一种无熔滴阻燃的工装面料

技术领域

本发明涉及工装面料技术领域，具体涉及一种无熔滴阻燃的工装面料。

背景技术

工装面料是专门为工作者需要而特制的工作服面料，它能有效保洁、防污染、防护身体免遭机械外伤和有害化学药物、热辐射烧伤，包括防护性、耐洗涤性、防菌防霉性、耐化学药物性、耐热性等，随着工装工作服的流行，工装面料行业也越来越受关注，目前，最常用的工装面料为涤纶面料。

涤纶面料是日常生活中用的非常多的一种化纤服装面料，被称为聚酯纤维，具有较高的强度与弹性恢复能力，洗后极易干燥，且湿强几乎不下降，不变形，耐热性、耐光性、耐化学性好，不怕霉菌和虫蛀，但是吸湿性能低、染色性和阻燃性差、容易起球，此外，涤纶面料存在燃烧后有熔滴滴落造成二次受伤的问题，限制了涤纶面料在工装上的应用。

为了解决上述问题，目前，最常用的方法为在涤纶上接枝含有羧基基团的化合物及在涤纶纤维的生产中加入阻燃剂，但是对涤纶进行接枝或者在涤纶纤维的生产中加入阻燃剂后均会对涤纶面料的强度、弹性、抗起球性造成不同程度的影响。目前，还未研发出既能够保证涤纶面料的强度、弹性、抗起球性的同时，又能够提高涤纶面料的吸湿性能、染色性、阻燃性，避免熔滴的方法。

中国专利CN1858335B公开了一种以丙纶、涤纶为基材，以接枝含有羧基基团化合物制备防熔滴纤维的方法，在纤维表面接枝含有羧基基团的化合物， 以辐照接枝法进行反应，以丙烯酸为单体，高能电子束、或γ射线或紫外线辐照，再用氢氧化镁或氢氧化铝溶液进行浸泡处理；此方法防熔滴性能持久，无毒无污染；但是会影响最后制备的面料的强度、弹性、抗起球性。

中国专利CN102978735B公开了一种阻燃抗熔滴涤纶的制造方法，采用如下步骤：将阻燃抗熔滴的碱式硫酸镁晶须、β型氮化硅晶须、四针状氧化锌晶须、镁盐晶须四种原料混合均匀，在真空炉中焙烧，六偏磷酸钠溶液中搅拌分散，常压等离子处理；然后经200目过滤、烘干；将晶须与阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐、微胶囊化红磷阻燃剂、硅烷偶联剂，在75℃条件下混合；将阻燃抗熔滴晶须配制成阻燃抗熔滴晶须乙二醇液；将阻燃抗熔滴晶须经共混或共聚酯制成阻燃抗熔滴聚酯，经复合纺丝技术制成一种以阻燃抗熔滴聚酯为皮层的皮芯型阻燃抗熔滴涤纶；但是由该皮芯型阻燃抗熔滴涤纶制备的涤纶面料的强度和抗起球性差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种无熔滴阻燃的工装面料，能够在保证工装面料的强度、弹性、抗起球性的同时，又能够提高工装面料的吸湿性能、染色性、阻燃性，避免熔滴。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种无熔滴阻燃的工装面料，按重量份计，由以下原料组成:90-95份改性涤纶纤维，5-10份腈纶纤维。

所述改性涤纶纤维的制备方法为：将聚酯切片置于浸泡液中，在40-45℃下浸泡1-1.5h后，置于50-55℃下烘干，然后将浸泡后的聚酯切片置于水溶胶中，在45-50℃下浸泡1-1.5h后，置于50-55℃下烘干，得到浸泡改性后的聚酯切片，将浸泡改性后的聚酯切片、高岭土、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂KH570、氧化聚乙烯蜡加入混合机中，控制混合机的搅拌转速为550-600rpm，搅拌35-40min后，得到混合料，将混合料、填料、抗静电剂、钠质膨润土加入双螺杆挤出机进行熔融挤出、喷丝、拉伸、松弛热定型，得到改性涤纶纤维；

所述改性涤纶纤维的制备中，聚酯切片与浸泡液的重量比为1:3-3.5；

所述浸泡液，按重量份计，由以下成分组成：5-7份三乙醇胺，5-8份丙烯酸羟乙酯，7-10份聚乙二醇400，15-18份四羟甲基氯化磷，0.2-0.4份聚乙烯胺，90-95份去离子水；

所述改性涤纶纤维的制备中，聚酯切片与水溶胶的重量比为1:3.5-4；

所述水溶胶的制备方法为：将丙烯酰胺、去离子水加入反应器中，控制反应器的温度为50-55℃，开启搅拌并将搅拌速度控制120-150rpm，搅拌40-45min后，加入碳酸氢钠、过硫酸铵、羟乙基乙二胺、酒石酸，继续搅拌3-3.5h，然后加入β-葡聚糖、二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液，继续搅拌3.5-4h，得到水溶胶；

所述水溶胶的制备中，丙烯酰胺、去离子水、碳酸氢钠、过硫酸铵、羟乙基乙二胺、酒石酸、β-葡聚糖、二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液的重量比为80-85:900-920:3-4:0.1-0.2:0.2-0.4:1.5-2:3-5:2-4；

所述二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液中二甲基二烯丙基氯化铵的浓度为59-61%；

所述改性涤纶纤维的制备中，浸泡改性后的聚酯切片、高岭土、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂KH570、氧化聚乙烯蜡的重量比为80-85:4-6:3-5:1-1.5:1-1.5；

所述纳米二氧化钛的粒径为50-70nm；

所述熔融挤出时的熔体温度为275-280℃，喷丝时的纺丝速度为2000-2500m/min，拉伸时的拉伸比为3.25-3.5，松弛热定型时的温度为65-70℃。

所述改性涤纶纤维的制备中，混合料、填料、抗静电剂、钠质膨润土的重量比为70-75:5-8:6-9:3-5；

所述填料的制备方法为：将碳酸钙、硬脂酸、海藻酸钠、聚乙烯醇1788混合后进行球磨，控制球磨时的球料比为12-15:1，转速为320-350rpm，球磨35-40min后，加入聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、黄原胶，继续球磨50-55min，得到初级填料，将初级填料置于脉冲电场处理器中进行脉冲处理，控制脉冲处理中的电场场强为30-40kV/cm，脉冲宽度为50-60μs，脉冲频率为500-600Hz，时间为12-15min，脉冲处理结束得到填料；

所述填料的制备中，碳酸钙、硬脂酸、海藻酸钠、聚乙烯醇1788、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、黄原胶的重量比为50-55:3-5:4-6:1-3:0.3-0.6:2-4:3-6。

所述抗静电剂，按重量份计，由以下成分组成：15-18份纳米氮化硼，18-20份纳米氧化锌，6-8份云母粉；

所述纳米氮化硼的粒径为100-120nm；

所述纳米氧化锌的粒径为40-60nm。

一种无熔滴阻燃的工装面料的制备方法，将改性涤纶纤维和腈纶纤维分别进行开松预处理及在梳棉机上梳理成生条后，得到改性涤纶纤维生条和腈纶纤维生条，将改性涤纶纤维生条和腈纶纤维生条在并条机上并合，得到熟条；然后在粗纱机上进行牵伸和加捻，在细纱机上进一步牵伸加捻，制成混纺纱；将混纺纱进行织造后得到无熔滴阻燃的工装面料。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明的无熔滴阻燃的工装面料，强度高，断裂强力能达到437.0-448.5N；

（2）本发明的无熔滴阻燃的工装面料，弹性高，径向弹性伸长率能达到17-21%，纬向弹性伸长率能达到20-26%；

（3）本发明的无熔滴阻燃的工装面料，抗起球性好，抗起毛起球等级能达到5级；

（4）本发明的无熔滴阻燃的工装面料，吸湿性好，透湿率能达到1.1-1.4g/(m

（5）本发明的无熔滴阻燃的工装面料，染色性好，上色率能达到92.1-93.4%，色牢度等级能达到4-5级；

（6）本发明的无熔滴阻燃的工装面料，阻燃性好，使用直径为0.5cm的火焰头靠近本发明的无熔滴阻燃的工装面料，控制火焰头到工装面料的距离为8mm，火焰头燃烧的时长为10min，每种工装面料重复100次，破洞数为65-71个，破洞直径范围为3.8-6.0mm；

（7）本发明的无熔滴阻燃的工装面料，能够避免燃烧后有熔滴滴落造成二次受伤的问题。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。

实施例1

一种无熔滴阻燃的工装面料，按重量份计，由以下原料组成:90份改性涤纶纤维，5份腈纶纤维。

所述改性涤纶纤维的制备方法为：将聚酯切片置于浸泡液中，在40℃下浸泡1h后，置于50℃下烘干，然后将浸泡后的聚酯切片置于水溶胶中，在45℃下浸泡1h后，置于50℃下烘干，得到浸泡改性后的聚酯切片，将浸泡改性后的聚酯切片、高岭土、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂KH570、氧化聚乙烯蜡加入混合机中，控制混合机的搅拌转速为550rpm，搅拌35min后，得到混合料，将混合料、填料、抗静电剂、钠质膨润土加入双螺杆挤出机进行熔融挤出、喷丝、拉伸、松弛热定型，得到改性涤纶纤维；

其中，聚酯切片与浸泡液的重量比为1:3；

所述浸泡液，按重量份计，由以下成分组成：5份三乙醇胺，5份丙烯酸羟乙酯，7份聚乙二醇400，15份四羟甲基氯化磷，0.2份聚乙烯胺，90份去离子水；

其中，聚酯切片与水溶胶的重量比为1:3.5；

所述水溶胶的制备方法为：将丙烯酰胺、去离子水加入反应器中，控制反应器的温度为50℃，开启搅拌并将搅拌速度控制120rpm，搅拌40min后，加入碳酸氢钠、过硫酸铵、羟乙基乙二胺、酒石酸，继续搅拌3h，然后加入β-葡聚糖、二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液，继续搅拌3.5h，得到水溶胶；

其中，丙烯酰胺、去离子水、碳酸氢钠、过硫酸铵、羟乙基乙二胺、酒石酸、β-葡聚糖、二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液的重量比为80:900:3:0.1:0.2:1.5:3:2；

所述二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液中二甲基二烯丙基氯化铵的浓度为59%；

其中，浸泡改性后的聚酯切片、高岭土、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂KH570、氧化聚乙烯蜡的重量比为80:4:3:1:1；

所述纳米二氧化钛的粒径为50nm；

所述熔融挤出时的熔体温度为275℃，喷丝时的纺丝速度为2000m/min，拉伸时的拉伸比为3.25，松弛热定型时的温度为65℃。

其中，混合料、填料、抗静电剂、钠质膨润土的重量比为70:5:6:3；

所述填料的制备方法为：将碳酸钙、硬脂酸、海藻酸钠、聚乙烯醇1788混合后进行球磨，控制球磨时的球料比为12:1，转速为320rpm，球磨35min后，加入聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、黄原胶，继续球磨50min，得到初级填料，将初级填料置于脉冲电场处理器中进行脉冲处理，控制脉冲处理中的电场场强为30kV/cm，脉冲宽度为50μs，脉冲频率为500Hz，时间为12min，脉冲处理结束得到填料；

其中，碳酸钙、硬脂酸、海藻酸钠、聚乙烯醇1788、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、黄原胶的重量比为50:3:4:1:0.3:2:3。

所述抗静电剂，按重量份计，由以下成分组成：15份纳米氮化硼，18份纳米氧化锌，6份云母粉；

所述纳米氮化硼的粒径为100nm；

所述纳米氧化锌的粒径为40nm。

一种无熔滴阻燃的工装面料的制备方法，将改性涤纶纤维和腈纶纤维分别进行开松预处理及在梳棉机上梳理成生条后，得到改性涤纶纤维生条和腈纶纤维生条，将改性涤纶纤维生条和腈纶纤维生条在并条机上并合，得到熟条；然后在粗纱机上进行牵伸和加捻，在细纱机上进一步牵伸加捻，制成混纺纱；将混纺纱进行织造后得到无熔滴阻燃的工装面料。

实施例2

一种无熔滴阻燃的工装面料，按重量份计，由以下原料组成:92份改性涤纶纤维，8份腈纶纤维。

所述改性涤纶纤维的制备方法为：将聚酯切片置于浸泡液中，在42℃下浸泡1.2h后，置于52℃下烘干，然后将浸泡后的聚酯切片置于水溶胶中，在47℃下浸泡1.2h后，置于52℃下烘干，得到浸泡改性后的聚酯切片，将浸泡改性后的聚酯切片、高岭土、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂KH570、氧化聚乙烯蜡加入混合机中，控制混合机的搅拌转速为570rpm，搅拌37min后，得到混合料，将混合料、填料、抗静电剂、钠质膨润土加入双螺杆挤出机进行熔融挤出、喷丝、拉伸、松弛热定型，得到改性涤纶纤维；

其中，聚酯切片与浸泡液的重量比为1:3.2；

所述浸泡液，按重量份计，由以下成分组成：6份三乙醇胺，7份丙烯酸羟乙酯，8份聚乙二醇400，16份四羟甲基氯化磷，0.3份聚乙烯胺，92份去离子水；

其中，聚酯切片与水溶胶的重量比为1:3.7；

所述水溶胶的制备方法为：将丙烯酰胺、去离子水加入反应器中，控制反应器的温度为52℃，开启搅拌并将搅拌速度控制130rpm，搅拌42min后，加入碳酸氢钠、过硫酸铵、羟乙基乙二胺、酒石酸，继续搅拌3.2h，然后加入β-葡聚糖、二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液，继续搅拌3.7h，得到水溶胶；

其中，丙烯酰胺、去离子水、碳酸氢钠、过硫酸铵、羟乙基乙二胺、酒石酸、β-葡聚糖、二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液的重量比为82:910:3.5:0.15:0.3:1.7:4:3；

所述二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液中二甲基二烯丙基氯化铵的浓度为60%；

其中，浸泡改性后的聚酯切片、高岭土、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂KH570、氧化聚乙烯蜡的重量比为82:5:4:1.2:1.2；

所述纳米二氧化钛的粒径为60nm；

所述熔融挤出时的熔体温度为278℃，喷丝时的纺丝速度为2200m/min，拉伸时的拉伸比为3.4，松弛热定型时的温度为67℃。

其中，混合料、填料、抗静电剂、钠质膨润土的重量比为72:6:7:4；

所述填料的制备方法为：将碳酸钙、硬脂酸、海藻酸钠、聚乙烯醇1788混合后进行球磨，控制球磨时的球料比为13:1，转速为330rpm，球磨37min后，加入聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、黄原胶，继续球磨52min，得到初级填料，将初级填料置于脉冲电场处理器中进行脉冲处理，控制脉冲处理中的电场场强为35kV/cm，脉冲宽度为55μs，脉冲频率为550Hz，时间为14min，脉冲处理结束得到填料；

其中，碳酸钙、硬脂酸、海藻酸钠、聚乙烯醇1788、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、黄原胶的重量比为52:4:5:2:0.4:3:4。

所述抗静电剂，按重量份计，由以下成分组成：16份纳米氮化硼，19份纳米氧化锌，7份云母粉；

所述纳米氮化硼的粒径为110nm；

所述纳米氧化锌的粒径为50nm。

一种无熔滴阻燃的工装面料的制备方法，将改性涤纶纤维和腈纶纤维分别进行开松预处理及在梳棉机上梳理成生条后，得到改性涤纶纤维生条和腈纶纤维生条，将改性涤纶纤维生条和腈纶纤维生条在并条机上并合，得到熟条；然后在粗纱机上进行牵伸和加捻，在细纱机上进一步牵伸加捻，制成混纺纱；将混纺纱进行织造后得到无熔滴阻燃的工装面料。

实施例3

一种无熔滴阻燃的工装面料，按重量份计，由以下原料组成：95份改性涤纶纤维，10份腈纶纤维。

所述改性涤纶纤维的制备方法为：将聚酯切片置于浸泡液中，在45℃下浸泡1.5h后，置于55℃下烘干，然后将浸泡后的聚酯切片置于水溶胶中，在50℃下浸泡1.5h后，置于55℃下烘干，得到浸泡改性后的聚酯切片，将浸泡改性后的聚酯切片、高岭土、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂KH570、氧化聚乙烯蜡加入混合机中，控制混合机的搅拌转速为600rpm，搅拌40min后，得到混合料，将混合料、填料、抗静电剂、钠质膨润土加入双螺杆挤出机进行熔融挤出、喷丝、拉伸、松弛热定型，得到改性涤纶纤维；

其中，聚酯切片与浸泡液的重量比为1:3.5；

所述浸泡液，按重量份计，由以下成分组成：7份三乙醇胺，8份丙烯酸羟乙酯，10份聚乙二醇400，18份四羟甲基氯化磷，0.4份聚乙烯胺，95份去离子水；

其中，聚酯切片与水溶胶的重量比为1:4；

所述水溶胶的制备方法为：将丙烯酰胺、去离子水加入反应器中，控制反应器的温度为55℃，开启搅拌并将搅拌速度控制150rpm，搅拌45min后，加入碳酸氢钠、过硫酸铵、羟乙基乙二胺、酒石酸，继续搅拌3.5h，然后加入β-葡聚糖、二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液，继续搅拌4h，得到水溶胶；

其中，丙烯酰胺、去离子水、碳酸氢钠、过硫酸铵、羟乙基乙二胺、酒石酸、β-葡聚糖、二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液的重量比为85:920:4:0.2:0.4:2:5:4；

所述二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液中二甲基二烯丙基氯化铵的浓度为61%；

其中，浸泡改性后的聚酯切片、高岭土、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂KH570、氧化聚乙烯蜡的重量比为85:6:5:1.5:1.5；

所述纳米二氧化钛的粒径为70nm；

所述熔融挤出时的熔体温度为280℃，喷丝时的纺丝速度为2500m/min，拉伸时的拉伸比为3.5，松弛热定型时的温度为70℃。

其中，混合料、填料、抗静电剂、钠质膨润土的重量比为75:8:9:5；

所述填料的制备方法为：将碳酸钙、硬脂酸、海藻酸钠、聚乙烯醇1788混合后进行球磨，控制球磨时的球料比为15:1，转速为350rpm，球磨40min后，加入聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、黄原胶，继续球磨55min，得到初级填料，将初级填料置于脉冲电场处理器中进行脉冲处理，控制脉冲处理中的电场场强为40kV/cm，脉冲宽度为60μs，脉冲频率为600Hz，时间为15min，脉冲处理结束得到填料；

其中，碳酸钙、硬脂酸、海藻酸钠、聚乙烯醇1788、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、黄原胶的重量比为55:5:6:3:0.6:4:6。

所述抗静电剂，按重量份计，由以下成分组成：18份纳米氮化硼，20份纳米氧化锌，8份云母粉；

所述纳米氮化硼的粒径为120nm；

所述纳米氧化锌的粒径为60nm。

一种无熔滴阻燃的工装面料的制备方法，将改性涤纶纤维和腈纶纤维分别进行开松预处理及在梳棉机上梳理成生条后，得到改性涤纶纤维生条和腈纶纤维生条，将改性涤纶纤维生条和腈纶纤维生条在并条机上并合，得到熟条；然后在粗纱机上进行牵伸和加捻，在细纱机上进一步牵伸加捻，制成混纺纱；将混纺纱进行织造后得到无熔滴阻燃的工装面料。

对比例1

采用与实施例2所述的无熔滴阻燃的工装面料的组成与制备方法，其不同之处在于：将改性涤纶纤维的制备方法改为：

将聚酯切片、高岭土、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂KH570、氧化聚乙烯蜡加入混合机中，控制混合机的搅拌转速为570rpm，搅拌37min后，得到混合料，将混合料、填料、抗静电剂、钠质膨润土加入双螺杆挤出机进行熔融挤出、喷丝、拉伸、松弛热定型，得到改性涤纶纤维；

其中，聚酯切片、高岭土、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂KH570、氧化聚乙烯蜡的重量比为82:5:4:1.2:1.2；

所述纳米二氧化钛的粒径为60nm；

所述熔融挤出时的熔体温度为278℃，喷丝时的纺丝速度为2200m/min，拉伸时的拉伸比为3.4，松弛热定型时的温度为67℃。

其中，混合料、填料、抗静电剂、钠质膨润土的重量比为72:6:7:4；

所述填料的制备方法为：将碳酸钙、硬脂酸、海藻酸钠、聚乙烯醇1788混合后进行球磨，控制球磨时的球料比为13:1，转速为330rpm，球磨37min后，加入聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、黄原胶，继续球磨52min，得到初级填料，将初级填料置于脉冲电场处理器中进行脉冲处理，控制脉冲处理中的电场场强为35kV/cm，脉冲宽度为55μs，脉冲频率为550Hz，时间为14min，脉冲处理结束得到填料；

其中，碳酸钙、硬脂酸、海藻酸钠、聚乙烯醇1788、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、黄原胶的重量比为52:4:5:2:0.4:3:4。

所述抗静电剂，按重量份计，由以下成分组成：16份纳米氮化硼，19份纳米氧化锌，7份云母粉；

所述纳米氮化硼的粒径为110nm；

所述纳米氧化锌的粒径为50nm。

对比例2

采用与实施例2所述的无熔滴阻燃的工装面料的组成与制备方法，其不同之处在于：使用碳酸钙等量替代填料，用于改性涤纶纤维的制备中。

试验例1

对实施例1-3和对比例1-2制备的无熔滴阻燃的工装面料的断裂强力、径向弹性伸长率、纬向弹性伸长率、抗起毛起球等级、透湿率、上色率、色牢度等级、是否产生熔滴现象进行测试，测试结果如下：

试验例2

对实施例1-3和对比例1-2制备的无熔滴阻燃的工装面料的耐热性进行检测，检测方法及检测结果如下：

使用直径为0.5cm的火焰头靠近实施例1-3和对比例1-2制备的无熔滴阻燃的工装面料，控制火焰头到工装面料的距离为8mm，火焰头燃烧的时长为10min，每种工装面料重复100次，记录破洞数和破洞直径范围，记录结果如下：

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。