度0.8mL/h,滚筒接收速度1100rpm,温度为25.1℃;静电纺丝得到含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝溶液中含氟聚氨酯的浓度为3wt%,聚氨酯的浓度为12wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为1:1),含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径为260~640nm,静电纺含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维膜的参数为:纺丝距离15cm,电压12kV,注射速度0.3mL/h,滚筒接收速度1100rpm;热压时间为60s,热压温度为80℃,热压压力为0.25MPa。
最终制得的杂化膜结构防酸透湿织物,主要由基布即涤棉细斜纹织物和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,杂化纤维膜主要由沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维相互穿插交错形成的,织物的结构横截面图如图1所示,依照GB24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,杂化膜结构防酸透湿织物的拒液指数为90.1%,耐酸压达到二级,防酸渗透时间达到二级;杂化膜结构防酸透湿织物的透湿量相对于涤棉细斜纹织物下降率为34.42%,涤棉细斜纹织物的透湿量为11518g/m2·24h;杂化膜结构防酸透湿织物的透气率相对于涤棉细斜纹织物降低了36.2%,涤棉细斜纹织物的透气率为80.15mm/s;杂化膜结构防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉细斜纹织物提高了9.69%、18.68%和1.68%,涤棉细斜纹织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力分别为681.2N、9.68N和1102.1N。
对比例1
一种防酸透湿织物的制备方法,选用与实施例1相同的涤棉细斜纹织物,在涤棉细斜纹织物表面喷3M气溶胶后采用沥青纺丝液静电纺丝制得厚度为30μm的沥青纤维膜,其中沥青纺丝液中沥青的浓度、溶剂及沥青与实施例1相同,沥青纤维的直径及静电纺丝工艺参数与实施例1步骤(2)相同。
依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,最终制得的防酸透湿织物的拒液指数为42%,耐酸压达到一级,防酸渗透时间达到二级;防酸透湿织物的透湿量相对于其中基布即涤棉细斜纹织物下降率为28%;防酸透湿织物的透气率相对涤棉织物降低了30.4%;防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉织物提高了1.4%、7.5%和0.07%,与实施例1制得的产品对比发现,本发明产品的表面拒酸能力更好,有效防止酸液在衣物表面粘附后造成的腐蚀;由于沥青纤维与织物之间的性能差异决定了其无法与基层面料有机结合,本例产品的物理机械性能较差,表面拒液指数较低,本发明通过对静电纺丝法将沥青纤维与聚氨酯纤维交叉堆叠形成形貌结构特殊的聚氨酯/沥青杂化纤维膜,其形貌结构有利于充分发挥含氟聚氨酯纳米纤维优异的拒液性能、聚氨酯纳米纤维优秀的机械强度和沥青纳米纤维优秀的表面性能、防酸性能。
对比例2
一种防酸透湿织物的制备方法,选用与实施例1相同的涤棉细斜纹织物,在涤棉细斜纹织物表面喷3M气溶胶后采用含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝液静电纺丝制得厚度为30μm的含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维膜,其中含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝溶液中含氟聚氨酯的浓度、聚氨酯的浓度及溶剂与实施例1相同,含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径及静电纺丝工艺参数与实施例1步骤(2)相同。
依照《GB 24540-2009防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,最终制得的防酸透湿织物的拒液指数为90%,耐酸压达到一级,防酸渗透时间达到一级;防酸透湿织物的透湿量相对于其中基布即涤棉细斜纹织物下降率为49.4%;防酸透湿织物的透气率相对涤棉织物降低了52.34%;防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉织物提高了3.1%、10.3%和1.4%。与实施例1对比发现,本发明产品的防酸、透湿透气及物理机械性能均优于本例;将本例与对比例1对比发现,本例产品的拒液及物理机械性能优于对比例1,但本例产品的透湿透气性能远远差与对比例1。综合对比三例发现,本发明将具有各种形貌特点的纳米纤维有机组合,一方面通过连续纤维、珠粒、凹槽以及较粗纤维的交叉扩大表面粗糙度,增强托载酸液的能力;另一方面,不同形貌结构的纳米纤维共存扩大了纤维膜的孔径分布范围,有利于水蒸气的顺利流通;除此之外,不同形貌结构的纳米纤维的共存,其结构中相互交联、扭结处增强了整体纳米纤维膜的力学性能。本发明弥补了两种纳米纤维膜材料单独使用的缺陷,做到了结构与性能的最有效结合。
对比例3
一种杂化结构防酸透湿织物的制备方法,在厚度为170μm的涤棉细斜纹织物表面喷3M气溶胶后以该涤棉细斜纹织物为接收基材同时静电纺沥青纳米纤维和苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)得到厚度为30μm,孔径为0.5μm的杂化纤维膜,制得杂化膜结构防酸透湿织物;其中沥青纺丝液中沥青的浓度、溶剂及沥青与实施例1相同,沥青纤维的直径及静电纺丝艺参数与实施例1步骤(2)相同。其中静电纺丝得到SBS纤维的纺丝液浓度为10wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为1:3),苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中丁二烯链段与苯乙烯链段之比为40:60,SBS纤维的直径为300~700nm左右,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物纤维膜的纺丝参数为:纺丝距离20cm,电压20kV,注射速度0.4mL/h,滚筒接收速度1100rpm。
最终制得的杂化膜结构防酸透湿织物,主要由基布即涤棉细斜纹织物和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,杂化纤维膜主要由沥青纤维和SBS纤维相互穿插交错形成的,依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,制得的防酸透湿织物的拒液指数为72.8%,耐酸压达到一级,防酸渗透时间达到一级;防酸透湿织物的透湿量相对于其中基布即涤棉细斜纹织物下降率为72.4%;防酸透湿织物的透气率相对涤棉织物降低了62.34%;防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉织物提高了1.51%、7.54%和0.88%。通过比较实施例1与本例发现,虽然本例中选择的SBS纤维也具有优异的耐酸腐蚀性能,但本发明产品的防酸性能、透气透湿以及机械性能均强于本例,其原因可归结于纳米纤维膜的形貌结构差异,由沥青与SBS构建的杂化纳米纤维,纤维仅存在于粗细的差异,无异性结构且纤维膜结构致密,这样就会导致其防酸性能弱、水蒸气无法快速流通以及在力学性能测试时容易出现弱节而断裂。
对比例4
一种杂化结构防酸透湿织物的制备方法,在厚度为170μm的涤棉细斜纹织物表面喷3M气溶胶后以该涤棉细斜纹织物为接收基材同时静电苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维得到厚度为30μm,孔径为0.5μm的杂化纤维膜,制得杂化膜结构防透湿织物;其中静电纺丝得到的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)纺丝液中苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)的浓度、溶剂及苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)的牌号与对比例3相同,苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)纤维的直径及静电纺丝工艺参数与对比例3相同;含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径及静电纺丝工艺参数与实施例1步骤(2)相同。
最终制得的杂化膜结构防酸透湿织物,主要由基布即涤棉细斜纹织物和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,杂化纤维膜主要由含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维和SBS纤维相互穿插交错形成的,依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,最终制得的防酸透湿织物的拒液指数为84%,耐酸压达到一级,防酸渗透时间达到一级;防酸透湿织物的透湿量相对于其中基布即涤棉细斜纹织物下降率为72.4%;防酸透湿织物的透气率相对涤棉织物降低了73.2%;防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉织物提高3.06%、15.6%和1.32%。与实施例1对比发现,本发明产品的透气透湿性能更好,穿着舒适性更佳;同时表面性能更加优异,能够防止酸液在衣物表面的停留而引起持续腐蚀;其机械性能也强于本例,正说明了是本发明产品中的纤维具有不同形貌结构造成了本发明产品性能的提升。
对比例5
一种防酸透湿织物的制备方法,选用与实施例1相同的涤棉细斜纹织物,在涤棉细斜纹织物表面喷3M气溶胶后采用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)纺丝液静电纺丝制得厚度为30μm的SBS纤维膜,制得防酸透湿织物,其中静电纺丝得到的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)纺丝液中苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)的浓度、溶剂及苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)的牌号与对比例3相同,苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)纤维的直径及静电纺丝工艺参数与对比例3相同。
最终制得的防酸透湿织物,主要由基布即涤棉细斜纹织物和沉积在基布表面的SBS纤维膜组成,依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,最终制得的防酸透湿织物的拒液指数为60%,耐酸压达到一级,防酸渗透时间达到一级;防酸透湿织物的透湿量相对于其中基布即涤棉细斜纹织物下降率为71.2%;防酸透湿织物的透气率相对涤棉织物降低了67.8%;防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉织物提高了6.6%、24.8%和1.6%。与实施例1对比发现,本发明产品的透气透湿性能远高于本例,同时表面性能更加优异,防止酸在衣物表面的停留造成的持续腐蚀。
对比例6
一种涂层防酸织物的制备方法,其步骤如下:
(1)防酸涂层胶的制备:
在丙烯酸酯涂层胶加入1%的表面活性剂,搅拌分散,然后边搅拌边缓慢滴加适量的抗酸碱材料,再分别加入交联剂和防粘剂,制得防酸涂层胶;
(2)涂层整理:
选用与实施例1相同的涤棉织物,对织物进行防水预处理(防水剂1.5%,轧液率70%,一进一轧),烘焙干燥后采用丙烯酸酯涂层胶使用涂层刮刀直接进行防酸涂层整理,其中涂层上胶量为50g/L,烘干固着;
(3)后整理:
面料涂层后浸轧防水防油剂。
依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,最终制得的涂层防酸织物的涂层厚度为0.1mm,其拒液指数为90.1%,耐酸压达到三级,防酸渗透时间达到三级;涂层防酸织物的透湿量相对于其中基布即涤棉织物下降率为84.5%,涂层防酸织物的透气率相对涤棉织物降低了88.2%;涂层防酸织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉织物提高了8.1%和9.5%,撕裂断裂强力则下降了4.5%。与实施例1对比发现,虽然本例的抗酸性能优秀,但本发明产品的透气透湿及物理机械性能远优于本例,产品耐用性及穿着舒适性优于本例。正是本发明产品中纳米纤维膜具有不同结构形貌,这使得其在实现保证了良好的防酸性能的同时,还具有优异的透湿透气性能及物理机械性能,一方面提高穿着舒适性,另一方面提高了产品的耐用性。
实施例2
一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其步骤如下:
(1)含氟聚氨酯的制备:
1)将浓度为54.6wt%的TEOH-8溶液与浓度为52wt%的MDI溶液混合在50℃下进行2h的预聚反应I得到含氟预聚体,其中TEOH-8溶液与MDI溶液的溶剂均为DMF,反应刚开始时体系中TEOH-8与MDI的摩尔比为1:2;
2)加入PTMG 2000在60℃下进行2h的预聚反应II得到含氟聚氨酯预聚体,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的PTMG 2000的摩尔比为1:0.3;
3)加入BDO进行扩链和封端反应,其中扩链和封端反应的温度为75℃,时间为2h,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的BDO的摩尔比为1:0.6;
4)经沉淀、干燥、溶解、再沉淀及再干燥除杂得到含氟聚氨酯;
(2)静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维:
在厚度为184μm的涤棉细斜纹织物表面喷EVA热熔胶粉后以该涤棉细斜纹织物为接收基材同时静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维得到厚度为35μm,孔径为2.5μm的杂化纤维膜,将复合织物放置在热烫机上热压制得杂化膜结构防透湿织物;其中静电纺丝得到沥青纤维的沥青纺丝液中沥青的浓度为40wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为3:7),沥青为石油基各向同性沥青,沥青纤维的直径为4~10μm,静电纺沥青纤维膜的参数为:纺丝距离15cm,电压25kV,注射速度1.2mL/h,滚筒接收速度1300rpm,温度为28℃;静电纺丝得到含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝溶液中含氟聚氨酯的浓度为8wt%,聚氨酯的浓度为16wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为7:3),含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径为350~940nm,静电纺含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维膜的参数为:纺丝距离20cm,电压18kV,注射速度0.5mL/h,滚筒接收速度1300rpm;热压时间为60s,热压温度为80℃,热压压力为0.25MPa。
最终制得的杂化膜结构防酸透湿织物,主要由基布即涤棉细斜纹织物和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,杂化纤维膜主要由沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维相互穿插交错形成的,依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,杂化膜结构防酸透湿织物的拒液指数为95%,耐酸压达到二级,防酸渗透时间达到二级;杂化膜结构防酸透湿织物的透湿量相对于涤棉细斜纹织物下降率为25.0%,涤棉细斜纹织物的透湿量为11518g/m2·24h;杂化膜结构防酸透湿织物的透气率相对于涤棉细斜纹织物降低了42.1%,涤棉细斜纹织物的透气率为80.15mm/s;杂化膜结构防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉细斜纹织物提高了10.89%、20.82%和2.1%,涤棉细斜纹织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力分别为681.2N、9.68N和1102.1N。
实施例3
一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其步骤如下:
(1)含氟聚氨酯的制备:
1)将浓度为53.7wt%的TEOH-8溶液与浓度为51wt%的MDI溶液混合在50℃下进行2h的预聚反应I得到含氟预聚体,其中TEOH-8溶液与MDI溶液的溶剂均为DMF,反应刚开始时体系中TEOH-8与MDI的摩尔比为1:2;
2)加入PTMG 2000在60℃下进行2h的预聚反应II得到含氟聚氨酯预聚体,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的PTMG 2000的摩尔比为1:0.3;
3)加入TEG进行扩链和封端反应,其中扩链和封端反应的温度为75℃,时间为2h,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的TEG的摩尔比为1:0.6;
4)经沉淀、干燥、溶解、再沉淀及再干燥除杂得到含氟聚氨酯;
(2)静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维:
在厚度为175μm的涤棉细斜纹织物表面喷3M气溶胶后以该涤棉细斜纹织物为接收基材同时静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维得到厚度为32.5μm,孔径为1.5μm的杂化纤维膜,将复合织物放置在热烫机上热压制得杂化膜结构防透湿织物;其中静电纺丝得到沥青纤维的沥青纺丝液中沥青的浓度为35wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为1:4),沥青为石油基各向同性沥青,沥青纤维的直径为2~8μm,静电纺沥青纤维膜的参数为:纺丝距离12.5cm,电压21.5kV,注射速度1.0mL/h,滚筒接收速度1200rpm,温度为30℃;静电纺丝得到含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝溶液中含氟聚氨酯的浓度为5.5wt%,聚氨酯的浓度为14wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为3:2),含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径为400~670nm,静电纺含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维膜的参数为:纺丝距离17.5cm,电压15kV,注射速度0.4mL/h,滚筒接收速度1200rpm;热压时间为60s,热压温度为80℃,热压压力为0.25MPa。
最终制得的杂化膜结构防酸透湿织物,主要由基布即涤棉细斜纹织物和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,杂化纤维膜主要由沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维相互穿插交错形成的,依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,杂化膜结构防酸透湿织物的拒液指数为93%,耐酸压达到二级,防酸渗透时间达到二级;杂化膜结构防酸透湿织物的透湿量相对于涤棉细斜纹织物下降率为29.81%,涤棉细斜纹织物的透湿量为11518g/m2·24h;杂化膜结构防酸透湿织物的透气率相对于涤棉细斜纹织物降低了36.0%,涤棉细斜纹织物的透气率为80.15mm/s;杂化膜结构防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉细斜纹织物提高了9.78%、18.93%和1.66%,涤棉细斜纹织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力分别为681.2N、9.68N和1102.1N。
实施例4
一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其步骤如下:
(1)含氟聚氨酯的制备:
1)将浓度为54.0wt%的TEOH-8溶液与浓度为50.5wt%的MDI溶液混合在50℃下进行2h的预聚反应I得到含氟预聚体,其中TEOH-8溶液与MDI溶液的溶剂均为DMF,反应刚开始时体系中TEOH-8与MDI的摩尔比为1:2;
2)加入PTMG 2000在60℃下进行2h的预聚反应II得到含氟聚氨酯预聚体,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的PTMG 2000的摩尔比为1:0.3;
3)加入TEG进行扩链和封端反应,其中扩链和封端反应的温度为75℃,时间为2h,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的TEG的摩尔比为1:0.6;
4)经沉淀、干燥、溶解、再沉淀及再干燥除杂得到含氟聚氨酯;
(2)静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维:
在厚度为174μm的涤棉细斜纹织物表面喷EVA热熔胶粉后以该涤棉细斜纹织物为接收基材同时静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维得到厚度为33μm,孔径为1.0μm的杂化纤维膜,将复合织物放置在热烫机上热压制得杂化膜结构防透湿织物;其中静电纺丝得到沥青纤维的沥青纺丝液中沥青的浓度为38wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为3:7),沥青为石油基各向同性沥青,沥青纤维的直径为2~8μm,静电纺沥青纤维膜的参数为:纺丝距离13cm,电压24kV,注射速度1.1mL/h,滚筒接收速度1150rpm,温度为30℃;静电纺丝得到含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝溶液中含氟聚氨酯的浓度为5wt%,聚氨酯的浓度为13wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为1:1),含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径为260~460nm,静电纺含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维膜的参数为:纺丝距离20cm,电压16kV,注射速度0.45mL/h,滚筒接收速度1250rpm;热压时间为60s,热压温度为80℃,热压压力为0.25MPa。
最终制得的杂化膜结构防酸透湿织物,主要由基布即涤棉细斜纹织物和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,杂化纤维膜主要由沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维相互穿插交错形成的,依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,杂化膜结构防酸透湿织物的拒液指数为92.1%,耐酸压达到二级,防酸渗透时间达到二级;杂化膜结构防酸透湿织物的透湿量相对于涤棉细斜纹织物下降率为32.0%,涤棉细斜纹织物的透湿量为11518g/m2·24h;杂化膜结构防酸透湿织物的透气率相对于涤棉细斜纹织物降低了36.0%,涤棉细斜纹织物的透气率为80.15mm/s;杂化膜结构防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉细斜纹织物提高了9.89%、20.81%和1.74%,涤棉细斜纹织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力分别为681.2N、9.68N和1102.1N。
实施例5
一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其步骤如下:
(1)含氟聚氨酯的制备:
1)将浓度为53.2wt%的TEOH-8溶液与浓度为51.5wt%的MDI溶液混合在50℃下进行2h的预聚反应I得到含氟预聚体,其中TEOH-8溶液与MDI溶液的溶剂均为DMF,反应刚开始时体系中TEOH-8与MDI的摩尔比为1:2;
2)加入PTMG 2000在60℃下进行2h的预聚反应II得到含氟聚氨酯预聚体,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的PTMG 2000的摩尔比为1:0.3;
3)加入TEG进行扩链和封端反应,其中扩链和封端反应的温度为75℃,时间为2h,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的TEG的摩尔比为1:0.6;
4)经沉淀、干燥、溶解、再沉淀及再干燥除杂得到含氟聚氨酯;
(2)静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维:
在厚度为170μm的涤棉细斜纹织物表面喷3M气溶胶后以该涤棉细斜纹织物为接收基材同时静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维得到厚度为31μm,孔径为2.0μm的杂化纤维膜,将复合织物放置在热烫机上进行热压制得杂化膜结构防透湿织物;其中静电纺丝得到沥青纤维的沥青纺丝液中沥青的浓度为38wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为3:7),沥青为石油基各向同性沥青,沥青纤维的直径为2~8μm,静电纺沥青纤维膜的参数为:纺丝距离11cm,电压19kV,注射速度1.1mL/h,滚筒接收速度1280rpm,温度为29℃;静电纺丝得到含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝溶液中含氟聚氨酯的浓度为3wt%,聚氨酯的浓度为12wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为7:3),含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径为260~620nm,静电纺含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维膜的参数为:纺丝距离16cm,电压17kV,注射速度0.3mL/h,滚筒接收速度1160rpm;热压时间为60s,热压温度为80℃,热压压力为0.25MPa。
最终制得的杂化膜结构防酸透湿织物,主要由基布即涤棉细斜纹织物和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,杂化纤维膜主要由沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维相互穿插交错形成的,依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,杂化膜结构防酸透湿织物的拒液指数为90.3%,耐酸压达到二级,防酸渗透时间达到二级;杂化膜结构防酸透湿织物的透湿量相对于涤棉细斜纹织物下降率为32.6%,涤棉细斜纹织物的透湿量为11518g/m2·24h;杂化膜结构防酸透湿织物的透气率相对于涤棉细斜纹织物降低了36.2%,涤棉细斜纹织物的透气率为80.15mm/s;杂化膜结构防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉细斜纹织物提高了9.59%、18.53%和1.52%,涤棉细斜纹织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力分别为681.2N、9.68N和1102.1N。
实施例6
一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其步骤如下:
(1)含氟聚氨酯的制备:
1)将浓度为54.0wt%的TEOH-8溶液与浓度为51.2wt%的MDI溶液混合在50℃下进行2h的预聚反应I得到含氟预聚体,其中TEOH-8溶液与MDI溶液的溶剂均为DMF,反应刚开始时体系中TEOH-8与MDI的摩尔比为1:2;
2)加入PTMG 2000在60℃下进行2h的预聚反应II得到含氟聚氨酯预聚体,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的PTMG 2000的摩尔比为1:0.3;
3)加入BDO进行扩链和封端反应,其中扩链和封端反应的温度为75℃,时间为2h,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的BDO的摩尔比为1:0.6;
4)经沉淀、干燥、溶解、再沉淀及再干燥除杂得到含氟聚氨酯;
(2)静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维:
在厚度为170μm的涤棉细斜纹织物表面喷EVA热熔胶粉后以该涤棉细斜纹织物为接收基材同时静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维得到厚度为35μm,孔径为2.5μm的杂化纤维膜,将复合织物放置在热烫机上热压制得杂化膜结构防透湿织物;其中静电纺丝得到沥青纤维的沥青纺丝液中沥青的浓度为38wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为3:7),沥青为石油基各向同性沥青,沥青纤维的直径为2~8μm,静电纺沥青纤维膜的参数为:纺丝距离13cm,电压22kV,注射速度1.2mL/h,滚筒接收速度1300rpm,温度为30℃;静电纺丝得到含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝溶液中含氟聚氨酯的浓度为3wt%,聚氨酯的浓度为12wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为6:4),含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径为260~650nm,静电纺含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维膜的参数为:纺丝距离15cm,电压18kV,注射速度0.5mL/h,滚筒接收速度1100rpm;热压时间为60s,热压温度为80℃,热压压力为0.25MPa。
最终制得的杂化膜结构防酸透湿织物,主要由基布即涤棉细斜纹织物和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,杂化纤维膜主要由沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维相互穿插交错形成的,依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,杂化膜结构防酸透湿织物的拒液指数为91.6%,耐酸压达到二级,防酸渗透时间达到二级;杂化膜结构防酸透湿织物的透湿量相对于涤棉细斜纹织物下降率为35.5%,涤棉细斜纹织物的透湿量为11518g/m2·24h;杂化膜结构防酸透湿织物的透气率相对于涤棉细斜纹织物降低了36.1%,涤棉细斜纹织物的透气率为80.15mm/s;杂化膜结构防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉细斜纹织物提高了9.82%、20.68%和1.83%,涤棉细斜纹织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力分别为681.2N、9.68N和1102.1N。
实施例7
一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其步骤如下:
(1)含氟聚氨酯的制备:
1)将浓度为54.5wt%的TEOH-8溶液与浓度为50wt%的MDI溶液混合在50℃下进行2h的预聚反应I得到含氟预聚体,其中TEOH-8溶液与MDI溶液的溶剂均为DMF,反应刚开始时体系中TEOH-8与MDI的摩尔比为1:2;
2)加入PTMG 2000在60℃下进行2h的预聚反应II得到含氟聚氨酯预聚体,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的PTMG 2000的摩尔比为1:0.3;
3)加入BDO进行扩链和封端反应,其中扩链和封端反应的温度为75℃,时间为2h,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的BDO的摩尔比为1:0.6;
4)经沉淀、干燥、溶解、再沉淀及再干燥除杂得到含氟聚氨酯;
(2)静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维:
在厚度为177μm的涤棉细斜纹织物表面喷EVA热熔胶粉后以该涤棉细斜纹织物为接收基材同时静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维得到厚度为32μm,孔径为1.6μm的杂化纤维膜,将复合织物放置在热烫机上进行热压制得杂化膜结构防透湿织物;其中静电纺丝得到沥青纤维的沥青纺丝液中沥青的浓度为38wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为3:7),沥青为石油基各向同性沥青,沥青纤维的直径为2~8μm,静电纺沥青纤维膜的参数为:纺丝距离15cm,电压22kV,注射速度1.0mL/h,滚筒接收速度1260rpm,温度为25.8℃;静电纺丝得到含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝溶液中含氟聚氨酯的浓度为3wt%,聚氨酯的浓度为12wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为6:4),含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径为260~650nm,静电纺含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维膜的参数为:纺丝距离19cm,电压15kV,注射速度0.35mL/h,滚筒接收速度1100rpm;热压时间为60s,热压温度为80℃,热压压力为0.25MPa。
最终制得的杂化膜结构防酸透湿织物,主要由基布即涤棉细斜纹织物和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,杂化纤维膜主要由沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维相互穿插交错形成的,依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,杂化膜结构防酸透湿织物的拒液指数为91.2%,耐酸压达到二级,防酸渗透时间达到二级;杂化膜结构防酸透湿织物的透湿量相对于涤棉细斜纹织物下降率为34.1%,涤棉细斜纹织物的透湿量为11518g/m2·24h;杂化膜结构防酸透湿织物的透气率相对于涤棉细斜纹织物降低了36.0%,涤棉细斜纹织物的透气率为80.15mm/s;杂化膜结构防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉细斜纹织物提高了9.74%、17.26%和1.68%,涤棉细斜纹织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力分别为681.2N、9.68N和1102.1N。
实施例8
一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其步骤如下:
(1)含氟聚氨酯的制备:
1)将浓度为54.6wt%的TEOH-8溶液与浓度为52wt%的MDI溶液混合在50℃下进行2h的预聚反应I得到含氟预聚体,其中TEOH-8溶液与MDI溶液的溶剂均为DMF,反应刚开始时体系中TEOH-8与MDI的摩尔比为1:2;
2)加入PTMG 2000在60℃下进行2h的预聚反应II得到含氟聚氨酯预聚体,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的PTMG 2000的摩尔比为1:0.3;
3)加入BDO进行扩链和封端反应,其中扩链和封端反应的温度为75℃,时间为2h,步骤1)中加入的TEOH-8与该步骤加入的BDO的摩尔比为1:0.6;
4)经沉淀、干燥、溶解、再沉淀及再干燥除杂得到含氟聚氨酯;
(2)静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维:
在厚度为170μm的涤棉细斜纹织物表面喷3M气溶胶后以该涤棉细斜纹织物为接收基材同时静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维得到厚度为35μm,孔径为2.5μm的杂化纤维膜,将复合织物放置在热烫机上进行热压制得杂化膜结构防透湿织物;其中静电纺丝得到沥青纤维的沥青纺丝液中沥青的浓度为38wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为1:4),沥青为石油基各向同性沥青,沥青纤维的直径为2~8μm,静电纺沥青纤维膜的参数为:纺丝距离11cm,电压18kV,注射速度0.9mL/h,滚筒接收速度1100rpm,温度为26℃;静电纺丝得到含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝溶液中含氟聚氨酯的浓度为3wt%,聚氨酯的浓度为12wt%,溶剂为DMF/THF(质量比为6:4),含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径为260~650nm,静电纺含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维膜的参数为:纺丝距离16cm,电压16kV,注射速度0.36mL/h,滚筒接收速度1300rpm;热压时间为60s,温度为80℃,压力为0.25MPa。
最终制得的杂化膜结构防酸透湿织物,主要由基布即涤棉细斜纹织物和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,杂化纤维膜主要由沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维相互穿插交错形成的,依照GB 24540-2009《防护服装酸碱类化学品防护服》进行测试,杂化膜结构防酸透湿织物的拒液指数为91.2%,耐酸压达到二级,防酸渗透时间达到二级;杂化膜结构防酸透湿织物的透湿量相对于涤棉细斜纹织物下降率为33.1%,涤棉细斜纹织物的透湿量为11518g/m2·24h;杂化膜结构防酸透湿织物的透气率相对于涤棉细斜纹织物降低了38.2%,涤棉细斜纹织物的透气率为82.41mm/s;杂化膜结构防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于涤棉细斜纹织物提高了10.39%、19.68%和1.94%,涤棉细斜纹织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力分别为681.2N、9.68N和1102.1N。
Claims (8)
1.一种杂化膜结构防酸透湿织物,其特征是:主要由基布和沉积在基布表面的杂化纤维膜组成,所述杂化纤维膜主要由沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维相互穿插交错形成;防酸透湿织物的拒液指数大于90%,耐酸压达到二级,防酸渗透时间达到二级。
2.根据权利要求1所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物,其特征在于,杂化膜结构防酸透湿织物的透湿量相对于其中的基布下降率≤35.5%,基布的透湿量为11518~11522g/m2·24h;
杂化膜结构防酸透湿织物的透气率相对于其中的基布降低了36.0~42.1%,基布的透气率为80.15~82.41mm/s;
杂化膜结构防酸透湿织物的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力相对于其中的基布提高了9.59~10.89%、17.26~20.82%和1.52~2.10%,基布的顶破强力、撕裂断裂强力和拉伸断裂强力分别为681.2~683.3N、9.68~9.76N和1100.3~1104.5N。
3.根据权利要求1所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物,其特征在于,所述基布为涤棉细斜纹织物,基布厚度为165~184μm;
杂化纤维膜的厚度为30~35μm,孔径为0.5~2.5μm,其中沥青纤维的直径为2~10μm,含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的直径为260~940nm。
4.如权利要求1所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其特征是:在基布表面喷粘合剂后以同一基布为接收基材同时静电纺沥青纤维和含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维。
5.根据权利要求4所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其特征在于,所述粘合剂为3M气溶胶或EVA热熔胶粉;
静电纺丝得到沥青纤维的沥青纺丝液中沥青的浓度为30~40wt%,溶剂为DMF/THF,所述沥青为石油基各向同性沥青;
静电纺丝得到含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维的含氟聚氨酯/聚氨酯共混纺丝溶液中含氟聚氨酯的浓度为3~8wt%,聚氨酯的浓度为12~16wt%,溶剂为DMF/THF二元溶液。
6.根据权利要求5所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其特征在于,所述含氟聚氨酯的具体合成步骤为:
1)将2-全氟辛基乙基醇溶液与4,4-二苯基甲基烷二异氰酸酯溶液混合进行预聚反应I得到含氟预聚体;
2)加入聚四氢呋喃醚二醇进行预聚反应II得到含氟聚氨酯预聚体;
3)加入扩链剂进行扩链和封端反应;
4)经后处理得到含氟聚氨酯。
7.根据权利要求6所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其特征在于,步骤1)中2-全氟辛基乙基醇溶液与4,4-二苯基甲基烷二异氰酸酯溶液的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,2-全氟辛基乙基醇溶液浓度为52.8~54.6wt%,4,4-二苯基甲基烷二异氰酸酯溶液浓度为50~52wt%,反应刚开始时体系中2-全氟辛基乙基醇与4,4-二苯基甲基烷二异氰酸酯的摩尔比为1:2,预聚反应I的温度为50℃,预聚反应I的时间为2h;
步骤2)中预聚反应II的温度为60℃,预聚反应II的时间为2h,步骤1)中加入的2-全氟辛基乙基醇与步骤2)中加入的聚四氢呋喃醚二醇的摩尔比为1:0.3;
步骤3)中扩链和封端反应的温度为75℃,时间为2h,扩链剂为三乙二醇或1,4丁二醇,步骤1)中加入的2-全氟辛基乙基醇与步骤3)中加入的扩链剂的摩尔比为1:0.6;
步骤4)中后处理包括沉淀、干燥、溶解、再沉淀及再干燥。
8.根据权利要求4所述的一种杂化膜结构防酸透湿织物的制备方法,其特征在于,静电纺沥青纤维膜的参数为:纺丝距离10~15cm,电压18~25kV,注射速度0.8~1.2mL/h,滚筒接收速度1100~1300rpm,温度>25℃;
静电纺含氟聚氨酯/聚氨酯复合纤维膜的参数为:纺丝距离15~20cm,电压12~18kV,注射速度0.3~0.5mL/h,滚筒接收速度1100~1300rpm。
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