耐火耐高温纤维复合层面料的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种新型的耐火耐高温纤维复合层面料，其由两层构成，分别为:外层耐火耐高温纤维层和内层隔热层。本发明提供的新型的高温耐火材料以及采用这种材料制备而成的高温耐火砖能耐2300℃以上的高温。
【专利说明】耐火耐高温纤维复合层面料
【技术领域】
[0001]本发明涉及织物【技术领域】，尤其涉及一种新型的耐火耐高温纤维复合层面料。
【背景技术】
[0002]消防服是保护活跃在消防第一线的消防队员人身安全的重要装备品之一，它不仅是火灾救助现场不可或缺的必备品，也是保护消防队员身体免受伤害的防火用具。因此，适应火灾现场救助活动的消防服就显得尤为重要。
[0003]普通的消防服虽然能起到耐火、防火的功能，但耐高温的时效和对于人体的保护远远不够，由于质量问题还经常会出现防护服的破损和表面材料的剥落，对人身安全造成很大的安全隐患。基于此问题，很多厂家都致力于研发新型的工作服，尽可能的在消防服的耐高温和隔热性能等方面进行改善，但现行的工作服大多很难全面兼顾。有些消防服虽然在性能方面表现优异，但忽略了人们穿着的舒适度，面料透气性、吸汗性性能都比较差，人们穿着时经常会出现不适感，影响了人们的正常工作，降低了工作效率。
【发明内容】
[0004]本发明鉴于上述问题而作，其目的在于提供一种新型的耐火耐高温纤维复合层面料，其具有很好的耐火、耐高温性能，同时透气性、吸汗性较好，提高了人们穿着时的舒适度。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型的耐火耐高温纤维复合层面料，其由两层构成，分别为:外层耐火耐高温纤维层和内层隔热层。
[0006]其中，所述内层隔热层的材料为聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶，其密度为1.5kg/m3?2.5kg/m3,优选为2kg/m3,孔隙率为80%?90%,优选为85%,比表面积为800m2/g?1000m2/g,优选为 900m2/g。
[0007]其中，所述聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶的具体制备方法为:
[0008]第一步，将热塑性聚氨酯与N，N- 二甲基乙酰胺按照摩尔比1:0.05?0.1的比例放入中空纤维纺丝机中在60°C下搅拌8小时溶解完全后，在N2压力下热塑性聚氨酯溶液经特殊结构的喷丝头挤出，进入自来水中，发生相转化，形成热塑性聚氨酯中空实心纤维；
[0009]第二步，将正硅酸乙酯与盐酸混合，在50°C的温度下强烈搅拌8小时，然后用氨水调节pH值为7?9之间，陈化24小时，得到硅溶胶；
[0010]第三步，将第一步制备的热塑性聚氨酯中空实心纤维按照平行铺设的方式铺设在200mmX30mm的模具中，将陈化好的硅溶胶倒入上述模具中，在室温下凝胶，得到聚氨酯中空纤维/SiO2湿凝胶，放入无水乙醇中浸泡24小时，再用正己烷浸泡24小时，置于室温下干燥，制备成聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶材料。
[0011]其中，所述耐火耐高温纤维材料该耐火纤维的原料由氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、刚玉粉、天然鳞片石墨和氧化锆(ZrO2)组成，各组分的质量百分数为37%氧化镁(MgO)、21%氧化钙(CaO)、29%刚玉粉、9%天然鳞片石墨和4%氧化锆(ZrO2)。[0012]其中，所述耐火耐高温纤维材料的平均纤维直径为5?9pm，进一步优选为7pm，平均纤维长度为320pm?600pm,优选为400pm。
[0013]其中，所述耐火纤维的制备方法具体为:
[0014]第一步，粉碎；
[0015]第二步，熔融；
[0016]第三步，成纤；
[0017]第四步，集棉；
[0018]第五步，针刺；
[0019]第六步，热处理。
[0020]其中，所述耐火纤维的制备方法更进一步具体为:
[0021]第一步，将上述各原料分别粉碎成立粒径为50nm?0.2mm的颗粒；
[0022]第二步，将粉碎后的颗粒送入预热炉，预热，预热温度为1150?1300°C，时间4?6小时，将预热后的产物送入加热炉熔融，熔融温度为1600?1900°C，时间3?6小时；
[0023]第三步，将熔融后的产物送入甩丝机成纤，甩丝辊的转速6000?12000转/分，纤维长度为320pm?600pm。
[0024]本发明还提供了采用上述高温耐火材料制备耐火砖的方法，具体为:
[0025]第一步，制备内层隔热层材料；
[0026]第一步，制备所述耐火耐高温纤维材料；
[0027]第二步，将制备的耐火高温纤维材料通过针织工艺成型于内层隔热层材料上，针织密度为320*260，针织厚度为为0.8mm?1.0mm;
[0028]第三步，对制备的复合层通过退浆、染色、水洗、烘干、热定型的后处理工艺，获得所需要的面料。
[0029]本发明的有益效果:
[0030]本发明提供的新型的高温耐火材料以及采用这种材料制备而成的高温耐火砖能耐2300°C以上的高温。
【具体实施方式】
[0031]一种新型的耐火耐高温纤维复合层面料，其由两层构成，分别为:外层耐火耐高温纤维层和内层隔热层。
[0032]所述内层隔热层的材料为聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶，其密度为1.5kg/m3?
2.5kg/m3，优选为2kg/m3，孔隙率为80%?90%，优选为85%，比表面积为800m2/g?IOOOm2/g，优选为 900m2/g。
[0033]所述聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶的具体制备方法为:
[0034]第一步，将热塑性聚氨酯与N，N-二甲基乙酰胺按照摩尔比1:0.05?0.1的比例放入中空纤维纺丝机中在60°C下搅拌8小时溶解完全后，在N2压力下热塑性聚氨酯溶液经特殊结构的喷丝头挤出，进入自来水中，发生相转化，形成热塑性聚氨酯中空实心纤维；
[0035]第二步，将正硅酸乙酯与盐酸混合，在50°C的温度下强烈搅拌8小时，然后用氨水调节pH值为7?9之间，陈化24小时，得到硅溶胶；
[0036]第三步，将第一步制备的热塑性聚氨酯中空实心纤维按照平行铺设的方式铺设在200mmX30mm的模具中，将陈化好的硅溶胶倒入上述模具中，在室温下凝胶，得到聚氨酯中空纤维/SiO2湿凝胶，放入无水乙醇中浸泡24小时，再用正己烷浸泡24小时，置于室温下干燥，制备成聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶材料。
[0037]所述耐火耐高温纤维材料的原料由氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、刚玉粉、天然鳞片石墨和氧化锆(ZrO2)组成，各组分的质量百分数为37%氧化镁(MgO)、21%氧化钙(CaO)、29%刚玉粉、9%天然鳞片石墨和4%氧化锆(ZrO2)。
[0038]所述耐火耐高温纤维材料的平均纤维直径为5?9pm，进一步优选为7pm，平均纤维长度为320pm?600pm,优选为400pm。
[0039]所述耐火纤维的制备方法具体为:
[0040]第一步，粉碎；
[0041]第二步，熔融；
[0042]第三步，成纤；
[0043]第四步，集棉；
[0044]第五步，针刺；
[0045]第六步，热处理。
[0046]所述耐火纤维的制备方法更进一步具体为:
[0047]第一步，将上述各原料分别粉碎成立粒径为50nm?0.2mm的颗粒；
[0048]第二步，将粉碎后的颗粒送入预热炉，预热，预热温度为1150?1300°C，时间4?6小时，将预热后的产物送入加热炉熔融，熔融温度为1600?1900°C，时间3?6小时；
[0049]第三步，将熔融后的产物送入甩丝机成纤，甩丝辊的转速6000?12000转/分，纤维长度为320pm?600pm。
[0050]本发明还提供了采用上述高温耐火材料制备耐火砖的方法，具体为:
[0051]第一步，制备内层隔热层材料；
[0052]第一步，制备所述耐火耐高温纤维材料；
[0053]第二步，将制备的耐火高温纤维材料通过针织工艺成型于内层隔热层材料上，针织密度为320*260，针织厚度为0.8mm?1.0mm;
[0054]第三步，对制备的复合层通过退浆、染色、水洗、烘干、热定型的后处理工艺，获得所需要的面料。
[0055]所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。
[0056]实施例1内层隔热层的制备
[0057]将热塑性聚氨酯与N，N- 二甲基乙酰胺按照摩尔比1:0.1的比例放入中空纤维纺丝机中在60°C下搅拌8小时溶解完全后，在N2压力下热塑性聚氨酯溶液经特殊结构的喷丝头挤出，进入自来水中，发生相转化，形成热塑性聚氨酯中空实心纤维，将正硅酸乙酯与盐酸混合，在50°C的温度下强烈搅拌8小时，然后用氨水调节pH值为8，陈化24小时，得到硅溶胶，将制备的热塑性聚氨酯中空实心纤维按照平行铺设的方式铺设在200mmX30mm的模具中，将陈化好的硅溶胶倒入上述模具中，在室温下凝胶，得到聚氨酯中空纤维/SiO2湿凝胶，放入无水乙醇中浸泡24小时，再用正己烷浸泡24小时，置于室温下干燥，制备成聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶材料，从而形成内层隔热层。
[0058]实施例2外层耐火耐高温纤维层
[0059]将37g氧化镁(MgO)、21g氧化钙(CaO)、29g刚玉粉、9g天然鳞片石墨和4g氧化锆(ZrO2)分别粉碎成立粒径为IOOnm的颗粒，将粉碎后的颗粒送入预热炉，预热，预热温度为1200°C，时间5小时，将预热后的产物送入加热炉熔融，熔融温度为1800°C，时间5小时；，将熔融后的产物送入甩丝机成纤，甩丝辊的转速10000转/分，纤维长度为450pm，获得外层耐火耐高温纤维层。
[0060]实施例3耐火纤维面料的制备
[0061]将实施例2制备的耐火高温纤维层通过针织工艺成型于内层隔热层材料上，针织密度为320*260，针织厚度为1.0_，对制备的复合层通过退浆、染色、水洗、烘干、热定型的后处理工艺，获得所需要的面料。
[0062]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种新型的耐火耐高温纤维复合层面料，其特征在于:由两层构成，分别为:外层耐火耐高温纤维层和内层隔热层。
2.如权利要求1所述的复合层面料，其特征在于:所述内层隔热层的材料为聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶，其密度为1.5kg/m3~2.5kg/m3，优选为2kg/m3，孔隙率为80%~90%，优选为85%,比表面积为800m2/g~1000m2/g,优选为900m2/g。
3.如权利要求1或2所述的复合层面料，其特征在于:所述聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶的具体制备方法为: 第一步，将热塑性聚氨酯与N，N-二甲基乙酰胺按照摩尔比1:0.05~0.1的比例放入中空纤维纺丝机中在60°C下搅拌8小时溶解完全后，在N2压力下热塑性聚氨酯溶液经特殊结构的喷丝头挤出，进入自来水中，发生相转化，形成热塑性聚氨酯中空实心纤维； 第二步，将正硅酸乙酯与盐酸混合，在50°C的温度下强烈搅拌8小时，然后用氨水调节pH值为7~9之间，陈化24小时，得到硅溶胶； 第三步，将第一步制备的热塑性聚氨酯中空实心纤维按照平行铺设的方式铺设在200mmX30mm的模具中，将陈化好的硅溶胶倒入上述模具中，在室温下凝胶，得到聚氨酯中空纤维/SiO2湿凝胶，放入无水乙醇中浸泡24小时，再用正己烷浸泡24小时，置于室温下干燥，制备成聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶材料。
4.如权利要求1至3所述的复合层面料，其特征在于:所述耐火耐高温纤维材料该耐火纤维的原料由氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、刚玉粉、天然鳞片石墨和氧化锆(ZrO2)组成，各组分的质量百分数为37%氧化镁(MgO)、21%氧化钙(CaO)、29%刚玉粉、9%天然鳞片石墨和4%氧化锆(ZrO2)。
5.如权利要求1至4所述的复合层面料，其特征在于:所述耐火耐高温纤维材料的平均纤维直径为5~9pm,进一步优选为7pm,平均纤维长度为320pm~600pm,优选为400pm。
6.如权利要求1至5所述的复合层面料，其特征在于:所述耐火纤维的制备方法具体为: 第一步，粉碎； 第二步，熔融； 第三步，成纤； 第四步，集棉； 第五步，针刺； 第六步，热处理。
7.如权利要求1至6所述的复合层面料，其特征在于:所述耐火纤维的制备方法更进一步具体为: 第一步，将上述各原料分别粉碎成立粒径为50nm~0.2mm的颗粒； 第二步，将粉碎后的颗粒送入预热炉，预热，预热温度为1150~1300°C，时间4~6小时，将预热后的产物送入加热炉熔融，熔融温度为1600~1900°C，时间3~6小时； 第三步，将熔融后的产物送入甩丝机成纤，甩丝辊的转速6000~12000转/分，纤维长度为 320pm ~600pm。
8.权利要求1至7所述高温耐火材料制备耐火砖的方法，其特征在于，包括: 第一步，制备内层隔热层材料；第一步，制备所述耐火耐高温纤维材料； 第二步， 将制备的耐火高温纤维材料通过针织工艺成型于内层隔热层材料上，针织密度为320*260，针织厚度为为0.8mm~1.0mm; 第三步，对制备的复合层通过退浆、染色、水洗、烘干、热定型的后处理工艺，获得所需要的面料。
【文档编号】A41D31/02GK103522624SQ201310441305
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】刘超 申请人:刘超