CN114263046A - 一种耐腐蚀混纺面料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，包括基布层以及设于所述基布层表面的耐腐蚀功能层；所述基布层是由PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维通过混纺制成的混纺纱编织而成；所述耐腐蚀功能层包括如下按重量份计的各组分：含环氧基超支化聚硼硅氧烷30‑40份、纳米硼纤维2‑4份、氟化石墨烯1‑2份、2,4‑二氨基‑6‑二烯丙氨基‑1,3,5‑三嗪2‑4份、2‑[3‑(2H‑苯并三唑‑2‑基)‑4‑羟基苯基]乙基2‑甲基丙烯酸酯2‑4份、乙烯基三甲氧基硅烷3‑5份、N‑(4‑氰基‑3‑三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺8‑10份、光引发剂0.07‑0.1份。本发明还公开了一种所述耐腐蚀混纺面料的制备方法。本发明公开的耐腐蚀混纺面料耐腐蚀效果显著，穿着舒适性好，机械力学性能和阻燃性佳。
Description
技术领域
本发明涉及纺织面料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀混纺面料及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的发展和生活水平的日益提高，人们对现代服装功能性和美观性要求越来越高，它们已经不再只是遮衣蔽体、驱寒保暖的工具，还承载着更多附加值。耐腐蚀面料是制作现代防护服装的重要材料，通常用于一些酸碱等有腐蚀性的较为恶劣的环境，其性能直接影响使用寿命，综合性能的不佳的耐腐蚀面料甚至会引发严重的安全事故。可见，寻求更为有效的方法，制备出综合性能和性能稳定性佳的耐腐蚀面料势在必行。
目前耐腐蚀面料制备所用纤维大多采用的是含氟聚合物、碳纤维，这类材料虽然具有优异的耐腐蚀性和耐热防护性，但是舒适性较差。市面上耐腐蚀面料还或多或少存在透气性、耐磨性、保暖性不好，制作粗糙、耐腐蚀度不高，使用寿命短等缺陷。
为了解决上述问题，申请公布号为CN106280624A的中国发明专利公开了一种耐酸碱服装面料，在麻布面料上粘合有防护涂层，该涂层由以下组分组成：溴化丁基橡胶、氯醇橡胶、氯化聚乙烯、牛脂基二羟乙基氧化胺、坚果油、松油醇、丙酸乙酯、卡波树脂、大蒜提取物、丙环唑、单氟磷酸钠、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、重铬酸钠、硅酸钠粉、无水石膏、醋酸钙、焦磷酸钠、铬酸锌、薄荷脑、钼酸钠、锑酸钠粉末、三乙二醇二异辛酸酯、硬脂酸铝、羟基锡酸锌、癸二酸二丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、羊毛脂、十二烷基苯磺酸钠、二乙烯基苯、羧甲基纤维素钠。该发明的面料组成复杂，成本高，耐腐蚀性能还有待进一步提高。
又如，授权公告号为CN109825913B的中国发明专利提供了一种耐腐蚀面料，所述耐腐蚀面料可用于生产特殊复杂环境下的高舒适性耐化学腐蚀的防护服的面料。其中，所述面料纤维组成包括聚酯扁纤维、表面带有孔洞或沟槽的芳纶纤维、聚酯三角纤维，所述聚酯扁纤维、所述芳纶纤维、所述聚酯三角纤维混纺形成所述面料的纱线。该发明还提供了一种耐腐蚀防护服，所述耐腐蚀防护服含有所述耐腐蚀面料，或由所述耐腐蚀面料制成。该发明提供的耐腐蚀面料，可以抵抗浓硫酸等强腐蚀性化学品的破坏，同时具有良好的穿着舒适性；然而该类面料容易吸附灰尘，染色性能不足，遇火星易熔成空洞，阻燃性和耐腐蚀性能有待进一步提高。
因此，开发一种耐腐蚀效果显著，穿着舒适性好，机械力学性能和阻燃性佳的耐腐蚀面料及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值，对促进功能面料领域的发展具有非常重要的意义。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种耐腐蚀效果显著，穿着舒适性好，机械力学性能和阻燃性佳的耐腐蚀混纺面料及其制备方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，包括基布层以及设于所述基布层表面的耐腐蚀功能层；所述基布层是由PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维通过混纺制成的混纺纱编织而成；所述耐腐蚀功能层由如下按重量份计的各组分混合制成：含环氧基超支化聚硼硅氧烷30-40份、纳米硼纤维2-4份、氟化石墨烯1-2份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪2-4份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯2-4份、乙烯基三甲氧基硅烷3-5份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺8-10份、光引发剂0.07-0.1份。
优选的，所述PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维的重量份数比为(40-60):(10-15):(5-8)。
优选的，所述白色聚酯基椰炭纤维的商标为cocotex，购于太仓舫柯纺织品有限公司。
优选的，所述混纺纱的规格为75D/45F、90D/60F、100D/72F中的任意一种。
优选的，所述含环氧基超支化聚硼硅氧烷的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述含环氧基超支化聚硼硅氧烷是按CN107868252B的中国发明专利实施例1的方法制成。
优选的，所述纳米硼纤维的平均直径为300-500nm，长径比为(13-18)。
优选的，所述氟化石墨烯的粒径为1000-1300目。
优选的，所述光引发剂为安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚中的至少一种。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述耐腐蚀混纺面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维和壳聚糖纤维混纺成混纺纱线，再进行整经，织造成型，得到基布层；将耐腐蚀功能层各组分混合均匀后，得到混合物料，然后加入到有机溶剂中，混合均匀后，涂覆在基布层表面，再在90-100℃，波长为220-260nm的紫外光下固化30-40min，得到耐腐蚀混纺面料。
优选的，所述混合物料、有机溶剂的质量比为1:(0.8-1.2)；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)本发明提供的耐腐蚀混纺面料的制备方法，该制备方法简单易行，原料来源广泛，对设备和仪器的要求不高，制备效果高，适合规模化生产，具有较高的市场推广应用价值。
(2)本发明提供的耐腐蚀混纺面料，采用双层结构设置，使得与肌肤接触层舒适性更佳，避免耐腐蚀功能层组分与人体肌肤直接接触易造成过敏、舒适性不佳，使用到一定时间后腐蚀性物质可能向人体肌肤渗透，从而造成对人体伤害的缺陷。
(3)本发明提供的耐腐蚀混纺面料，所述基布层是由PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维通过混纺制成的混纺纱编织而成；这些纤维材料协同作用，使得穿着舒适性佳，抗菌阻燃耐腐蚀性能和保暖性能好，力学性能优异；壳聚糖纤维上的氨基能与耐腐蚀功能层中的组分含环氧基超支化聚硼硅氧烷上的环氧基发生环氧开环反应，从而改善两层之间的结合力，避免脱层；
(4)本发明提供的耐腐蚀混纺面料，所述耐腐蚀功能层由如下组分混合制成：含环氧基超支化聚硼硅氧烷、纳米硼纤维、氟化石墨烯、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、光引发剂。其中的含有不饱和烯键的单体组分在光引发剂的引发作用下发生共聚反应；2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪上的氨基能与含环氧基超支化聚硼硅氧烷上的环氧基发生化学反应，从而形成互穿网络结构，外加通过各组分引入的氰基三氟苯基、硼硅氧烷基、苯并三唑基和三嗪基之间相互配合，共同作用，使得制成的耐腐蚀功能层耐腐蚀效果显著，阻燃性和机械力学性能佳，耐老化性能好，使用寿命长。
(5)本发明提供的耐腐蚀混纺面料，纳米硼纤维、氟化石墨烯的加入不仅能增强耐腐蚀性能和机械力学性能，还能提高耐磨性能；与其它组分协同作用，使得最终耐腐蚀混纺面料产品耐腐蚀效果显著，穿着舒适性好，机械力学性能和阻燃性佳。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围；实施例中所述白色聚酯基椰炭纤维的商标为cocotex，购于太仓舫柯纺织品有限公司；所述含环氧基超支化聚硼硅氧烷是按CN107868252B的中国发明专利实施例1的方法制成。
实施例1
一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，包括基布层以及设于所述基布层表面的耐腐蚀功能层；所述基布层是由PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维通过混纺制成的混纺纱编织而成；所述耐腐蚀功能层包括如下按重量份计的各组分：含环氧基超支化聚硼硅氧烷30份、纳米硼纤维2份、氟化石墨烯1份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪2份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯2份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺8份、光引发剂0.07份。
所述PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维的重量份数比为40:10:5；所述混纺纱的规格为75D/45F；所述纳米硼纤维的平均直径为300nm，长径比为13；所述氟化石墨烯的粒径为1000目；所述光引发剂为安息香。
一种所述耐腐蚀混纺面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维和壳聚糖纤维混纺成混纺纱线，再进行整经，织造成型，得到基布层；将耐腐蚀功能层各组分混合均匀后，得到混合物料，然后加入到有机溶剂中，混合均匀后，涂覆在基布层表面，再在90℃，波长为220nm的紫外光下固化30min，得到耐腐蚀混纺面料；所述混合物料、有机溶剂的质量比为1:0.8；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
实施例2
一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，包括基布层以及设于所述基布层表面的耐腐蚀功能层；所述基布层是由PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维通过混纺制成的混纺纱编织而成；所述耐腐蚀功能层包括如下按重量份计的各组分：含环氧基超支化聚硼硅氧烷33份、纳米硼纤维2.5份、氟化石墨烯1.2份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪2.5份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯2.5份、乙烯基三甲氧基硅烷3.5份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺8.5份、光引发剂0.08份。
所述PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维的重量份数比为45:12:6；所述混纺纱的规格为90D/60F；所述纳米硼纤维的平均直径为350nm，长径比为15；所述氟化石墨烯的粒径为1100目；所述光引发剂为安息香双甲醚。
一种所述耐腐蚀混纺面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维和壳聚糖纤维混纺成混纺纱线，再进行整经，织造成型，得到基布层；将耐腐蚀功能层各组分混合均匀后，得到混合物料，然后加入到有机溶剂中，混合均匀后，涂覆在基布层表面，再在93℃，波长为230nm的紫外光下固化32min，得到耐腐蚀混纺面料；所述混合物料、有机溶剂的质量比为1:0.9；所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
实施例3
一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，包括基布层以及设于所述基布层表面的耐腐蚀功能层；所述基布层是由PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维通过混纺制成的混纺纱编织而成；所述耐腐蚀功能层包括如下按重量份计的各组分：含环氧基超支化聚硼硅氧烷35份、纳米硼纤维3份、氟化石墨烯1.5份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪3份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯3份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺9份、光引发剂0.085份。
所述PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维的重量份数比为50:13:6.5；所述混纺纱的规格为100D/72F；所述纳米硼纤维的平均直径为400nm，长径比为15；所述氟化石墨烯的粒径为1150目；所述光引发剂为安息香乙醚。
一种所述耐腐蚀混纺面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维和壳聚糖纤维混纺成混纺纱线，再进行整经，织造成型，得到基布层；将耐腐蚀功能层各组分混合均匀后，得到混合物料，然后加入到有机溶剂中，混合均匀后，涂覆在基布层表面，再在95℃，波长为240nm的紫外光下固化35min，得到耐腐蚀混纺面料；所述混合物料、有机溶剂的质量比为1:1；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
实施例4
一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，包括基布层以及设于所述基布层表面的耐腐蚀功能层；所述基布层是由PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维通过混纺制成的混纺纱编织而成；所述耐腐蚀功能层包括如下按重量份计的各组分：含环氧基超支化聚硼硅氧烷38份、纳米硼纤维3.5份、氟化石墨烯1.8份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪3.5份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯3.5份、乙烯基三甲氧基硅烷4.5份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺9.5份、光引发剂0.09份。
所述PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维的重量份数比为55:14:7.5；所述混纺纱的规格为75D/45F；所述纳米硼纤维的平均直径为450nm，长径比为17；所述氟化石墨烯的粒径为1250目；所述光引发剂为安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚按质量比1:1:3:2混合形成的混合物。
一种所述耐腐蚀混纺面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维和壳聚糖纤维混纺成混纺纱线，再进行整经，织造成型，得到基布层；将耐腐蚀功能层各组分混合均匀后，得到混合物料，然后加入到有机溶剂中，混合均匀后，涂覆在基布层表面，再在98℃，波长为252nm的紫外光下固化38min，得到耐腐蚀混纺面料；所述混合物料、有机溶剂的质量比为1:1.1；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比3:5混合形成的混合物。
实施例5
一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，包括基布层以及设于所述基布层表面的耐腐蚀功能层；所述基布层是由PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维通过混纺制成的混纺纱编织而成；所述耐腐蚀功能层包括如下按重量份计的各组分：含环氧基超支化聚硼硅氧烷40份、纳米硼纤维4份、氟化石墨烯2份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪4份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯4份、乙烯基三甲氧基硅烷5份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺10份、光引发剂0.1份。
所述PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维的重量份数比为60:15:8；所述混纺纱的规格为90D/60F；所述纳米硼纤维的平均直径为500nm，长径比为18；所述氟化石墨烯的粒径为1300目；所述光引发剂为安息香异丙醚。
一种所述耐腐蚀混纺面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维和壳聚糖纤维混纺成混纺纱线，再进行整经，织造成型，得到基布层；将耐腐蚀功能层各组分混合均匀后，得到混合物料，然后加入到有机溶剂中，混合均匀后，涂覆在基布层表面，再在100℃，波长为260nm的紫外光下固化40min，得到耐腐蚀混纺面料；所述混合物料、有机溶剂的质量比为1:1.2；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
对比例1
一种耐腐蚀混纺面料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，没有添加壳聚糖纤维和纳米硼纤维。
对比例2
一种耐腐蚀混纺面料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，没有添加2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯。
对比例3
一种耐腐蚀混纺面料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，没有添加2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪。
将实施例1-5和对比例1-3所述耐腐蚀混纺面料样品进行性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：
(1)腐蚀率测试：将面积为20cm*20cm的面料分别在相对湿度50％、PH＝3.5酸性环境、PH＝9.5碱性环境下浸泡48小时计算面料的腐蚀率＝腐蚀面积/总面积×100％。
(2)透气性：按照GB/T5453-1997《纺织品织物透气性的测定》标准方法进行测试。
(3)阻燃性：按照UL94标准测试防火等级。
表1
从表1可见，本发明实施例公开的耐腐蚀混纺面料，与对比例产品相比，具有更佳优异的耐腐蚀性、透气性和阻燃性性，这是各结构和组分协同作用的结果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，包括基布层以及设于所述基布层表面的耐腐蚀功能层；所述基布层是由PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维通过混纺制成的混纺纱编织而成；所述耐腐蚀功能层由如下按重量份计的各组分混合制成：含环氧基超支化聚硼硅氧烷30-40份、纳米硼纤维2-4份、氟化石墨烯1-2份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪2-4份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯2-4份、乙烯基三甲氧基硅烷3-5份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺8-10份、光引发剂0.07-0.1份。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，所述PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维、壳聚糖纤维的重量份数比为(40-60):(10-15):(5-8)。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，所述混纺纱的规格为75D/45F、90D/60F、100D/72F中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，所述纳米硼纤维的平均直径为300-500nm，长径比为(13-18)。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，所述氟化石墨烯的粒径为1000-1300目。
6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀混纺面料，其特征在于，所述光引发剂为安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚中的至少一种。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述耐腐蚀混纺面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将PBT弹性纤维T300、白色聚酯基椰炭纤维和壳聚糖纤维混纺成混纺纱线，再进行整经，织造成型，得到基布层；将耐腐蚀功能层各组分混合均匀后，得到混合物料，然后加入到有机溶剂中，混合均匀后，涂覆在基布层表面，再在90-100℃，波长为220-260nm的紫外光下固化30-40min，得到耐腐蚀混纺面料。
8.根据权利要求7所述的一种耐腐蚀混纺面料的制备方法，其特征在于，所述混合物料、有机溶剂的质量比为1:(0.8-1.2)；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
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