【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纺织，具体涉及一种具有良好阻燃抑烟性的摩擦纳米发电纱线及织物的制备方法及应用。
技术介绍
1、可穿戴智能传感材料作为智能材料的重要分支，在人体感应、人工智能、医用仿生等领域具有巨大的应用潜力，将为人类的运动监测、健康检测等方面提供无限可能，因此得到了国内外学术界的广泛关注。智能可穿戴织物具有轻质、低模量、高柔高弹、结构多元多维化、成本低廉、高亲肤性等特点，相较于智能手环、智能眼镜、智能皮肤等传感设备，在智能可穿戴领域体现出独特优势。开发不需要外界电源的自供电传感织物，是现如今智能可穿戴织物的重要发展方向之一，不仅有利于能源的节约，并且会大大提升设备在实际应用中的便携性、舒适性与长期使用性，具有重要的研究意义。
2、利用摩擦起电(接触起电)效应，王中林教授提出了摩擦纳米发电机(teng)的理念。teng可在外界压力作用下产生电信号，从而将机械能转化为电能。将teng与传统纺织品相结合，研究者开发出摩擦纳米发电织物(tteng)。tteng集合了teng的压电效应及纺织品柔软、透气、舒适等性能，在智能纺织品与智能穿戴领域体现出突出的应用前景，受到了国内外研究者的广泛关注。如专利cn114836873a公开了一种具有自清洁、自供电功能的壁虎仿生纳米纤维绒摩擦发电织物及其制备方法，该方法包括：首先配制聚间苯二甲酰间苯二胺和pva溶液，随后以聚间苯二甲酰间苯二胺为岛，pva为海，以一定海岛比例通过复合纺丝得到复合丝；以复合丝为经纱、导电纱为纬纱将其织成平纹织物，对织物进行反复揉抓，得到稳定致密的绒毛；然后浸入水中
3、但是由于纺织材料的易燃性，目前大多数tteng不具备阻燃性能，容易在火灾中受到破坏，丧失供电能力，甚至进一步诱发火灾蔓延，造成人员伤害。因此，设计、制造具有高阻燃、抑烟性能的tteng至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有良好阻燃抑烟性的摩擦纳米发电纱线及织物的制备方法及应用。该方法简单，所得摩擦纳米发电织物的阻燃性能和电输出性能优异，且表现出优良的循环工作稳定性和耐水洗性，透气透湿性高，舒适性好，可用于智能防护服和智能逃生毯中。
2、一种复合纱线，具有皮芯结构，所述皮芯结构由内芯和外摩擦层组成，所述内芯为镀银尼龙长丝，所述外摩擦层包括阻燃聚酯长丝和聚四氟乙烯长丝。
3、进一步地，一根所述复合纱线中，所述阻燃聚酯长丝和所述聚四氟乙烯长丝总量为8根，所述阻燃聚酯长丝和所述聚四氟乙烯长丝分别选自1-7根。优选地，所述阻燃聚酯长丝为4根、所述聚四氟乙烯长丝为4根，或所述阻燃聚酯长丝为3根、所述聚四氟乙烯长丝为5根。
4、所述镀银尼龙长丝的纤度为20-200d，优选为20-100d。
5、所述阻燃聚酯长丝的纤度为50-200d，优选为100-150d。
6、所述聚四氟乙烯长丝的纤度为300-600d，优选为450-550d。
7、所述阻燃聚酯长丝包含聚合单体、mofs和阻燃剂。
8、其中，所述mofs是金属有机骨架材料(metal organic frameworks)的英文缩写。
9、进一步地，所述阻燃聚酯长丝中，所述mofs的用量为所述聚合单体的质量的1-5％，所述阻燃剂用量为所述聚合单体的质量的0.5-5％；优选地，所述mofs的用量为所述聚合单体的质量的1.5-3％，所述阻燃剂用量为所述聚合单体的质量的2-3％。
10、进一步地，所述聚合单体包含芳香族二元羧酸或其酯类衍生物和脂肪族二元醇。所述芳香族二元羧酸或其酯类衍生物和脂肪族二元醇的摩尔比为1.3-1.8:1，优选摩尔比为1.4-1.55:1。
11、更进一步地，所述芳香族二元羧酸或其酯类衍生物是指具有8到12个碳原子的芳香族二羧酸或其芳香族二羧酸的烷基酯类，选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸和2,7-萘二甲酸中的任一种或一种以上；优选为对苯二甲酸、邻苯二甲酸和间苯二甲酸中的任一种或一种以上。
12、更进一步地，所述脂肪族二元醇是指具有2到6个碳原子的脂肪族二元醇，选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇和三丙二醇中的任一种或一种以上；优选为乙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、二乙二醇和二丙二醇中的任一种或一种以上。
13、进一步地，所述mofs选自铁基mofs、镁基mofs、锌基mofs、钴基mofs、铜基mofs、铪基mofs和镧系金属基mofs中的任一种或一种以上，优选为钴基mofs。作为本专利技术的一个实例，mofs为zif-67(2-甲基咪唑钴)。
14、进一步地，所述阻燃剂选自碳基阻燃剂、磷系阻燃剂和纳米无机阻燃剂中的任一种或一种以上。
15、更进一步地，所述磷系阻燃剂是指阻燃剂中含有一个或多个羟基或羧基或羧酸酯基团或磷酸基团，选自磷酸三苯酯、磷酸三芳基酯、芳香族磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、2-羧乙基苯基次磷酸、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和6-氧-6h-二苯并-c,e-1,2-氧磷杂己环-6-酮甲基-丁二酸中的任一种或几种的混合；优选为2-乙基己基二苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯和2-羧乙基苯基次磷酸中的任一种或一种以上。
16、更进一步地，所述碳基阻燃剂是基于碳化合物或含碳大分子材料的阻燃剂，优选为纳米石墨烯和/或碳纳米管。
17、更进一步地，所述纳米无机阻燃剂选自纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米蒙脱土、纳米硼酸锌、纳米滑石粉和纳米硫酸钙中的任一种或一种以上，优选为纳米滑石粉和/或纳米氢氧化镁。
18、优选地，所述阻燃剂为质量比1:0.5-1:0.2-0.5的碳基阻燃剂、磷系阻燃剂和纳米无机阻燃剂，更优选为质量比为1:0.6-0.8:0.3-0.4的三甲苯基磷酸酯、碳纳米管和纳米滑石粉。
19、上述所述阻燃聚酯长丝由下述方法制备：
20、聚合单体酯化反应后，按照比例加入mofs和阻燃剂，然后加入缩聚催化剂进行缩聚反应得到聚酯；最后进行纺丝得到阻燃本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合纱线，其特征在于，具有皮芯结构，所述皮芯结构由内芯和外摩擦层组成，所述内芯为镀银尼龙长丝，所述外摩擦层包括阻燃聚酯长丝和聚四氟乙烯长丝。
2.根据权利要求1所述的复合纱线，其特征在于，一根所述复合纱线中，所述阻燃聚酯长丝和所述聚四氟乙烯长丝总量为8根，所述阻燃聚酯长丝和所述聚四氟乙烯长丝分别选自1-7根。
3.根据权利要求2所述的复合纱线，其特征在于，一根所述复合纱线中，所述阻燃聚酯长丝为4根、所述聚四氟乙烯长丝为4根，或所述阻燃聚酯长丝为3根、所述聚四氟乙烯长丝为5根。
4.根据权利要求1所述的复合纱线，其特征在于，所述镀银尼龙长丝的纤度为20-200D，所述阻燃聚酯长丝的纤度为50-200D，所述聚四氟乙烯长丝的纤度为300-600D。
5.根据权利要求1所述的复合纱线，其特征在于，所述阻燃聚酯长丝包含聚合单体、MOFs和阻燃剂；所述MOFs的用量为所述聚合单体的质量的1-5％，所述阻燃剂用量为所述聚合单体的质量的0.5-5％；所述阻燃剂选自碳基阻燃剂、磷系阻燃剂、纳米无机阻燃剂中的任一种或一种以上。
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7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述齿轮传动比为0.3-0.5。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述齿轮传动比为0.3-0.35。
9.一种具有良好阻燃抑烟性的摩擦纳米发电织物，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的复合纱线或权利要求6-8任一项所述的制备方法制备得到的复合纱线编织而成。
10.复合纱线或具有良好阻燃抑烟性的摩擦纳米发电织物在智能消防服、智能逃生地毯中的应用，其特征在于，所述复合纱线是权利要求1-5任一项所述的复合纱线或权利要求6-8任一项所述的制备方法制备得到的复合纱线；所述具有良好阻燃抑烟性的摩擦纳米发电织物是权利要求9所述的具有良好阻燃抑烟性的摩擦纳米发电织物。
...【技术特征摘要】
1.一种复合纱线，其特征在于，具有皮芯结构，所述皮芯结构由内芯和外摩擦层组成，所述内芯为镀银尼龙长丝，所述外摩擦层包括阻燃聚酯长丝和聚四氟乙烯长丝。
2.根据权利要求1所述的复合纱线，其特征在于，一根所述复合纱线中，所述阻燃聚酯长丝和所述聚四氟乙烯长丝总量为8根，所述阻燃聚酯长丝和所述聚四氟乙烯长丝分别选自1-7根。
3.根据权利要求2所述的复合纱线，其特征在于，一根所述复合纱线中，所述阻燃聚酯长丝为4根、所述聚四氟乙烯长丝为4根，或所述阻燃聚酯长丝为3根、所述聚四氟乙烯长丝为5根。
4.根据权利要求1所述的复合纱线，其特征在于，所述镀银尼龙长丝的纤度为20-200d，所述阻燃聚酯长丝的纤度为50-200d，所述聚四氟乙烯长丝的纤度为300-600d。
5.根据权利要求1所述的复合纱线，其特征在于，所述阻燃聚酯长丝包含聚合单体、mofs和阻燃剂；所述mofs的用量为所述聚合单体的质量的1-5％，所述阻燃剂用量为...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴汉光，王锐，黄一辰，廉启茹，邓李宇，崔秀举，
申请(专利权)人：北京服装学院，
类型：发明
国别省市：
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