高强阻燃弹性面料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高强阻燃弹性面料及其制备方法，所述方法包括如下步骤：a)将棉纤维和未改性维纶或经改性维纶纺制成单纱，单纱合股形成股线；b)使用步骤a)中获得的股线作为纬纱或同时作为经纱和纬纱进行织造，获得弹性面料；c)将步骤b)中获得的弹性面料浸泡在四羟甲基磷类化合物的水溶液中，获得经浸泡的面料；d)干燥步骤c)中获得的经浸泡的面料，获得经干燥的面料；e)使步骤d)中获得的经干燥的面料进行氨熏，获得经氨熏的面料；f)使步骤e)中获得的经氨熏的面料进行氧化。

【技术实现步骤摘要】
高强阻燃弹性面料及其制备方法
本专利技术涉及高强阻燃弹性面料及其制备方法。
技术介绍
军队武警公安等执法人员在战场上或在遭遇暴恐袭击时，会面临高温火焰的袭击；在进行战术技术训练时，会有大幅度的肢体动作，故如果服装材料缺乏弹性、或服装结构不利于人体灵活运动，将影响战术技术动作的发挥；在作战训练时，有较强的活动强度，人体热负荷上升，需要服装有良好的透气性和透湿性，特别是在夏季等热天季节、或比较炎热的工作场所。炼钢工人、消防队员等职业人员所穿着的由间位芳纶等阻燃纤维制备的阻燃防护服装，其材料的拉伸模量大、纤维自身变形能力小，一般结构的阻燃工装也未设置有利于人体运动的服装结构，故肢体运动受到服装结构和变形能力的限制，影响了劳动者的肢体活动自由度、从而影响了工作效率、增加了劳动者的疲劳感；职工工作时有较大的热负荷，需要工装透气排汗。总之，现有作战服或工装、特别是阻燃作战服和阻燃工作服，均缺乏足够的弹性变形能力。且通常为提高织物强度而采用密实的织物结构，织物中的纱线间缺乏较大的缝隙孔洞，影响了高强工作服和高强阻燃工作服的透气透湿性能和穿着舒适性，同时也影响了军警职工的战斗力和工作效率。采用芳纶等阻燃纤维包覆氨纶等弹性长丝制成包芯纱，也可以制备弹性阻燃面料。但因为氨纶易老化、芳纶等阻燃纤维价格昂贵难以染色穿着不舒服、且氨纶的加入将影响整体的阻燃性能，故没有得到应用。棉织物Proban整理(普鲁苯整理)是棉织物常用的阻燃整理方法，是采用四羟甲基硫酸磷、四羟甲基氯化磷等低分子水溶液浸轧到织物中并控制适当的有效成分含量，让磷系化合物渗入到棉纤维的非晶区和间隙中，并控制其含水量，然后通过氨气的定量熏蒸，使NH3与磷系预缩体中的羟甲基交联，在纤维内部形成阻燃聚合体，并建立磷氮协效的阻燃协同效应；再经氧化使纤维内阻燃剂中的三价磷转变为五价磷，使阻燃剂在纤维中的固定化得到进一步的稳定化。经如上整理加工的棉织物，在遇到高温火焰后，含磷化合物首先分解产生不易挥发的磷酸或多磷酸酐，与纤维素的羟基发生脱水反应，使纤维炭化，从而达到阻燃效果。Proban法处理后的织物手感柔软、阻燃性能耐久，可以承受50次(甚至200次)洗涤，并仍能保持良好的阻燃性能和织物的舒适性，适合于做各类防护服、床上用品、装饰用品以及儿童阻燃睡衣等，是目前耐久棉织物阻燃整理的重要方法。但普鲁苯整理的最大缺点是经过整理后的织物断裂强度下降显著，通常会达到20％的降强；特别是撕裂强度有显著的降低。故严重影响了此类阻燃加工技术的应用。普通维纶和高强维纶均采用甲醛对PVA纤维的羟基进行缩醛化加工而制成，用甲醛对PVA纤维中的羟基进行封端，大幅度降低了纤维中的羟基含量，从而解决了PVA纤维容易发生溶胀、粘连和溶解现象的难题。但是采用甲醛进行羟基封端处理，存在醛化加工设备的气密性要求高的问题，即使有微量甲醛泄漏也会污染环境、对工作人员带来伤害。在环保意识日益提高的今天，使用甲醛作为控制羟基含量的方法，已经不适用目前的环境保护要求。上述对
技术介绍
的陈述仅是为了方便对本专利技术技术方案(使用的技术手段、解决的技术问题以及产生的技术效果等方面)的深入理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
根据上文
技术介绍
可知，维纶通常采用甲醛对PVA大分子中的相邻羟基进行反应，实现羟基封端，从而防止维纶因存在大量羟基而产生溶胀粘连甚至溶解的现象，使经缩醛化加工的维纶可以经受染整加工中的高温湿热加工，但是该技术使用具有毒性的甲醛而存在一定局限。本专利技术的专利技术人经过研究发现，如果采用一种能与PVA中的羟基起反应的化合物，在PVA上的羟基起反应后将该化合物稳定接枝在PVA大分子上，同样可以起到消除PVA中羟基的效果，如果通过与PVA上的羟基起反应接上去的化合物是阻燃剂，则可以在使PVA纤维能耐受高温高湿环境的同时，具有阻燃功能。本专利技术的目的是提供一种改进的高强阻燃弹性面料及其制备方法，所述方法使用棉纤维和未改性维纶或经改性维纶混纺并且进行特殊织造，获得弹性面料，然后向弹性面料施加四羟甲基磷类化合物并且进行氨熏，不仅实现了面料的高弹性，而且克服了棉织物的普鲁本阻燃整理加工后强度显著下降的问题，由于经改性维纶具有更多羟基可以接受足够量的四羟甲基磷类阻燃剂，能够通过普鲁苯整理同时获得适当的阻燃性能，使维纶的阻燃性能达到与棉纤维相同的水平，不会因施加较多量的维纶而影响面料的阻燃性能，在阻燃性能得到保证的同时，维纶的加入进一步克服了普鲁本阻燃整理造成的降强问题。本专利技术的一方面涉及一种高强阻燃弹性面料的制备方法，所述方法包括如下步骤：a)将棉纤维和未改性维纶或经改性维纶纺制成单纱，单纱合股形成股线；b)使用步骤a)中获得的股线作为纬纱或同时作为经纱和纬纱进行织造，获得弹性面料；c)将步骤b)中获得的弹性面料浸泡在四羟甲基磷类化合物的水溶液中，获得经浸泡的面料；d)干燥步骤c)中获得的经浸泡的面料，获得经干燥的面料；e)使步骤d)中获得的经干燥的面料进行氨熏，获得经氨熏的面料；f)使步骤e)中获得的经氨熏的面料进行氧化。在一个实施方案中，步骤a)中采用选自环锭纺、紧密纺、赛络纺或紧密赛络纺的纺纱方式进行纺制，棉纤维和未改性维纶或经改性维纶的比例分别为75-90重量％和10-25重量％。在另一个实施方案中，步骤a)中的合股采用2合股或3合股，合股捻向与单纱捻向相同，合股捻系数为单纱捻系数的2.5-3.5倍。在另一个实施方案中，在步骤a)之后和步骤b)之前进一步包括在60-95℃的温度下对股线进行蒸纱定捻20-60分钟，从而获得定捻股线。在另一个实施方案中，在步骤b)中，当使用股线作为纬纱时选择上机经密为下机经密的85-90％，当使用股线同时作为经纱和纬纱时选择上机经密和上机纬密分别为下机经密和下机纬密的85-90％。在另一个实施方案中，步骤a)中使用的未改性维纶具有55-65％的缩醛度，经改性维纶通过降低未改性维纶的缩醛化程度而改性从而具有0至小于55％的缩醛度。在另一个实施方案中，步骤c)中使用的四羟甲基磷类化合物选自四羟甲基氯化磷、四羟甲基硫酸磷、四羟甲基氯化磷-尿素缩合物、四羟甲基硫酸磷-尿素缩合物或其混合物。在另一个实施方案中，步骤c)中使用的四羟甲基磷类化合物的水溶液具有200-400克/升的四羟甲基磷类化合物浓度，任选还具有0.5-3.5克/升的渗透剂浓度和8-25克/升的柔软剂浓度，以四羟甲基磷类化合物的水溶液计。在另一个实施方案中，步骤c)中获得的经浸泡的面料具有80-130重量％的轧余率。在另一个实施方案中，步骤d)中的干燥在55-90℃的温度下进行8-20分钟，获得的经干燥的面料具有10-30重量％的含水率。在另一个实施方案中，在步骤e)的氨熏过程中，选择650-900升/分钟的氨气流量、50-95℃的氨熏温度和12-25分钟的氨熏时间。在另一个实施方案中，在步骤f)的氧化过程中，选择双氧水和氢氧化钠的水溶液作为氧化剂，氧化温度为45-75℃，氧化时间为5-15分钟。本专利技术的另一方面涉及通过根据本专利技术的制备方法获得的高强阻燃弹性面料。具体实施方式本专利技术的专利技术构思包括多个具体的实施方案，不同的实施方案各有技术上或应用上的侧重，不同的实施方案可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强阻燃弹性面料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a)将棉纤维和未改性维纶或经改性维纶纺制成单纱，单纱合股形成股线；b)使用步骤a)中获得的股线作为纬纱或同时作为经纱和纬纱进行织造，获得弹性面料；c)将步骤b)中获得的弹性面料浸泡在四羟甲基磷类化合物的水溶液中，获得经浸泡的面料；d)干燥步骤c)中获得的经浸泡的面料，获得经干燥的面料；e)使步骤d)中获得的经干燥的面料进行氨熏，获得经氨熏的面料；f)使步骤e)中获得的经氨熏的面料进行氧化。

【技术特征摘要】
1.一种高强阻燃弹性面料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a)将棉纤维和未改性维纶或经改性维纶纺制成单纱，单纱合股形成股线；b)使用步骤a)中获得的股线作为纬纱或同时作为经纱和纬纱进行织造，获得弹性面料；c)将步骤b)中获得的弹性面料浸泡在四羟甲基磷类化合物的水溶液中，获得经浸泡的面料；d)干燥步骤c)中获得的经浸泡的面料，获得经干燥的面料；e)使步骤d)中获得的经干燥的面料进行氨熏，获得经氨熏的面料；f)使步骤e)中获得的经氨熏的面料进行氧化。2.根据权利要求1所述的高强阻燃弹性面料的制备方法，其特征在于，步骤a)中采用选自环锭纺、紧密纺、赛络纺或紧密赛络纺的纺纱方式进行纺制，棉纤维和未改性维纶或经改性维纶的比例分别为75-90重量％和10-25重量％。3.根据权利要求1所述的高强阻燃弹性面料的制备方法，其特征在于，步骤a)中的合股采用2合股或3合股，合股捻向与单纱捻向相同，合股捻系数为单纱捻系数的2.5-3.5倍。4.根据权利要求1所述的高强阻燃弹性面料的制备方法，其特征在于，在步骤a)之后和步骤b)之前进一步包括在60-95℃的温度下对股线进行蒸纱定捻20-60分钟，从而获得定捻股线。5.根据权利要求1所述的高强阻燃弹性面料的制备方法，其特征在于，在步骤b)中，当使用股线作为纬纱时选择上机经密为下机经密的85-90％，当使用股线同时作为经纱和纬纱时选择上机经密和上机纬密分别为下机经密和下机纬密的85-90％。6.根据权利要求1所述的高强阻燃弹性面料的制备方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐超，吴银，蒋春燕，邹亮，唐守荣，崔宝团，施楣梧，
申请(专利权)人：北京吉克防护科技有限公司，深圳优普泰服装科技有限公司，山东沃源新型面料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11