CN114703678A - 一种耐磨、防剐蹭面料及其成型方法 - Google Patents

一种耐磨、防剐蹭面料及其成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐磨、防剐蹭面料及其成型方法，该耐磨、防剐蹭面料由柔性面料构成的织物和热固性树脂固化物制成。热固性树脂固化物由热固性树脂和添加有硬质颗粒的固化剂配置而成，在柔性面料表面形成表面光滑的热固性树脂固化物阵列，构成柔软、透气、轻质且具有耐磨、防剐蹭效果的面料。该面料在制备方法上，采用网板成型工艺或点胶成型工艺，将添加了硬质颗粒的热固性树脂预制体阵列排列在柔性面料上，经固化后从而得到耐磨、防刮蹭面料。本发明解决了现有技术中耐磨涂层透气性差、柔软舒适度欠佳的问题，所制备面料柔软、透气、轻质且具有耐磨、防剐蹭效果，适用于各种箱包、鞋面的防剐蹭保护以及易磨损部位增强防护材料。

Description

一种耐磨、防剐蹭面料及其成型方法
技术领域
本发明属于防护面料及其制备领域，具体涉及一种耐磨、防剐蹭面料及其成型方法。
背景技术
随着交通方式的多样化，极大的便利了人们的旅途。通常箱包是用来放置旅途时所需的衣物、个人用品等，早期的箱包是以木材或者其他质量较大的材料制成，随着航空旅行的普及，箱包的材料逐渐向更为轻质的硬塑料或者布料转变，而现有的箱包在使用时外表面易受到摩擦剐蹭，从而影响美观甚至损坏。
另外，在日常活动中，我们所穿着的服装服饰避免不了会与外界物体接触、摩擦和剐蹭，从而出现磨损或者破损。常见的，衣服磨损时常出现在膝盖、手肘、臀部等易磨损处；手套的磨损通常出现在指尖、手掌部位；鞋子的磨损通常发生在鞋面处。
基于这一现状，当前已经研发出旨在针对箱包、手套、衣服手肘和膝盖处的摩损和剐蹭提供防护，虽然在一定程度上这些防护面料可以起到相应的效果，但基本上都较为笨重，缺乏灵活性、透气性和柔软性。
目前，表面涂层处理是应对磨损和剐蹭最常见的方法。中国专利CN101280522A通过将耐磨层涂料均匀刮涂在混纺面料的外层，晾干后制备得耐磨防剐蹭箱包用面料，所制备的面料具有较佳的耐磨性，但涂层面料的存在会导致人体长时间背负后产生闷热问题，影响舒适性。中国专利CN106418818A通过在手套的手指部位喷涂耐磨层，增加手指部位的耐磨度，将手套的使用寿命提高了30％，但通过喷涂工艺实现的防磨存在粘接不牢、易脱落的问题。对于服装手肘、膝盖等易磨损处的耐磨处理通常是增加一层或多层面料，增加易磨损处的厚度，从而达到防护效果。中国专利CN212877645U通过在膝盖和臀部位置缝制一层面料作为耐磨保护层，能够起到较为理想的防磨效果，从而延长其使用寿命，但膝盖、臀部位置面料的层叠会影响人体关节部位的运动灵活性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨、防剐蹭面料及其成型方法。为了解决现有技术中耐磨涂层透气性差、柔软舒适度欠佳的问题，本发明顺应耐磨、防剐蹭织物需求广泛的应用趋势，采用网板成型工艺或者点胶成型工艺，将硬质热固性树脂在柔性面料上阵列排列，从而构成柔软、透气、轻质且具有耐磨、防剐蹭效果的面料，使其既满足耐磨、防剐蹭的性能要求，也依旧保持面料本身的柔软性和透气性。本发明弥补了国内耐磨、防剐蹭面料领域的技术缺陷，所制备面料可适用于各种箱包、鞋面的防剐蹭保护，也可用于手套易磨损处的增强材料，还可用于人体服装手肘、膝盖等易磨损部位的防护材料。
为实现上述目的，本发明一方面提供如下技术方案：
一种耐磨、防剐蹭面料，其特征在于：所述面料包括柔性面料和热固性树脂固化物，所述热固性树脂固化物在柔性面料表面形成表面光滑的热固性树脂固化物阵列；所述热固性树脂固化物由热固性树脂和固化剂配置而成，所述固化剂添加有硬质颗粒。
优选地，所述柔性面料选自芳纶、锦纶、丙纶、维纶、乙纶、涤纶、腈纶、氯纶、毛、丝、棉、麻、富强、铜氨、黏胶、醋酯、玻璃的一种或多种纤维制得的织物。
优选地，所述热固性树脂，选自环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、呋喃树脂、聚丁二烯树脂、三聚氰胺甲醛树脂中的一种或多种，优选环氧树脂。
优选地，所述织物为机织物、针织物、非织造布或编织物。所述织物面密度为0.1-0.3kg/m2；其中，所述机织物包含平纹织物、斜纹织物、缎纹织物；所述针织物包含纬平组织、罗纹组织、双反面组织、双罗纹组织、经平组织、经缎组织和编链组织。
优选地，所述柔性面料采用防水防油处理，防水防油处理剂与去离子水质量比为1：2-15；处理方法为：将柔性面料浸渍于经过配比的处理剂中1-10min后取出，放入温度为100-150℃的烘箱烘干4-10min，然后再170-180℃定型烘焙1-5min。
优选地，所述热固性树脂固化物阵列的间隙为0.2-5mm，树脂固化物边缘任意两点之间的距离为0.1-5mm，高度为0.1-2mm；
优选地，所述硬质颗粒的粒径大小为50-200微米，颗粒的截面形状为圆形、椭圆形、多边形。
优选地，所述耐磨、防剐蹭面料的耐磨性能达到GB/T21196.2-2007标准马丁代尔法测试法四级以上，防剐蹭性能达到GB/T 3920—1997标准《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》刮擦测试四级以上，防水性能达到GB/T 4745-2012标准二级以上，透气率指标达到GB/T5453-1997标准50mm/s以上。
另一方面，本发明还提供一种涉及上述耐磨、防剐蹭面料的成型方法，
其包括如下步骤：
S1、柔性面料的制备与防水防油处理，得到处理后的基布；
S2、热固性树脂预制体的制备；
S3、采用网板成型工艺或者点胶成型工艺于所述步骤S1的基布表面形成热固性树脂预制体阵列，得到复合后的面料；
S4、通过传送装置输出所述步骤S3复合后的面料，进行固化处理工艺，使热固性树脂预制体阵列在基布表面粘结固化，从而得到耐磨、防刮蹭面料。
优选地，步骤S2中，所述热固性树脂预制体的制备方法为：
S21、硬质颗粒处理；
S22、固化剂溶液配置：将双氰胺粉末、二甲基咪唑、二甲基甲酰胺置于40-80℃的水浴锅中水浴加热并不断搅拌至粉末溶解，得到所述固化剂溶液；
S23、固化剂溶液混合物配置：在所述步骤S22固化剂溶液中加入抗氧剂、防沉降分散剂、色粒、消泡剂，并将经过表面处理后的硬质颗粒加入，搅拌均匀得到润湿后的硬质颗粒；
S24、热固性树脂预制体制备：将所述步骤S23润湿后的硬质颗粒与热固性树脂经机械搅拌，混合均匀，并对混合物进行脱泡处理，得到热固性树脂预制体。
优选地，步骤S3中，所述网板成型工艺包括以下步骤：
S31、将所述基布平铺在平板之上并且固定；
S32、通过垂直升降装置将所述网板放置于经S31的所述基布之上，并与基布紧紧贴合，挤出装置将步骤S2制备的所述热固性树脂预制体均匀的分散在所述网板的网眼内，使每个网眼填满所述热固性树脂预制体；
S33、使用刮刀刮去网板表面多余的所述热固性树脂预制体，通过垂直升降装置将网板从基布表面垂直分离，使所述热固性树脂预制体在基布上保持和网板网孔一致的形状及排列，形成热固性树脂预制体阵列。
优选地，步骤S3中，所述点胶成型工艺包括以下步骤：
S31’、将所述基布平放于传动装置上，通过升降装置将点胶装置移动到织物上方；
S32’、将步骤S2制备的所述热固性树脂预制体倒入供料系统，推动挤出装置将所述热固性树脂预制体通过点胶装置滴在基布表面与基布复合，并在基布表面形成热固性树脂预制体阵列；
S33’、将步骤S32’复合后的基布面料跟随传送装置移动，开始下一周期的点胶；
优选地，步骤S21中，所述硬质颗粒表面处理包括以下步骤：
S211、硅烷偶联剂处理剂配置：将硅烷偶联剂与去离子水按照1:10-30比例配置得到硅烷偶联剂处理剂，待用；所述硅烷偶联剂处理剂优选KH-560、KH-550和KH-570中的一种；
S212、硬质颗粒处理：将硅烷偶联剂处理剂与硬质颗粒按照1:2-5的质量比润湿搅拌，使其充分接触，处理时间为1-10min；
S213、烘干：将经步骤S212处理后的硬质颗粒放入烘箱烘干，烘干温度为60-100℃，干燥时间2-24h；
S214、研磨分散：使用球磨机对经步骤S213处理后的硬质颗粒进行研磨分散，得到经表面处理的硬质颗粒。
优选地，步骤S22和S23中各原料的份数为：双氰胺粉末2-6份，二甲基咪唑1-2份，二甲基甲酰胺8-15份，抗氧剂1-3份、防沉降分散剂6-15份、色粒3-20份、消泡剂3-9份；步骤S24中，所述润湿后硬质颗粒与热固性树脂的质量比为1:5-10。
优选地，步骤S32中，所述网板为金属或非金属网板，所述网板厚度为0.1-2mm；所述网板的每个网孔水平面尺寸任意两点间的距离为0.1-5mm；所述网孔与网孔之间的间隙为0.2-5mm；优选地，网板上的网孔形状为圆形、椭圆形或多边形中的一种或多种；所述网孔形状按照矩阵式、错列式、多尺寸式和/或多样式排列；所述网孔外表面以及内表面镀膜或喷涂脱模剂。
优选地，步骤S31’中，所述点胶装置由一排或多排平行排列的针头组成，每个点胶针头直径大小为0.1-1mm，点胶针头密度为直线10cm范围内均匀分布30-60个点胶针头。
本发明所获得的有益技术效果在于：
(1)本发明热固性树脂中加入高硬度、高强度硬质粒子，在面料表面形成的树脂固化物阵列可以实现高耐磨性和高防剐蹭性能。同时，热固性树脂在固化前是优良的粘结剂，固化后与面料粘结的牢度很大，在受到外界摩擦、剐蹭时，热固性树脂固化物不易脱落；另一方面，纱线被热固性树脂固化物固定，在受到外界剐蹭时，不易滑移抽拔，能起到持续的防护效果，有较长的使用寿命，所制备面料具有良好的耐磨、防剐蹭性能。
(2)本发明中热固性树脂固化物的分散排列一方面使得与面料与外界的有效接触面积大大减小，减小摩擦阻力，从而可以减少摩擦损坏；另一方面，在满足防护效果的前提下，更好地保持了面料的面密度、透气性和柔软性。
(3)本发明采用网板成型或点胶成型工艺，工艺流程短，生产速度快，成型效率高。
附图说明
图1为本发明实施例一耐磨、防剐蹭面料成型方法所制备的面料产品放大图(放大比例1：18)；
图2为本发明实施例二耐磨、防剐蹭面料成型方法所制备的面料产品放大图(放大比例1：20)。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分优选实施例，而不是全部的实施例。另外，为了清楚和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况。
(一)柔性面料
该面料可以是芳纶、锦纶、丙纶、维纶、乙纶、涤纶、腈纶、氯纶、毛、丝、棉、麻、富强、铜氨、黏胶、醋酯、玻璃的一种或多种纤维制得的织物。
织物面密度为0.1-0.3kg/m2，可采用机织、针织、编织或非织造方式制得。其中，机织物包含平纹织物、斜纹织物、缎纹织物；针织物包含纬平组织、罗纹组织、双反面组织、双罗纹组织、经平组织、经缎组织和编链组织。
(二)热固性树脂固化物
热固性树脂采用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、呋喃树脂、聚丁二烯树脂、三聚氰胺甲醛树脂中的一种或多种，并添加硬质颗粒、固化剂、色粒、分散剂、抗氧化剂、阻燃剂、相容剂、增韧剂、消泡剂、稀释剂的一种或几种。硬质颗粒可选择二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、碳化硅颗粒、碳化硼颗粒、氧化锆颗粒中的一种或几种，颗粒的粒径大小为50-200微米，颗粒的截面形状为圆形、椭圆形和/或多边形，具体地该多边形可以优选采用正三角形、正方形或正六边形等。热固性树脂固化物树脂和固化剂质量配比为1：5-10。热固性树脂固化物边缘水平任意两点的距离为0.1-5mm，厚度为0.1-2mm，树脂固化物之间存在0.2-5mm的间隙。示例性地，在一些实施例中，可选地上述边长或直径为0.1mm、1.5mm、3mm或5mm等，厚度0.1mm、1mm、1.5mm或2mm等，间隙0.2mm、1.5mm、3mm或5mm等。边长过小，其与柔性面料之间的结合力会下降，从而容易掉落，防磨防剐蹭性能也会大大下降，容易破损；以及边长过大，会导致织物太硬不柔软；相邻阵列彼此间隙过小，硬度也会较大，织物的弯曲灵活性会变差；间隙过大，则起不到应有的防剐蹭效果，间隙处破损的概率增大。
(三)耐磨、防剐蹭面料
本发明的耐磨、防剐蹭面料包括上述柔性面料和附着固定于上述柔性面料表面的上述添加硬质颗粒或其他性能添加剂的热固性树脂固化物阵列。该耐磨、防剐蹭面料的舒适性及耐磨性等指标能够达到如下等级：
1)耐磨性能
发明所制备的耐磨、防剐蹭面料依据GB/T21196.2-2007标准马丁代尔法测试法，耐磨性能可达四级以上。
2)防剐蹭性能
本发明所制备的耐磨、防剐蹭面料依据GB/T 3920—1997标准《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》方法，防剐蹭性能可达到四级以上。
3)防水性能
本发明所制备的耐磨、防剐蹭面料依据GB/T 4745-2012标准，防水性能达到二级以上。
4)透气性能
本发明所制备的耐磨、防剐蹭面料依据GB/T5453-1997标准，透气率可达50mm/s以上。
以上是本发明耐磨、防剐蹭面料主要性能指标，具体实施例的产品测试性能见表1，均能够达到该复合材料产品的上述要求。
(四)耐磨、防剐蹭面料的成型工艺
1)柔性面料的制备与表面防水防油处理
柔性面料选择采用芳纶、锦纶、丙纶、维纶、乙纶、涤纶、腈纶、氯纶、毛、丝、棉、麻、富强、铜氨、黏胶、醋酯、玻璃的一种或多种纤维、纱线，以机织、针织、编织或非织造制得的织物。
对该柔性面料可以采用防水防油处理剂进行表面处理，防水防油处理剂采用六碳防水防油剂，防水防油稀释溶剂中防水剂与去离子水质量比为1:2-15；处理方法为：将面料完全浸渍于防水防油稀释溶剂中，1-10min后取出放入烘箱干燥定型。烘箱干燥温度为100-150℃，干燥时间为4-10min；定型温度为170-180℃，定型时间为1-5min，得到处理后的柔性面料作为基布。在一些实施例中，防水防油处理剂采用大金六碳防水防油剂，具体可选地如采用TG-5671、TG-4574、TG-5601等。
当然，在本发明的其它一些实施例中，为了降低成本，也可以不对柔性面料进行防水防油处理，防水防油处理只是本发明的优选实施方式，本领域技术人员应当理解，该处理其目的是可以更好地防止热固性树脂由于纤维纱线的芯吸效应迅速扩散而影响热固性树脂预制体阵列的成型效果，尤其是针对采用点胶成型工艺的成型方法。
2)热固性树脂预制体的制备
I)硬质颗粒处理；
II)固化剂溶液配置：将双氰胺粉末、二甲基咪唑、二甲基甲酰胺置于40-80℃的水浴锅中水浴加热并不断搅拌至粉末溶解，得到固化剂溶液；
III)固化剂溶液混合物配置：在所述固化剂溶液中加入抗氧剂、防沉降分散剂、色粒、消泡剂，并将经过表面处理后的硬质颗粒加入，搅拌均匀得到润湿后的硬质颗粒；
IV)热固性树脂预制体制备：将所述润湿后的硬质颗粒与热固性树脂以1:5-10的质量比混合，经机械搅拌混合均匀，之后对混合物进行脱泡处理，得到热固性树脂预制体，粘度为300-1800pa·s。
在热固性树脂预制体的制备工艺中，
其中步骤I)硬质颗粒处理包括以下步骤：
a)硅烷偶联剂处理剂配置：将硅烷偶联剂与去离子水按照1:10-30比例配置得到硅烷偶联剂处理剂，待用；所述硅烷偶联剂处理剂优选KH-560、KH-550和KH-570中的一种；
b)硬质颗粒处理：将硅烷偶联剂处理剂与硬质颗粒按照1:2-5的质量比润湿搅拌，使其充分接触，处理时间为1-10min；
c)烘干：将经步骤b)处理后的硬质颗粒放入烘箱烘干，烘干温度为60-100℃，干燥时间2-24h；
d)研磨分散：使用球磨机对经步骤c)处理后的硬质颗粒进行研磨分散，转速为200-2000转/min，时间为5-20min，得到经表面处理的硬质颗粒。
上述各原料的份数为：双氰胺粉末2-6份，二甲基咪唑1-2份，二甲基甲酰胺8-15份，抗氧剂1-3份、防沉降分散剂6-15份、色粒3-20份、消泡剂3-9份。
3)热固性树脂预制体阵列
本发明采用网板成型工艺或者点胶成型工艺于基布表面形成热固性树脂预制体阵列。
I)网板成型工艺
a)将所述基布平铺在平板之上并且固定；
b)通过垂直升降装置将所述网板放置于经步骤a)所述基布之上，并与基布紧紧贴合，挤出装置将制备完成的所述热固性树脂预制体均匀的分散在所述网板的网眼内，使每个网眼填满所述热固性树脂预制体；
c)使用刮刀刮去网板表面多余的树脂预制体，垂直升降装置将网板从基布表面垂直分离，使所述树脂预制体在基布上保持和网板网孔一致的形状及排列，形成热固性树脂预制体阵列。
步骤b)中，网板可选金属或非金属材料，网板厚度为0.1-2mm；所述网板的每个网孔水平面尺寸任意两点间的距离为0.1-5mm；所述网孔与网孔之间的间隙为0.2-5mm；网板上的网孔形状与热固性树脂预制体阵列的成型形状相一致；网孔形状可以按照矩阵式、错列式、多尺寸式、多样式、多尺寸多样式等方式排列；网孔外表面以及内表面需要镀膜或喷涂脱模剂，以避免热固性树脂沾在网板上。
另外，刮刀速率可设置为0.1-10m/min。
II)点胶成型工艺
a)将所述基布平放于传动装置上，通过升降装置将点胶装置移动到织物上方；
b)将制备完成的所述热固性树脂倒入供料系统，推动挤出装置将所述热固性树脂预制体通过点胶装置滴在基布表面与基布复合，并在基布表面形成热固性树脂预制体阵列；
c)将复合后的基布面料跟随传送装置移动，开始下一周期的点胶；
步骤a)中，所述点胶装置由一排或几排平行排列的针头组成，每个点胶针头直径大小为0.1-1mm，点胶针头密度为直线10cm范围内均匀分布30-60个点胶针头。点胶针头的挤出压力为3-6MPa，树脂挤出速度为30-180mg/s，点胶针头离织物的高度为1-2mm，织物的移动速度为0.5-50mm/s。
4)粘结固化
通过传送装置输出复合后的面料，进行固化处理工艺，使热固性树脂预制体在基布表面粘结固化。热固性树脂未固化前为液态，在织物表面与部分织物在空间上有交叉，树脂固化后，织物表面部分纱线结构保留在树脂内部，从而具有较强的物理粘合强力。
固化处理工艺采用先UV固化之后再高温固化的方式，UV固化可使树脂外部快速定型，高温固化后续增强树脂韧性与硬度。其中，UV固化的波长范围10-400nm，固化时间为1-60s；高温固化设置烘箱温度为120-200℃，固化时间为1-30min。
实施例1
1)柔性面料的制备与表面防水防油处理
柔性面料是以涤纶纤维为原料制备而成的机织物，面密度为0.15kg/m2，组织结构为1/2斜纹。采用六碳防水防油剂进行表面处理，防水防油稀释溶剂中防水剂与去离子水质量比为1:10；处理方法为：将面料完全浸渍于防水防油稀释溶剂中，6min后取出放入烘箱干燥定型。烘箱干燥温度为125℃，干燥时间为6min；定型温度为170℃，定型时间为5min，得到处理后的柔性面料作为基布。
热固性树脂固化物阵列为圆形矩阵式，相邻热固性树脂间隙为0.2mm，直径为0.1mm，厚度为0.1mm。
2)热固性树脂预制体的制备
I)硬质颗粒处理，具体工艺如下：
a)硅烷偶联剂处理剂配置：将硅烷偶联剂与去离子水按照1:20比例配置得到硅烷偶联剂处理剂，待用；
b)硬质颗粒处理：称取适量二氧化硅颗粒(粒径100μm，颗粒截面形状为多边形)，将硅烷偶联剂处理剂与二氧化硅颗粒按照1:2的质量比润湿搅拌，使其充分接触，处理时间为3min；
c)烘干：将处理后的二氧化硅颗粒放入烘箱烘干，烘干温度：80℃，干燥时间14h；
d)研磨分散：使用球磨机对经烘干处理后的二氧化硅颗粒进行研磨分散，转速为1000转/min，时间为10min，得到经表面处理的二氧化硅颗粒。
II)固化剂溶液配置：将双氰胺粉末、二甲基咪唑、二甲基甲酰胺置于60℃的水浴锅中水浴加热并不断搅拌至粉末溶解，得到固化剂溶液；
III)固化剂溶液混合物配置：在上述固化剂溶液中加入抗氧剂、防沉降分散剂、色粒、消泡剂，并将经过表面处理后的二氧化硅颗粒加入，搅拌均匀得到润湿后的二氧化硅颗粒；
上述各原料的份数为：双氰胺粉末4份，二甲基咪唑1份，二甲基甲酰胺11份，抗氧剂1份、防沉降分散剂6份、色粒15份、消泡剂3份，表面处理后的二氧化硅颗粒40份。
IV)热固性树脂预制体制备：将所述润湿后的二氧化硅颗粒与环氧树脂按照质量比1:5进行配比，经机械搅拌，混合均匀，之后对混合物在20℃真空下进行脱泡处理5min，得到热固性树脂预制体。
3)热固性树脂预制体阵列
采用网板成型工艺于基布表面形成热固性树脂预制体阵列，网板为金属不锈钢材料，厚度为0.1mm；每个网孔水平面尺寸任意两点间的距离为0.1mm；网孔与网孔之间的间隙为0.2mm；网孔形状为圆形，按照矩阵式排列。具体步骤如下：
a)将经过防水防油处理的基布平铺在平板之上并且固定；
b)垂直升降装置将网板放置于上述基布之上，并与基布紧紧贴合，挤出装置将热固性树脂预制体均匀的分散在网板的一侧，控制升降装置使刮刀紧贴网板，从网板挤出树脂的一侧以1m/min的速率匀速刮过，使热固性树脂预制体均匀分散在网板的各个网孔中；
c)使用刮刀刮去网板表面多余的树脂预制体，垂直升降装置将网板从基布表面垂直分离，使所述树脂预制体在基布上保持和网板网孔一致的形状及排列，形成热固性树脂预制体阵列。
4)粘结固化
通过传送装置输出1复合后的面料，进行固化处理工艺，使热固性树脂预制体在基布表面粘结固化。固化处理采用先UV固化再高温固化的工艺，其中，UV固化的波长为395nm，固化时间为10s；高温固化设置烘箱温度为140℃，固化时间为25min，进而得到耐磨、防刮蹭面料，其产品展示参见图1所示。
实施例2
1)柔性面料的制备与表面防水防油处理
柔性面料是以棉纤维为原料制备而成的机织物，面密度为0.1kg/m2，组织结构为1/2斜纹。采用六碳防水防油剂进行表面处理，防水防油稀释溶剂中防水剂与去离子水质量比为1:15；处理方法为：将面料完全浸渍于防水防油稀释溶剂中，10min后取出放入烘箱干燥定型。烘箱干燥温度为125℃，干燥时间为6min；定型温度为170℃，定型时间为5min，得到处理后的柔性面料作为基布。
热固性树脂固化物阵列为圆形，相邻热固性树脂间隙为0.5mm，直径为0.5mm，厚度为0.5mm。
2)热固性树脂预制体的制备
I)硬质颗粒处理，具体工艺如下：
a)硅烷偶联剂处理剂配置：将硅烷偶联剂与去离子水按照1:25比例配置得到硅烷偶联剂处理剂，待用；
b)硬质颗粒处理：称取适量氧化铝颗粒，粒径为200μm，截面为多边形，将硅烷偶联剂处理剂与氧化铝颗粒按照1:3的质量比润湿搅拌，使其充分接触，处理时间为3min；
c)烘干：将处理后的氧化铝颗粒放入烘箱烘干，烘干温度：100℃，干燥时间8h；
d)研磨分散：使用球磨机对经烘干处理后的氧化铝颗粒进行研磨分散，转速为1000转/min，时间为10min，得到经表面处理的氧化铝颗粒。
II)固化剂溶液配置：将双氰胺粉末、二甲基咪唑、二甲基甲酰胺置于60℃的水浴锅中水浴加热并不断搅拌至粉末溶解，得到固化剂溶液；
III)固化剂溶液混合物配置：在上述固化剂溶液中加入抗氧剂、防沉降分散剂、色粒、消泡剂，并将经过表面处理后的氧化铝颗粒加入，搅拌均匀得到润湿后的氧化铝颗粒；
上述各原料的份数为：双氰胺粉末3份，二甲基咪唑1份，二甲基甲酰胺10份，抗氧剂1份、防沉降分散剂8份、色粒10份、消泡剂4份，表面处理后的氧化铝颗粒50份。
IV)热固性树脂预制体制备：将所述润湿后的氧化铝颗粒与环氧树脂按照质量比1:5进行配比，经机械搅拌，混合均匀，之后对混合物在20℃真空下进行脱泡处理5min，得到热固性树脂预制体。
3)热固性树脂预制体阵列
采用点胶成型工艺于基布表面形成热固性树脂预制体阵列，具体步骤如下：
a)将上述基布平放于传动装置上，通过升降装置将点胶装置移动到织物上方；
b)将制备完成的所述热固性树脂倒入供料系统，推动挤出装置将所述热固性树脂预制体通过点胶装置滴在基布表面与基布复合，并在基布表面形成热固性树脂预制体阵列；
c)将复合后的基布面料跟随传送装置移动，开始下一周期的点胶；
步骤a)中，所述点胶装置由平行排列的针头组成，每个点胶针头直径大小为0.5mm，点胶针头密度为直线10m范围内均匀分布60个点胶针头。点胶针头的挤出压力为5MPa，树脂挤出速度为50mg/s，点胶针头离织物的高度为2mm，织物的移动速度为1mm/s。
4)粘结固化
通过传送装置输出复合后的面料，进行固化处理工艺，使热固性树脂预制体在基布表面粘结固化。固化处理采用先UV固化再高温固化的工艺，其中，UV固化的波长为395nm，固化时间为10s；高温固化设置烘箱温度为140℃，固化时间为25min，进而得到耐磨、防刮蹭面料，其产品展示参见图2所示。
实施例3
1)柔性面料的制备与表面防水防油处理
柔性面料是以棉纤维为原料制备而成的非织造物，面密度为0.2kg/m2。采用六碳防水防油剂进行表面处理，防水防油稀释溶剂中防水剂与去离子水质量比为1:10；处理方法为：将面料完全浸渍于防水防油稀释溶剂中，3min后取出放入烘箱干燥定型。烘箱干燥温度为150℃，干燥时间为4min；定型温度为175℃，定型时间为3min，得到处理后的柔性面料作为基布。
热固性树脂固化物阵列为圆形，相邻热固性树脂间隙为1.5mm，直径为2mm，厚度为1mm。
2)热固性树脂预制体的制备
I)硬质颗粒处理，具体工艺如下：
a)硅烷偶联剂处理剂配置：将硅烷偶联剂与去离子水按照1:20比例配置得到硅烷偶联剂处理剂，待用；
b)硬质颗粒处理：称取适量氧化锆颗粒，粒径为50μm，截面为圆形，将硅烷偶联剂处理剂与氧化锆颗粒按照1:5的质量比润湿搅拌，使其充分接触，处理时间为10min；
c)烘干：将处理后的二氧化硅颗粒放入烘箱烘干，烘干温度：60℃，干燥时间24h；
d)研磨分散：使用球磨机对经烘干处理后的二氧化硅颗粒进行研磨分散，转速为600转/min，时间为15min，得到经表面处理的二氧化硅颗粒。
II)固化剂溶液配置：将双氰胺粉末、二甲基咪唑、二甲基甲酰胺置于80℃的水浴锅中水浴加热并不断搅拌至粉末溶解，得到固化剂溶液；
III)固化剂溶液混合物配置：在上述固化剂溶液中加入抗氧剂、防沉降分散剂、色粒、消泡剂，并将经过表面处理后的氧化锆颗粒加入，搅拌均匀得到润湿后的氧化锆颗粒；
上述各原料的份数为：双氰胺粉末6份，二甲基咪唑2份，二甲基甲酰胺15份，抗氧剂3份、防沉降分散剂20份、色粒10份、消泡剂9份，表面处理后的氧化锆颗粒60份。
IV)热固性树脂预制体制备：将所述润湿后的氧化锆颗粒与酚醛树脂按照质量比1:10进行配比，经机械搅拌，混合均匀，之后对混合物在20℃真空下进行脱泡处理5min，，得到热固性树脂预制体。
3)热固性树脂预制体阵列
采用网板成型工艺于基布表面形成热固性树脂预制体阵列，其中，网板采用金属不锈钢材料，厚度为1mm；每个网孔水平面尺寸任意两点间的距离为2mm；网孔与网孔之间的间隙为1.5mm；网孔形状为圆形，按照多样式排列，具体步骤同实施例1。
4)粘结固化
通过传送装置输出复合后的面料，进行固化处理工艺，使热固性树脂预制体在基布表面粘结固化。固化处理采用先UV固化再高温固化的工艺，其中，UV固化的波长为395nm，固化时间为10s；高温固化设置烘箱温度为140℃，固化时间为25min，进而得到耐磨、防刮蹭面料。
实施例4
1)柔性面料的制备与表面防水防油处理
柔性面料是以涤棉混纺纤维为原料制备而成的针织物，面密度为0.3kg/m2，组织结构为纬平组织。采用六碳防水防油剂进行表面处理，防水防油稀释溶剂中防水剂与去离子水质量比为1:5；处理方法为：将面料完全浸渍于防水防油稀释溶剂中，10min后取出放入烘箱干燥定型。烘箱干燥温度为100℃，干燥时间为10min；定型温度为175℃，定型时间为3min，得到处理后的柔性面料作为基布。
热固性树脂固化物阵列为正方形，相邻热固性树脂间隙为5mm，边长为5mm，厚度为2mm。
2)热固性树脂预制体的制备
I)硬质颗粒处理，具体工艺如下：
a)硅烷偶联剂处理剂配置：将硅烷偶联剂与去离子水按照1:20比例配置得到硅烷偶联剂处理剂，待用；
b)硬质颗粒处理：称取适量碳化硼颗粒，粒径为200μm，截面为椭圆形，将硅烷偶联剂处理剂与碳化硼颗粒按照1:3的质量比润湿搅拌，使其充分接触，处理时间为1min；
c)烘干：将处理后的碳化硼颗粒放入烘箱烘干，烘干温度：80℃，干燥时间20h；
d)研磨分散：使用球磨机对经烘干处理后的碳化硼颗粒进行研磨分散，转速为1000转/min，时间为10min，得到经表面处理的碳化硼颗粒。
II)固化剂溶液配置：将双氰胺粉末、二甲基咪唑、二甲基甲酰胺置于40℃的水浴锅中水浴加热并不断搅拌至粉末溶解，得到固化剂溶液；
III)固化剂溶液混合物配置：在上述固化剂溶液中加入抗氧剂、防沉降分散剂、色粒、消泡剂，并将经过表面处理后的碳化硼颗粒加入，搅拌均匀得到润湿后的碳化硼颗粒；
上述各原料的份数为：双氰胺粉末6份，二甲基咪唑2份，二甲基甲酰胺15份，抗氧剂3份、防沉降分散剂20份、色粒10份、消泡剂9份，表面处理后的碳化硼颗粒60份。
IV)热固性树脂预制体制备：将所述润湿后的二氧化硅颗粒与酚醛树脂按照质量比1:8进行配比，经机械搅拌，混合均匀，之后对混合物在20℃真空下进行脱泡处理5min，得到热固性树脂预制体。
3)热固性树脂预制体阵列
采用网板成型工艺于基布表面形成热固性树脂预制体阵列，其中，网板采用非金属聚四氟乙烯材料，厚度为2mm；每个网孔水平面尺寸任意两点间的距离为5mm；网孔与网孔之间的间隙为5mm；网孔形状为正方形，按照多样式排列。具体步骤同实施例1。
4)粘结固化
通过传送装置输出复合后的面料，进行固化处理工艺，使热固性树脂预制体在基布表面粘结固化。固化处理采用先UV固化再高温固化的工艺，其中，UV固化的波长为395nm，固化时间为10s；高温固化设置烘箱温度为140℃，固化时间为25min，进而得到耐磨、防刮蹭面料。
实施例5
1)柔性面料的制备与表面防水防油处理
柔性面料是以尼龙纤维为原料制备而成的机织物，面密度为0.22kg/m2，组织结构为平纹。采用六碳防水防油剂进行表面处理，防水防油稀释溶剂中防水剂与去离子水质量比为1:15；处理方法为：将面料完全浸渍于防水防油稀释溶剂中，1min后取出放入烘箱干燥定型。烘箱干燥温度为150℃，干燥时间为4min；定型温度为180℃，定型时间为1min，得到处理后的柔性面料作为基布。
热固性树脂固化物阵列为六边形矩阵式，相邻热固性树脂间隙为0.5mm，六边形边长为1.5mm，厚度为0.5mm。
2)热固性树脂预制体的制备
I)硬质颗粒处理，具体工艺如下：
a)硅烷偶联剂处理剂配置：将硅烷偶联剂与去离子水按照1:30比例配置得到硅烷偶联剂处理剂，待用；
b)硬质颗粒处理：称取适量碳化硅颗粒(粒径150μm，颗粒截面形状为三角形)，将硅烷偶联剂处理剂与碳化硅颗粒按照1:3的质量比润湿搅拌，使其充分接触，处理时间为6min；
c)烘干：将处理后的二氧化硅颗粒放入烘箱烘干，烘干温度：100℃，干燥时间8h；
d)研磨分散：使用球磨机对经烘干处理后的碳化硅颗粒进行研磨分散，转速为1500转/min，时间为7min，得到经表面处理的碳化硅颗粒。
II)固化剂溶液配置：将双氰胺粉末、二甲基咪唑、二甲基甲酰胺置于40℃的水浴锅中水浴加热并不断搅拌至粉末溶解，得到固化剂溶液；
III)固化剂溶液混合物配置：在上述固化剂溶液中加入抗氧剂、防沉降分散剂、色粒、消泡剂，并将经过表面处理后的碳化硅颗粒加入，搅拌均匀得到润湿后的碳化硅颗粒；
上述各原料的份数为：双氰胺粉末2份，二甲基咪唑1.5份，二甲基甲酰胺8份，抗氧剂2份、防沉降分散剂6份、色粒10份、消泡剂9份，表面处理后的碳化硅颗粒48份。
IV)热固性树脂预制体制备：将所述润湿后的二氧化硅颗粒与环氧树脂按照质量比1:5进行配比，经机械搅拌，混合均匀，之后对混合物在20℃真空下进行脱泡处理5min，得到热固性树脂预制体。
3)热固性树脂预制体阵列
采用网板成型工艺于基布表面形成热固性树脂预制体阵列，其中，网板采用非金属聚四氟乙烯材料，厚度为0.5mm；每个网孔边长为1.5mm；网孔与网孔之间的间隙为0.5mm；网孔形状为六边形，按照矩阵式排列，具体步骤同实施例1。
4)粘结固化
通过传送装置输出复合后的面料，进行固化处理工艺，使热固性树脂预制体在基布表面粘结固化。固化处理采用先UV固化再高温固化的工艺，其中，UV固化的波长为395nm，固化时间为10s；高温固化设置烘箱温度为140℃，固化时间为25min，进而得到耐磨、防刮蹭面料。
对比例1
柔性面料是以涤纶纤维为原料制备而成的机织物，面密度为0.15kg/m2，组织结构为1/2斜纹。采用六碳防水防油剂进行表面处理，防水防油稀释溶剂中防水剂与去离子水质量比为1:10；处理方法为：将面料完全浸渍于防水防油稀释溶剂中，6min后取出放入烘箱干燥定型。烘箱干燥温度为125℃，干燥时间为6min；定型温度为170℃，定型时间为5min，得到处理后的柔性面料作为基布。
对比例2
将对比例1中的基布采用刮板对环氧树脂施加0.5-10N的压力并匀速移动，从而使得树脂均匀涂覆到基布上，之后进行固化处理工艺，固化处理采用先UV固化再高温固化的工艺，其中，UV固化的波长为395nm，固化时间为10s；高温固化设置烘箱温度为140℃，固化时间为25min，进而得到复合材料。
对比例3
将实施例1中得到的热固性树脂预制体采用平板涂覆工艺，即采用刮板对热固性树脂预制体施加一定的压力并匀速移动，从而使得热固性树脂预制体涂覆到对比例1中的基布上，之后进行固化处理工艺。固化处理采用先UV固化再高温固化的工艺，其中，UV固化的波长为395nm，固化时间为10s；高温固化设置烘箱温度为140℃，固化时间为25min，进而得到复合材料。
对比例4
柔性面料是以涤棉混纺纤维为原料制备而成的针织物，面密度为0.3kg/m2，组织结构为纬平组织。采用六碳防水防油剂进行表面处理，防水防油稀释溶剂中防水剂与去离子水质量比为1:5；处理方法为：将面料完全浸渍于防水防油稀释溶剂中，10min后取出放入烘箱干燥定型。烘箱干燥温度为100℃，干燥时间为10min；定型温度为175℃，定型时间为3min，得到处理后的柔性面料作为基布。
将实施例4中得到的热固性树脂预制体采用平板涂覆工艺，即采用刮板对热固性树脂预制体施加一定的压力并匀速移动，从而使得热固性树脂预制体涂覆到基布上，之后进行固化处理工艺。固化处理采用先UV固化再高温固化的工艺，其中，UV固化的波长为395nm，固化时间为10s；高温固化设置烘箱温度为140℃，固化时间为25min，进而得到复合材料。
本发明上述实施例1-5及对比例1-4所制备的面料或基布其耐磨性、防剐蹭性、防水性、透气性、柔软性等指标测试结果如下表所示。
表1本发明实施例及对比例面料的性能测试结果
Figure BDA0003561793270000161
Figure BDA0003561793270000171
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑地分析、推理或者有限的实验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书以及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种耐磨、防剐蹭面料，其特征在于：所述面料包括柔性面料和热固性树脂固化物，所述热固性树脂固化物在柔性面料表面形成表面光滑的热固性树脂固化物阵列；所述热固性树脂固化物由热固性树脂和固化剂配置而成，所述固化剂添加有硬质颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨、防剐蹭面料，其特征在于：所述柔性面料选自芳纶、锦纶、丙纶、维纶、乙纶、涤纶、腈纶、氯纶、毛、丝、棉、麻、富强、铜氨、黏胶、醋酯、玻璃的一种或多种纤维制得的织物；所述热固性树脂，选自环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、呋喃树脂、聚丁二烯树脂、三聚氰胺甲醛树脂中的一种或多种，优选环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨、防剐蹭面料，其特征在于：所述织物为机织物、针织物、非织造布或编织物，所述织物面密度为0.1-0.3kg/m2；其中，所述机织物包含平纹织物、斜纹织物、缎纹织物；所述针织物包含纬平组织、罗纹组织、双反面组织、双罗纹组织、经平组织、经缎组织和编链组织。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨、防剐蹭面料，其特征在于：所述柔性面料采用防水防油剂进行表面处理，所述防水防油处理剂与去离子水质量比为1:2-15；处理方法为：将柔性面料浸渍于经过配比的处理剂中1-10min后取出，放入温度为100-150℃的烘箱烘干4-10min，然后再170-180℃定型烘焙1-5min。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨、防剐蹭面料，其特征在于：所述热固性树脂固化物阵列的间隙为0.2-5mm，树脂固化物边缘任意两点之间的距离为0.1-5mm，高度为0.1-2mm。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨、防剐蹭面料，其特征在于：所述硬质颗粒的粒径大小为50-200微米；所述硬质颗粒的截面形状为圆形、椭圆形或多边形。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨、防剐蹭面料，其特征在于：所述耐磨、防剐蹭面料的耐磨性能达到GB/T21196.2-2007标准马丁代尔法测试法四级以上，防剐蹭性能达到GB/T3920—1997标准《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》刮擦测试四级以上，防水性能达到GB/T4745-2012标准二级以上，透气率指标达到GB/T5453-1997标准50mm/s以上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种耐磨、防剐蹭面料的成型方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1、柔性面料的制备与防水防油处理，得到处理后的基布；
S2、热固性树脂预制体的制备；
S3、采用网板成型工艺或者点胶成型工艺于所述步骤S1的基布表面形成所述热固性树脂预制体阵列，得到复合后的面料；
S4、通过传送装置输出所述步骤S3复合后的面料，进行固化处理工艺，使所述热固性树脂预制体阵列在基布表面粘结固化形成热固性树脂固化物，从而得到耐磨、防刮蹭面料。
9.根据权利要求8所述的一种耐磨、防剐蹭面料的成型方法，其特征在于，步骤S2中，所述热固性树脂预制体的制备方法为：
S21、硬质颗粒处理；
S22、固化剂溶液配置：将双氰胺粉末、二甲基咪唑、二甲基甲酰胺置于40-80℃的水浴锅中水浴加热并不断搅拌至粉末溶解，得到所述固化剂溶液；
S23、固化剂溶液混合物配置：在所述步骤S22固化剂溶液中加入抗氧剂、防沉降分散剂、色粒、消泡剂，并将经过表面处理后的硬质颗粒加入，搅拌均匀得到润湿后的硬质颗粒；
S24、热固性树脂预制体制备：将所述步骤S23润湿后的硬质颗粒与热固性树脂经机械搅拌，混合均匀，并对混合物进行脱泡处理，得到热固性树脂预制体。
10.根据权利要求8所述的一种耐磨、防剐蹭面料的成型方法，其特征在于，步骤S3中，所述网板成型工艺包括以下步骤：
S31、将所述基布平铺在平板之上并且固定；
S32、通过垂直升降装置将所述网板放置于经S31的所述基布之上，并与基布紧紧贴合，挤出装置将步骤S2制备的所述热固性树脂预制体均匀的分散在所述网板的网眼内，使每个网眼填满所述热固性树脂预制体；
S33、使用刮刀刮去网板表面多余的所述热固性树脂预制体，通过垂直升降装置将网板从基布表面垂直分离，使所述热固性树脂预制体在基布上保持和网板网孔一致的形状及排列，形成热固性树脂预制体阵列；
优选地，步骤S3中，所述点胶成型工艺包括以下步骤：
S31’、将所述基布平放于传动装置上，通过升降装置将点胶装置移动到织物上方；
S32’、将步骤S2制备的所述热固性树脂预制体倒入供料系统，推动挤出装置将所述热固性树脂预制体通过点胶装置滴在基布表面与基布复合，并在基布表面形成热固性树脂预制体阵列；
S33’、将步骤S32’复合后的基布面料跟随传送装置移动，开始下一周期的点胶；
优选地，步骤S21中，所述硬质颗粒表面处理包括以下步骤：
S211、硅烷偶联剂处理剂配置：将硅烷偶联剂与去离子水按照1:10-30比例配置得到硅烷偶联剂处理剂，待用；所述硅烷偶联剂处理剂优选KH-560、KH-550和KH-570中的一种；
S212、硬质颗粒处理：将硅烷偶联剂处理剂与硬质颗粒按照1:2-5的质量比润湿搅拌，使其充分接触，处理时间为1-10min；
S213、烘干：将经步骤S212处理后的硬质颗粒放入烘箱烘干，烘干温度为60-100℃，干燥时间2-24h；
S214、研磨分散：使用球磨机对经步骤S213处理后的硬质颗粒进行研磨分散，得到经表面处理的硬质颗粒；
优选地，所述步骤S22和S23中各原料的份数为：双氰胺粉末2-6份，二甲基咪唑1-2份，二甲基甲酰胺8-15份，抗氧剂1-3份、防沉降分散剂6-15份、色粒3-20份、消泡剂3-9份；步骤S24中，所述润湿后硬质颗粒与热固性树脂的质量比为1:5-10；
优选地，步骤S32中，所述网板为金属或非金属网板，所述网板厚度为0.1-2mm；所述网板的每个网孔水平面尺寸任意两点间的距离为0.1-5mm；所述网孔与网孔之间的间隙为0.2-5mm；优选地，网板上的网孔形状为圆形、椭圆形或多边形中的一种或多种；所述网孔形状按照矩阵式、错列式、多尺寸式和/或多样式排列；所述网孔外表面以及内表面镀膜或喷涂脱模剂；
优选地，步骤S31’中，所述点胶装置由一排或多排平行排列的针头组成，每个点胶针头直径大小为0.1-1mm，点胶针头密度为直线10cm范围内均匀分布30-60个点胶针头。
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