一种防辐射金属纤维织物及其制备方法

技术领域

本发明涉及纤维织物技术领域，具体涉及一种防辐射金属纤维织物及其制备方法。

背景技术

随着电气设备技术的进一步发展，辐射在我们的周围随处可见，如影随形，不管是工作用的手机、电脑、打印机还是家用的微波炉、电热毯、吹风机等都会产生一定量的辐射，对人体的健康有威胁作用，尤其对于抵抗力较弱的老人和小孩，产生的危害作用更大，此外，长期在辐射环境中工作，会造成失眠多梦、免疫力低下等症状，尤其对于怀孕的妇女来说，更需要对辐射密切防护，保护胎儿，因此急需一种高度防辐射的织物，方便全面的抵御辐射。

目前市面上的防辐射织物，主要是金属短纤维织物和银纤维织物两种。这些纤维织物防辐射性能基本能达到要求，但是不吸湿，对皮肤有刺激性，织物硬挺不柔软、舒适感差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防辐射金属纤维织物及其制备方法，其解决了现有防辐射织物存在的不吸湿、不柔软、舒适性较差的问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种防辐射金属纤维织物，所述织物由内到外依次包括基布层、防辐射树脂层和功能层，其中，所述防辐射树脂层的制备原料包括：多孔聚二甲基硅氧烷、乙二醇乙醚醋酸酯、硬酯酸、聚乙烯醇、十四烷基三甲基氯化铵粉末、石墨烯粉末。

进一步改进在于，所述防辐射树脂层的制备原料按重量份数包括：40-60份多孔聚二甲基硅氧烷、5-10份乙二醇乙醚醋酸酯、2-8份硬酯酸、2-8份聚乙烯醇、4-12份十四烷基三甲基氯化铵粉末和4-12份石墨烯粉末。

进一步改进在于，所述多孔聚二甲基硅氧烷的制备方法为：取聚二甲基硅氧烷，将聚二甲基硅氧烷与乙氧基化的聚乙烯亚氨溶液按1g:2-4μL的比例搅拌混合均匀，再抽真空至溶液挥发完全，即得多孔聚二甲基硅氧烷。

进一步改进在于，所述抽真空是在60-70℃、0.1-0.3大气压的环境下进行。

进一步改进在于，所述多孔聚二甲基硅氧烷的孔隙率为60-75％。

进一步改进在于，所述十四烷基三甲基氯化铵粉末与石墨烯粉末的质量比为1:1。

进一步改进在于，所述石墨烯粉末是采用氧化还原法、微机械剥离法或化学气相沉积法对氧化石墨进行处理制成。

进一步改进在于，所述石墨烯粉末的粒径为10-500nm。

进一步改进在于，所述基布层由尼龙纤维和涤纶纤维混纺而成。

进一步改进在于，所述功能层为耐磨层、疏水层、疏油层、抗菌层、耐温层、绝缘层、防紫外线层中的一种或其组合。

本发明还提供了一种防辐射金属纤维织物的制备方法，步骤包括：

(1)将多孔聚二甲基硅氧烷、乙二醇乙醚醋酸酯、硬酯酸、聚乙烯醇、十四烷基三甲基氯化铵粉末、石墨烯粉末按比例混合均匀，超声分散，形成浆料；

(2)制取基布层，将所述浆料均匀涂布在基布层表面，涂布厚度为0.35-0.40mm，涂布量为250-300g/m

(3)再采用常规方式在防辐射树脂层表面覆盖功能层，即得所述防辐射金属纤维织物。

本发明的有益效果在于：该纤维织物不直接采用金属纤维，而织物中的防辐射树脂层具有金属导电特性，其采用多孔聚二甲基硅氧烷为基料，为多维高孔隙结构，有助于提升织物整体的吸湿性和柔软性，穿戴舒适；同时采用十四烷基三甲基氯化铵粉末和石墨烯粉末作为防辐射填充粒子，十四烷基三甲基氯化铵自身具一定的抗静电性能，而石墨烯粉末具有良好的导电性能，本发明将两者协同使用，发现防辐射性能显著提升；另外十四烷基三甲基氯化铵可起到一定的融合作用，有助于促进粒子与基料的均匀分散融合，提升织物结构层的稳定性。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

一种防辐射金属纤维织物，所述织物由内到外依次包括基布层、防辐射树脂层和功能层，其中，所述基布层由尼龙纤维和涤纶纤维混纺而成，所述防辐射树脂层的制备原料按重量份数包括：40份多孔聚二甲基硅氧烷、5份乙二醇乙醚醋酸酯、2份硬酯酸、2份聚乙烯醇、4份十四烷基三甲基氯化铵粉末和4份石墨烯粉末，所述功能层为耐磨层。

所述多孔聚二甲基硅氧烷的制备方法为：取聚二甲基硅氧烷，将聚二甲基硅氧烷与乙氧基化的聚乙烯亚氨溶液按1g:2μL的比例搅拌混合均匀，再在60℃、0.3大气压的环境下抽真空至溶液挥发完全，即得多孔聚二甲基硅氧烷，其孔隙率为60.40％。

所述石墨烯粉末是采用氧化还原法对氧化石墨进行处理制成，且石墨烯粉末的粒径为10-50nm。

实施例2

一种防辐射金属纤维织物，所述织物由内到外依次包括基布层、防辐射树脂层和功能层，其中，所述基布层由尼龙纤维和涤纶纤维混纺而成，所述防辐射树脂层的制备原料按重量份数包括：50份多孔聚二甲基硅氧烷、8份乙二醇乙醚醋酸酯、5份硬酯酸、5份聚乙烯醇、8份十四烷基三甲基氯化铵粉末和8份石墨烯粉末，所述功能层为耐温层。

所述多孔聚二甲基硅氧烷的制备方法为：取聚二甲基硅氧烷，将聚二甲基硅氧烷与乙氧基化的聚乙烯亚氨溶液按1g:3μL的比例搅拌混合均匀，再在65℃、0.2大气压的环境下抽真空至溶液挥发完全，即得多孔聚二甲基硅氧烷，其孔隙率为67.53％。

所述石墨烯粉末是采用微机械剥离法对氧化石墨进行处理制成，且石墨烯粉末的粒径为50-100nm。

实施例3

一种防辐射金属纤维织物，所述织物由内到外依次包括基布层、防辐射树脂层和功能层，其中，所述基布层由尼龙纤维和涤纶纤维混纺而成，所述防辐射树脂层的制备原料按重量份数包括：60份多孔聚二甲基硅氧烷、10份乙二醇乙醚醋酸酯、8份硬酯酸、8份聚乙烯醇、12份十四烷基三甲基氯化铵粉末和12份石墨烯粉末，所述功能层为抗菌层和防紫外线层。

所述多孔聚二甲基硅氧烷的制备方法为：取聚二甲基硅氧烷，将聚二甲基硅氧烷与乙氧基化的聚乙烯亚氨溶液按1g:4μL的比例搅拌混合均匀，再在70℃、0.1大气压的环境下抽真空至溶液挥发完全，即得多孔聚二甲基硅氧烷，其孔隙率为73.69％。

所述石墨烯粉末是采用化学气相沉积法对氧化石墨进行处理制成，且石墨烯粉末的粒径为450-500nm。

对比例1

一种防辐射金属纤维织物，其原料与实施例2基本相同，唯一区别在于：将多孔聚二甲基硅氧烷替换为普通的聚二甲基硅氧烷。

对比例2

一种防辐射金属纤维织物，其原料与实施例2基本相同，唯一区别在于：将8份十四烷基三甲基氯化铵粉末替换为8份石墨烯粉末，即总共使用16份石墨烯粉末。

对比例3

一种防辐射金属纤维织物，其原料与实施例2基本相同，唯一区别在于：将8份石墨烯粉末替换为8份十四烷基三甲基氯化铵粉末，即总共使用16份十四烷基三甲基氯化铵粉末。

上述各实施例和对比例在具体制备过程中，先将防辐射树脂层中的各原料混合均匀，超声分散，形成浆料，将浆料均匀涂布在基布层表面，涂布厚度为0.38mm，涂布量为280g/m

取上述实施例2以及对比例1-3制得的防辐射功能的金属混纺纤维织物样品，分别进行如下测试：

(1)吸湿性能：参照《GB/T 21655.1-2008吸湿速干性的评定》，测试样品的吸湿率、滴水扩散时间、芯吸高度；

(2)柔软性能：采用织物风格测试仪对织物样品的柔软程度进行检测(Ⅰ-Ⅴ级，Ⅰ级柔软度最优)；

(3)防辐射性能：参照《GB/T 22583-2009防辐射针织品》标准，测试实施例和对比例的织物水洗前、水洗30次后的电磁屏蔽效能。

各项测试结果参见下表：

从上表可以看出，采用本发明实施例2制得的织物，其吸湿性能和柔软性能明显优于对比例1，由此说明多孔聚二甲基硅氧烷具有多维高孔隙结构，相对于普通的聚二甲基硅氧烷，使得织物的吸湿性能和柔软性能明显提升。同时，实施例2制得织物其水洗前、水洗30次后的电磁屏蔽效能均达到42dB以上，十分突出，而对比例2由于只采用石墨烯粉末单一粒子，导致电磁屏蔽效能较低，且水洗过程使电磁屏蔽效能下降明显；另外，对比例3由于只采用了十四烷基三甲基氯化铵粉末单一粒子，导致电磁屏蔽效能更低，这也说明，只有将石墨烯粉末和十四烷基三甲基氯化铵粉末联合使用，才能发挥出较佳的防辐射性能。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。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。