一种基于安全人机工程学的化学防护服纤维制品及其制备方法
文献发布时间：2023-06-19 16:20:42
技术领域
本发明涉及纤维制品技术领域，尤其涉及一种基于安全人机工程学的化学防护服纤维制品及其制备方法。
背景技术
在现在的日常生活和工作中，会使用到化学防护服进行防护，多是采用纤维制品进行纺织后多层复合加工。
但是现有的化学防护服纤维制品中，多是简单的采用单一纤维作为基础原料，这样不仅其基础性能较差，容易破损开裂，安全防护性较低，并且其结构性能不足，制作的防护服贴合性较差，影响人机工程操作时的便利性，有待提出一种新的制品和制作方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于安全人机工程学的化学防护服纤维制品及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于安全人机工程学的化学防护服纤维制品，所述纤维制品为加强型改性纤维，包括以下物料：水性聚氨酯20％-30％、聚四氟乙烯5％-15％、纳米金属粉末3％-5％、硅烷偶联剂4％-8％、抗氧化剂1％-6％、尼龙纤维原液15％-30％和酚醛溶液20％-30％；
该纤维制品的制备方法包括如下步骤：
P1、按照质量百分比称量各物料，作为基础物料；
P2、将水性聚氨酯、聚四氟乙烯和硅烷偶联剂投入到酚醛溶液中，在30转每分钟至40转每分钟速率下，均匀搅拌15分钟至20分钟，得到第一混合溶液；
P3、将抗氧化剂投入到第一混合溶液中，持续搅拌过程中投入纳米金属粉末，形成第二混合溶液；
P4、将第二混合溶液加热至70摄氏度至80摄氏度，投入尼龙纤维原液，均匀搅拌降温至30摄氏度至35摄氏度，形成初生原液；
P5、将初生原液进行急速冷冻到零下15摄氏度至零下10摄氏度，进行改性，得到改性溶液；
P6、将改性溶液通过离心机，在1500转每分钟至1600转每分钟速率下进行离心操作，去除上清液，得到离心溶液；
P7、对离心溶液进行浓缩，纺丝制成纤维，即可完成制备。
优选的，所述水性聚氨酯和聚四氟乙烯均为工业生产基础物料。
优选的，所述纳米金属粉末为金属氧化物粉末，包括氧化锌、氧化铝和氧化锡的一种。
优选的，所述纳米金属粉末的粒径为30纳米至50纳米。
优选的，所述尼龙纤维原液的浓度为40％-60％，且在30摄氏度条件下保温存放。
优选的，所述P2中的搅拌过程置于引流风机状态下，且引流风量为15升每分钟至20升每分钟。
优选的，所述P3中投入纳米金属粉末的方式为风吹法，将粉末混合在气流中吹入溶液中。
优选的，所述P5步骤的冷冻时间为3分钟至5分钟，且持续冷冻保温20分钟至30分钟。
优选的，所述P7步骤的浓缩反法为真空冷冻方法，且浓缩后的浓度为80％-90％。
本发明提供的一种基于安全人机工程学的化学防护服纤维制品及其制备方法，通过采用水性聚氨酯和尼龙纤维原液作为基础原料，可以进行混合形成新的纤维原液，保证其基础性能，提高纤维强度，同时通过添加的辅助成分结合特殊的处理工艺条件，对纤维进行改性处理，保证其结构性能，进而提升纤维品质，保证制作的防护服具备优良功能特性，提高人机工程使用的安全性，利于推广生产。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种基于安全人机工程学的化学防护服纤维制品，所述纤维制品为加强型改性纤维，包括以下物料：水性聚氨酯20％-30％、聚四氟乙烯5％-15％、纳米金属粉末3％-5％、硅烷偶联剂4％-8％、抗氧化剂1％-6％、尼龙纤维原液15％-30％和酚醛溶液20％-30％；
该纤维制品的制备方法包括如下步骤：
P1、按照质量百分比称量各物料，作为基础物料；
P2、将水性聚氨酯、聚四氟乙烯和硅烷偶联剂投入到酚醛溶液中，在30转每分钟至40转每分钟速率下，均匀搅拌15分钟至20分钟，得到第一混合溶液；
P3、将抗氧化剂投入到第一混合溶液中，持续搅拌过程中投入纳米金属粉末，形成第二混合溶液；
P4、将第二混合溶液加热至70摄氏度至80摄氏度，投入尼龙纤维原液，均匀搅拌降温至30摄氏度至35摄氏度，形成初生原液；
P5、将初生原液进行急速冷冻到零下15摄氏度至零下10摄氏度，进行改性，得到改性溶液；
P6、将改性溶液通过离心机，在1500转每分钟至1600转每分钟速率下进行离心操作，去除上清液，得到离心溶液；
P7、对离心溶液进行浓缩，纺丝制成纤维，即可完成制备。
作为优选的，所述水性聚氨酯和聚四氟乙烯均为工业生产基础物料。
作为优选的，所述纳米金属粉末为金属氧化物粉末，包括氧化锌、氧化铝和氧化锡的一种。
作为优选的，所述纳米金属粉末的粒径为30纳米至50纳米。
作为优选的，所述尼龙纤维原液的浓度为40％-60％，且在30摄氏度条件下保温存放。
作为优选的，所述P2中的搅拌过程置于引流风机状态下，且引流风量为15升每分钟至20升每分钟。
作为优选的，所述P3中投入纳米金属粉末的方式为风吹法，将粉末混合在气流中吹入溶液中。
作为优选的，所述P5步骤的冷冻时间为3分钟至5分钟，且持续冷冻保温20分钟至30分钟。
作为优选的，所述P7步骤的浓缩反法为真空冷冻方法，且浓缩后的浓度为80％-90％。
本发明提供的一种基于安全人机工程学的化学防护服纤维制品及其制备方法，通过采用水性聚氨酯和尼龙纤维原液作为基础原料，可以进行混合形成新的纤维原液，保证其基础性能，提高纤维强度，同时通过添加的辅助成分结合特殊的处理工艺条件，对纤维进行改性处理，保证其结构性能，进而提升纤维品质，保证制作的防护服具备优良功能特性，提高人机工程使用的安全性，利于推广生产。
实施例1
一种基于安全人机工程学的化学防护服纤维制品，所述纤维制品为加强型改性纤维，包括以下物料：水性聚氨酯28％、聚四氟乙烯12％、纳米金属粉末3％、硅烷偶联4％、抗氧化剂2％、尼龙纤维原液25％和酚醛溶液26％；
该纤维制品的制备方法包括如下步骤：
P1、按照质量百分比称量各物料，作为基础物料；
P2、将水性聚氨酯、聚四氟乙烯和硅烷偶联剂投入到酚醛溶液中，在30转每分钟至40转每分钟速率下，均匀搅拌15分钟至20分钟，得到第一混合溶液；
P3、将抗氧化剂投入到第一混合溶液中，持续搅拌过程中投入纳米金属粉末，形成第二混合溶液；
P4、将第二混合溶液加热至70摄氏度至80摄氏度，投入尼龙纤维原液，均匀搅拌降温至30摄氏度至35摄氏度，形成初生原液；
P5、将初生原液进行急速冷冻到零下15摄氏度至零下10摄氏度，进行改性，得到改性溶液；
P6、将改性溶液通过离心机，在1500转每分钟至1600转每分钟速率下进行离心操作，去除上清液，得到离心溶液；
P7、对离心溶液进行浓缩，纺丝制成纤维，即可完成制备。
作为优选的，所述水性聚氨酯和聚四氟乙烯均为工业生产基础物料。
作为优选的，所述纳米金属粉末为金属氧化物粉末，包括氧化锌、氧化铝和氧化锡的一种。
作为优选的，所述纳米金属粉末的粒径为30纳米至50纳米。
作为优选的，所述尼龙纤维原液的浓度为40％-60％，且在30摄氏度条件下保温存放。
作为优选的，所述P2中的搅拌过程置于引流风机状态下，且引流风量为15升每分钟至20升每分钟。
作为优选的，所述P3中投入纳米金属粉末的方式为风吹法，将粉末混合在气流中吹入溶液中。
作为优选的，所述P5步骤的冷冻时间为3分钟至5分钟，且持续冷冻保温20分钟至30分钟。
作为优选的，所述P7步骤的浓缩反法为真空冷冻方法，且浓缩后的浓度为80％-90％。
实施例2
一种基于安全人机工程学的化学防护服纤维制品，所述纤维制品为加强型改性纤维，包括以下物料：水性聚氨酯30％、聚四氟乙烯10％、纳米金属粉末5％、硅烷偶联剂6％、抗氧化剂4％、尼龙纤维原液25％和酚醛溶液20％；
该纤维制品的制备方法包括如下步骤：
P1、按照质量百分比称量各物料，作为基础物料；
P2、将水性聚氨酯、聚四氟乙烯和硅烷偶联剂投入到酚醛溶液中，在30转每分钟至40转每分钟速率下，均匀搅拌15分钟至20分钟，得到第一混合溶液；
P3、将抗氧化剂投入到第一混合溶液中，持续搅拌过程中投入纳米金属粉末，形成第二混合溶液；
P4、将第二混合溶液加热至70摄氏度至80摄氏度，投入尼龙纤维原液，均匀搅拌降温至30摄氏度至35摄氏度，形成初生原液；
P5、将初生原液进行急速冷冻到零下15摄氏度至零下10摄氏度，进行改性，得到改性溶液；
P6、将改性溶液通过离心机，在1500转每分钟至1600转每分钟速率下进行离心操作，去除上清液，得到离心溶液；
P7、对离心溶液进行浓缩，纺丝制成纤维，即可完成制备。
作为优选的，所述水性聚氨酯和聚四氟乙烯均为工业生产基础物料。
作为优选的，所述纳米金属粉末为金属氧化物粉末，包括氧化锌、氧化铝和氧化锡的一种。
作为优选的，所述纳米金属粉末的粒径为30纳米至50纳米。
作为优选的，所述尼龙纤维原液的浓度为40％-60％，且在30摄氏度条件下保温存放。
作为优选的，所述P2中的搅拌过程置于引流风机状态下，且引流风量为15升每分钟至20升每分钟。
作为优选的，所述P3中投入纳米金属粉末的方式为风吹法，将粉末混合在气流中吹入溶液中。
作为优选的，所述P5步骤的冷冻时间为3分钟至5分钟，且持续冷冻保温20分钟至30分钟。
作为优选的，所述P7步骤的浓缩反法为真空冷冻方法，且浓缩后的浓度为80％-90％。