本发明专利技术涉及一种防明火绝热的多级复合织物，其特征在于织物的一面可承受明火强热流环境的高温或高热作用，一面保持45～50℃近人体皮肤安全温度状态的多级复合织物结构。该复合织物由次序为金属箔毡热辐射反射层、相变材料梯度复合毡吸热层、绝热舒适层组成的复合结构。复合织物的自然厚度为5～15mm，实际压紧厚度为3～8mm；平方米重量在500～1500g/m2，为完全密闭、缝制粘合的、用于防火隔热的防护材料。该复合织物可用于消防、军事、探险、工业等高温特殊场合的人体防护和环境隔热。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种人体或环境温度隔热与防护的轻薄柔性复合材料技术，尤其涉及一种高效智能长时间防明火绝热多级复合织物，该复合织物的制备工艺及应用，其是消防、军事、探险、工业等特殊场合的人体防护和环境隔热的重要材料。
技术介绍
火灾与特殊场合(探险、明火高温施工、空间技术、战争)均存在防火和隔热的要求，因此防火绝热织物的开发与应用一直是研究热点问题。火场热环境中存在着很多潜在的危险火场的高温环境，尤其是辐射热对人体的烧伤危险；防护装备器具被火焰引燃以及接触高温物体表面引起高速热传导，造成人体烧伤的危险；火场中的热量如超过人体生理正常平衡过程的承受能力，会造成从轻微伤害至死亡的危险等。资料表明，当人体皮肤的热流密度达到2. 68J/cm2,即皮肤温度达到45°C时，人就会有灼痛感；当热流密度增大到·5. 02J/cm2,即人体皮肤温度达72°C时，就会造成皮肤的二度烧伤。因此，消防类热防护材料不仅要轻质、柔软和无移动障碍，而且本身要耐火、耐高温、隔热，以实现对火源或热源的高效隔绝和对人体的安全有效防护。对于消防类热防护材料，近年来有较多的研究和专利。如阻燃隔热耐冲击消防服(专利号CN201010587913.X)由外至内采用阻燃层、隔热层、气囊层和内层的复合结构；其中气囊层为纳米级微孔聚四氟乙烯薄膜材料，作为增强隔热功能层。此专利技术气囊层未充气时厚度为1_，充气后的厚度为2 3cm，利用气体层实现阻燃隔热；气体可在几分钟内通过纳米微孔散发到空气中，从而实现气囊的重复使用。气囊层的使用减少了消防服的重量，节省了成本，但需配备气瓶，给消防员的抢险造成负担。轻薄型消防员灭火防护服用复合面料(专利号CN200710039117. O)和阻燃、隔热、防水、透气并穿着舒适的消防服用面料(专利号CN03116869. 8)均由阻燃层、防水透气层、隔热层和舒适层经绗缝等缝合方式组合而成。两专利技术所得织物的整体热防护性能(TPP)分别为34和30. 7cal/cm2。两专利技术面料可实现消防员的近火作战，但辐射热防护效果欠佳。消防员隔热防护服面料(专利号CN200920211471. I)由铝箔、PET聚酯膜和芳纶纤维平纹机织基布组成，其中铝箔为7μπι厚的压延铝箔；该专利技术取得良好的辐射热发射效果，但由于厚度的限制，其热防护效果甚为有限。抗热辐射耐高温阻燃防护服面料(专利号CN200920309275. 8)采用由内向外的耐热、阻燃织物纤维层、胶粘剂层和抗热辐射的防护层的复合结构，其中抗热辐射防护层为20 25μπι的聚酯镀铝膜；该专利技术的防护服面料具有较好的抗热辐射性，且质轻、耐高温、收缩率小，但聚酯镀铝膜耐高温性能有限。可降温多层结构消防员防护服装(专利号CN201020509142. 8)采用多层结构的服装本体和若干个装有可重复吸热和放热的凝胶状蓄冷剂的蓄冷降温袋实现消防环境中的热防护，其中蓄冷剂为潜热值在200kJ/kg以上的高比热的功能性高分子材料；该专利技术可有效降低消防员穿着防护服进行长时间作业时产生的生理热应激，但重量偏高、运动限制较大。火灾安全防护服面料(专利号CN201020267605. 4)采用从外至内的阻燃防火层、防水透汽层和隔热层的复合结构，其中隔热层由无纺布层与含有相变微胶囊的泡沫层粘结而成，相变物质为相变温度在30 80°C的直链烷烃有机物，阻燃防火层与防水透汽层之间设有镍-钛形状记忆合金弹簧。该专利技术所用相变材料的相变温度太低，吸热延时效果有限。消防服用阻燃相变隔热层织物(专利号CN201010233816. O)，是将由50 90%的芳纶1313纤维、5 20%的碳纤维及O 30%的阻燃粘胶纤维组合而成的非织造纤维毡浸入制得的阻燃相变燃微胶囊工作液中，经二浸二轧工艺加工制备而成。所得织物虽具有较好的阻燃和调温性能，但由于相变微胶囊的限制难于在高温火场环境下使用。隔热复合膜(专利号CN200510024710. 9)是本专利申请人以前的专利技术专利，采用由高强低导热系数的高聚物基膜、高反射性能的金属层、高隔热性的氧化金属层和低导热性可热粘合的高聚物外覆膜复合而成的结构实现高低温环境下(-150 120°C)的高效、轻质、柔性多功能热防护，但该专利只是解决隔热。隔热保温柔软薄型复合织物(专利号CN200410066650. 2)是本专利申请人以前的 专利技术专利，一面采用耐高、低温的高性能的涂层织物，另一面采用柔软、舒适、防霜、防凝露的涂层织物，中间采用多层隔热的高聚物与金属复合膜构成的复合织物，多层复合间可带厚度、尺寸稳定的衬网织物，实现一面可承受高温、低温或高、低温复合作用，一面保持5 35 °C近室温状态；本专利技术的复合织物的自然厚度在3 12mm，平方米重量在150 550g/m2，可实现-130 120°C条件下的隔热与防护。虽适用广泛，但隔热效果有限。该专利不是防火用途，并且既无明火高热放射层，也无相变吸热层，而且制备方法不同。可拒油、耐洗涤的轻薄型消防服面料及消防服(专利号CN201110285062. 8)，从外至内，依次为由间位芳纶、对位芳纶、聚酰胺纤维和防静电纤维制得的阻燃外层、中间拒油耐洗层、防水透气层和隔热层以及内部舒适层，经缝合线缝制而成。面料虽有较好的阻燃合防静电性能，但在高温火场实际使用时仍会较快导致人员烧伤、灼伤。以上专利技术所制得的热防护织物或服装虽然具有良好的防火绝热效果，但在实际应用中，热防护织物或服装存在耐火焰冲击性能较弱以及火场中停顿时间较短(800°C时，t < IOmin)的问题，人体在高温火场穿着使用时在几秒到几十秒内就会发生烧伤或灼伤，其本质是纺织材料面对火场强热流环境的热隔绝性和高温耐久性不足。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种防火绝热效果优良、柔性、轻质的复合织物。本专利技术的另一个目的是提供一种上述复合织物的制备工艺。本专利技术的另一个目的是提供一种上述复合织物的应用。为了达到上述目的，本专利技术的原理是通过设计由金属箔毡热反射层、相变梯度复合毡吸热层和绝热舒适层组合而成的复合结构，实现防明火绝热的功效性分担和多元耗散。以高热反射性金属箔及其支撑耐高温纤维紧密非织造布作为高温明火火场辐射热反射层；以相变材料和耐高温纤维非织造毡的复合毡及贴附于耐高温纤维非织造毡正反面的机织增强织物作为相变梯度复合毡吸热延时层；以多层镀金属膜和衬网织物复合而成的多层膜与阻燃棉织物的组合织物作为绝热舒适层；以上述各功能结构层复合而成的防明火绝热织物作为防明火绝热多级防护体系。防明火绝热多级复合织物具有轻质、柔性、高温热稳定性优良、可重复使用等特点。此防火绝热多级复合织物面向热源的次序为金属铝箔毡热反射层、相变梯度复合毡吸热层、绝热舒适层，从而构成系统、高效、智能、轻质、柔性的防明火绝热体系并实现对人体的高效智能防护。本专利技术的一个具体技术方案是提供了一种防明火绝热的多级复合织物，其特征在于由以下各功能结构层由靠近明火源方向至靠近人体方向依次复合而成起辐射热高反射作用的金属箔毡热反射层、起热耗散吸热与阻隔热传递的相变梯度复合毡吸热层和起热隔绝与舒适作用的绝热舒适层，其中，金属箔毡热反射层是由金属箔和耐高温纤维非织造布复合而成；相变梯度复合毡吸热层由相变材料、耐高温纤维非织造毡及贴本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防明火绝热的多级复合织物，其特征在于：由以下各功能结构层由靠近明火源方向至靠近人体方向依次复合而成：起辐射热高反射作用的金属箔毡热反射层(1)、起热耗散吸热与阻隔热传递的相变梯度复合毡吸热层(2)和起热隔绝与舒适作用的绝热舒适层(3)，其中，金属箔毡热反射层(1)是由金属箔(11)和耐高温纤维非织造布(12)复合而成；相变梯度复合毡吸热层(2)由相变材料(21)、耐高温纤维非织造毡(22)及贴附于耐高温纤维非织造毡(22)正反面的机织增强织物(23)复合而成；绝热舒适层(3)是由多层镀金属膜(31)和膜间的衬网织物(32)层合的多层膜与阻燃棉织物(33)组合而成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于伟东，郝立才，杜赵群，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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