本发明属于纺织面料技术领域，涉及一种功能性面料，尤其涉及一种电弧防护面料。
背景技术：
从纤维的燃烧性能来看，羊毛纤维是一种比较安全的纤维材料。虽然在提供足够热量的情况下羊毛纤维能够被点燃，但当热源撤离后纤维通常不能持续燃烧或阴燃。
羊毛纤维的这种难燃烧的性质与纤维中比较高的含碳量48％～50％，含氮量15％～16％，含硫量3％～4％(氧23％～25％，氢6％～7％)，以及常温下高的吸湿性、高的点燃温度、较低的燃烧热和火焰温度有关，从而使得羊毛纤维本身就具有较好的阻燃性能，极限氧指数达到26％左右，远远大于其他的天然纤维以及合成纤维，如棉纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维等。羊毛纤维高的点燃温度(570～600℃)，低燃烧热(20.5kj/g)、低的火焰温度以及高的极限氧指数使其具有一定阻燃性。羊毛纤维的另一显著特点是燃烧时不熔融滴落。羊毛纤维的膨化改性技术起源于新西兰羊毛研究组织(wronz)，羊毛条经拉伸，加热(非永久性定型)、松弛后则收缩。混纺膨化羊毛的纱线面料，手感膨松柔软、不仅服用舒适，而且同等克重下具有更高的厚度，进而赋予面料更高的抗电弧性能。
改性聚丙烯腈纤维，是丙烯腈单体与含阻燃元素的乙烯基化合物共聚而成，其具有永久的阻燃性，在遇到火焰时，发烟量巨大，稀释了微环境氧浓度，抑制可燃物的燃烧；其产生的hcl气体能够有效中断热分解的链增长反应，减少可燃物，抑制燃烧，达到阻燃目的。所以，其不仅具有优秀的阻燃性能，而且在与其它天然纤维混纺时，也具有不变的阻燃性能，且不会随着洗涤等操作而降低。
技术实现要素：
本发明所述要解决的技术问题是为电力行业工作人员开发一种具有永久阻燃、抗电弧性能的功能性防护面料。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种电弧防护面料，按质量百分比计，所述电弧防护面料含有15％-20％的羊毛纤维、40％-50％的改性聚丙烯腈纤维、20％-30％的棉纤维素纤维和10％-25％的高强阻燃耐高温碳化型纤维材料。
进一步地，在所述的电弧防护面料中，所述电弧防护面料含有16％-18％的羊毛纤维、41％-46％的改性聚丙烯腈纤维、22％-26％的棉纤维素纤维和15％-20％的高强阻燃耐高温碳化型纤维材料。
进一步优选地，在所述的电弧防护面料中，所述电弧防护面料含有17％的羊毛纤维、43％的改性聚丙烯腈纤维、24％的棉纤维素纤维和16％的高强阻燃耐高温碳化型纤维材料。
进一步地，在所述的电弧防护面料中，所述羊毛纤维为经膨化改性的膨化羊毛纤维。
进一步地，在所述的电弧防护面料中，所述高强阻燃耐高温碳化型纤维包含芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、芳砜纶纤维。
进一步地，在所述的电弧防护面料中，所述电弧防护面料克重为80-300g/m2。
进一步优选地，在所述的电弧防护面料中，所述电弧防护面料克重为150-200g/m2。
进一步地，在所述的电弧防护面料中，所述电弧防护面料为机织面料。
本发明还提供了一种电弧防护面料的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料选择，按质量百分比计，选取15％-20％的羊毛纤维、40％-50％的改性聚丙烯腈纤维、20％-30％的棉纤维素纤维和10％-25％的高强阻燃耐高温碳化型纤维材料；
(2)纺纱：(ⅰ)先将羊毛纤维、高强阻燃耐高温碳化型纤维和三分之一的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱；(ⅱ)将棉纤维素纤维和三分之二的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱，而后再将上述步骤(ⅰ)和(ⅱ)的单股纱经倍捻机倍捻，得到24-38s的双股纱；
(3)织造，将由步骤(2)得到的双股纱送至织机织造，得到克重为150-300g/m2的电弧防护面料。
进一步地，在所述的电弧防护面料的制备方法中，步骤(2)中所述纺纱为气流纺纱，所述倍捻的捻度为680-880捻/10cm。
进一步地，在所述的电弧防护面料的制备方法中，步骤(3)中所述织机为剑杆织机。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的电弧防护面料，所采用的质量比15％-20％膨化羊毛纤维，使得面料在同等平方米克重情况下具有更高的面料厚度，进而获得更高的抗电弧效果；而且混纺膨化羊毛的面料，手感膨松柔软，具有优异的穿着舒适性；质量比40％-50％的改性聚丙烯腈纤维，确保了整体面料的阻燃性能；质量比10％-25％的高强阻燃耐高温碳化型纤维，赋予面料优异的抗闪爆强力；面料总体具有阻燃、抗电弧、较高强力，穿着舒适性，可广泛应用于电力、钢铁、消防等特种防护服装面料。
具体实施方式
本发明为电力行业工作人员提供了一种具有永久阻燃、抗电弧性能的功能性防护面料。具体地，本发明针对电力工作人员可能遇到的危害环境，以及改善现用工作服的穿着舒适性，结合了膨化羊毛纤维一定的阻燃性、穿着舒适性，加上改性聚丙烯腈纤维的协同阻燃性，高强阻燃耐高温碳化型纤维的高强力，提供一种电弧防护面料及其制备方法。
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1电弧防护面料的制备
(1)原料选择，按质量百分比计，选取15％的羊毛纤维、40％的改性聚丙烯腈纤维、20％的棉纤维素纤维和25％的高强阻燃耐高温碳化型纤维材料；其中，所述羊毛纤维为经膨化改性的膨化羊毛纤维；所述高强阻燃耐高温碳化型纤维包含芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、芳砜纶纤维；
(2)纺纱：(ⅰ)先将羊毛纤维、高强阻燃耐高温碳化型纤维和三分之一的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至气流纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱；(ⅱ)将棉纤维素纤维和三分之二的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至气流纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱，而后再将上述步骤(ⅰ)和(ⅱ)的单股纱经倍捻机倍捻，捻度为680-880捻/10cm，得到24-38s的双股纱；
(3)织造，将由步骤(2)得到的双股纱送至剑杆织机织造，得到克重为150g/m2的电弧防护面料。
实施例2电弧防护面料的制备
(1)原料选择，按质量百分比计，选取15％的羊毛纤维、50％的改性聚丙烯腈纤维、25％的棉纤维素纤维和10％的高强阻燃耐高温碳化型纤维材料；其中，所述羊毛纤维为经膨化改性的膨化羊毛纤维；所述高强阻燃耐高温碳化型纤维包含芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、芳砜纶纤维；
(2)纺纱：(ⅰ)先将羊毛纤维、高强阻燃耐高温碳化型纤维和三分之一的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至气流纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱；(ⅱ)将棉纤维素纤维和三分之二的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至气流纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱，而后再将上述步骤(ⅰ)和(ⅱ)的单股纱经倍捻机倍捻，捻度为680-880捻/10cm，得到24-38s的双股纱；
(3)织造，将由步骤(2)得到的双股纱送至剑杆织机织造，得到克重为200g/m2的电弧防护面料。
实施例3电弧防护面料的制备
(1)原料选择，按质量百分比计，选取20％的羊毛纤维、45％的改性聚丙烯腈纤维、25％的棉纤维素纤维和10％的高强阻燃耐高温碳化型纤维材料；其中，所述羊毛纤维为经膨化改性的膨化羊毛纤维；所述高强阻燃耐高温碳化型纤维包含芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、芳砜纶纤维；
(2)纺纱：(ⅰ)先将羊毛纤维、高强阻燃耐高温碳化型纤维和三分之一的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至气流纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱；(ⅱ)将棉纤维素纤维和三分之二的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至气流纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱，而后再将上述步骤(ⅰ)和(ⅱ)的单股纱经倍捻机倍捻，捻度为680-880捻/10cm，得到24-38s的双股纱；
(3)织造，将由步骤(2)得到的双股纱送至剑杆织机织造，得到克重为200g/m2的电弧防护面料。
实施例4电弧防护面料的制备
(1)原料选择，按质量百分比计，选取20％的羊毛纤维、50％的改性聚丙烯腈纤维、20％的棉纤维素纤维和10％的高强阻燃耐高温碳化型纤维材料；其中，所述羊毛纤维为经膨化改性的膨化羊毛纤维；所述高强阻燃耐高温碳化型纤维包含芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、芳砜纶纤维；
(2)纺纱：(ⅰ)先将羊毛纤维、高强阻燃耐高温碳化型纤维和三分之一的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至气流纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱；(ⅱ)将棉纤维素纤维和三分之二的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至气流纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱，而后再将上述步骤(ⅰ)和(ⅱ)的单股纱经倍捻机倍捻，捻度为680-880捻/10cm，得到24-38s的双股纱；
(3)织造，将由步骤(2)得到的双股纱送至剑杆织机织造，得到克重为200g/m2的电弧防护面料。
实施例5电弧防护面料的制备
(1)原料选择，按质量百分比计，选取17％的羊毛纤维、43％的改性聚丙烯腈纤维、24％的棉纤维素纤维和16％的高强阻燃耐高温碳化型纤维材料；其中，所述羊毛纤维为经膨化改性的膨化羊毛纤维；所述高强阻燃耐高温碳化型纤维包含芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、芳砜纶纤维；
(2)纺纱：(ⅰ)先将羊毛纤维、高强阻燃耐高温碳化型纤维和三分之一的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至气流纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱；(ⅱ)将棉纤维素纤维和三分之二的改性聚丙烯腈纤维原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至气流纺纱装置纺纱，得到24-38s的单股纱，而后再将上述步骤(ⅰ)和(ⅱ)的单股纱经倍捻机倍捻，捻度为680-880捻/10cm，得到24-38s的双股纱；
(3)织造，将由步骤(2)得到的双股纱送至剑杆织机织造，得到克重为180g/m2的电弧防护面料。
试验测试：以本发明上述实施例1-5制得的电弧防护面料为测试样，测试依据为dl/t320-2010，具体测试结果如下表一所示：
表一
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。