一种抗静电耐火服装的制作方法

本发明属于功能服装技术领域，涉及一种抗静电耐火服装及其制备方法。

背景技术

现如今服装种类奇多，所使用的功能也各式各样，如有仅仅为防寒保暖的羽绒服，也有为了造型装饰的服装，而对于某些特殊行业工作人员来说，具有特定的功能服装对于工作人员的健康和生命安全有着重要意义，如通讯单位、it、医院等从业工作者就需要配备抗静电防辐射服装，而消防员对耐火服装的要求越来越精细。目前市场上服装主要采用的面料为：纤维、尼龙等，其制备方法也较多采用的是纺织，很少能做到抗静电和耐火兼备的服装。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抗静电耐火服装，本发明提供的抗静电耐火服装在衣服的主体、领口、袖口、裤腰和裤脚均添加抗静电耐火材料，提高了服装的抗静电耐火性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种抗静电耐火服装，包括主体、领口、袖口、裤腰和裤脚，所述主体为单层面料，所述单层面料由碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布制成；所述领口、袖口、裤腰和裤脚为双层面料，所述双层面料由碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布和羟基磷灰石纳米线无纺布制成，所述羟基磷灰石纳米线无纺布为内层。

优选地，所述碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布的厚度为0.1～1.0mm；所述羟基磷灰石纳米线无纺布的厚度为0.1～1.5mm。

优选地，所述单层面料通过以下步骤得到：

将碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布热压，得到单层面料。

优选地，所述热压的温度为150～180℃，压力为10～12mpa，时间为3～5min。

优选地，所述碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布由包括以下步骤的方法制备得到：

(1)提供碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料；

(2)将所述步骤(1)得到的碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料喷涂至基底，经剥离、烘干，得到碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布。

优选地，所述碳纳米管的质量含量为碳纳米管和羟基磷灰石纳米线总质量的10～50％。

优选地，所述双层面料由包括以下步骤的方法制备得到：

将碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布、羟基磷灰石纳米线无纺布层叠放置，经热压，得到双层面料。

优选地，所述层叠放置的碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布、羟基磷灰石纳米线无纺布层之间涂覆一层热熔胶。

优选地，所述热压的温度为200～230℃，压力为10～12mpa，时间为5～8min。

优选地，所述羟基磷灰石纳米线无纺布由包括以下步骤的方法制备得到：

(1)提供羟基磷灰石纳米线浆料；

(2)将所述步骤(1)得到的羟基磷灰石纳米线浆料喷涂至基底，经剥离、烘干，得到羟基磷灰石纳米线无纺布。

本发明提供了一种抗静电耐火服装，包括主体、领口、袖口、裤腰和裤脚，所述主体面料为单层面料，所述单层面料由碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布制成；所述领口、袖口、裤腰和裤脚面料为双层面料，所述双层面料由碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布和羟基磷灰石纳米线无纺布制成；所述羟基磷灰石纳米线无纺布为内层。本发明的服装均采用了碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布，上述无纺布以羟基磷灰石纳米线为基本结构支架，碳纳米管搭接于纳米线之间，结合了两种材料的优点，利用此种无纺布制备的服装不仅具有抗静电性能，而且具有良好的耐火耐高温性。从实施例可以看出：本发明的单层面料和双层面料燃烧20s，不燃烧；单层面料的摩擦带电量为0.8～1.2μc/m²，双层面料的摩擦带电量为1.4～1.8μc/m²。

进一步地，将碳纳米管的含量控制在碳纳米管/羟基磷灰石纳米线总质量的10～50％之间，使碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布具有优异的导电性能。

附图说明

图1为抗静电耐火服装及其局部剖面结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种抗静电耐火服装，包括主体、领口、袖口、裤腰和裤脚，所述主体面料为单层面料，所述单层面料由碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布制成；所述领口、袖口、裤腰和裤脚面料为双层面料，所述双层面料由碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布和羟基磷灰石纳米线无纺布制成，所述羟基磷灰石纳米线无纺布为内层。

在本发明中，所述碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布的厚度优选为0.1～1.0mm，更优选为0.2～0.8mm，最优选为0.4～0.6mm。在本发明中，所述羟基磷灰石纳米线无纺布的厚度优选为0.1～1.5mm，更优选为0.4～1.2mm，最优选为0.6～1.0mm。

在本发明中，所述单层面料优选由包括以下步骤的方法制备得到：将碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布热压，得到单层面料。在本发明中，所述热压的温度优选为150～180℃，更优选为155～175℃，最优选为160～170℃。在本发明中，所述热压的压力优选为10～12mpa，更优选为10.5～11.5mpa，最优选为11mpa。在本发明中，所述热压的时间优选为3～5min，更优选为3.5～4.5min，最优选为4.0min。本发明对热压的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的热压装置即可，具体的，如平板硫化机。

在本发明中，所述碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布优选由包括以下步骤的方法制备得到：(1)提供碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料；(2)将所述步骤(1)得到的碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料喷涂至基底，经剥离、烘干，得到碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布。

本发明对所述碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合浆料的制备方法即可。在本发明的实施例中，所述碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料的制备方法优选包括以下步骤：

(a)将分散剂、多壁碳纳米管和溶剂混合，得到碳纳米管分散液；

(b)将羟基磷灰石纳米线与溶剂混合后砂磨制浆，制得羟基磷灰石纳米线悬浮液；

(c)所述步骤(a)和(b)得到的碳纳米管分散液和羟基磷灰石纳米悬浮液混合，得到所述碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料。

本发明在制备碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料时，优选将分散剂、多壁碳纳米管和溶剂混合，得到碳纳米管分散液。在本发明中，所述分散剂、多壁碳纳米管和溶剂的质量比优选为0.05～0.08：1：100～200，更优选为0.055～0.075：1：120～180，最优选为0.06～0.07：1：140～160。在本发明中，所述分散剂优选包括十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基磺酸钠中的一种或多种。在本发明中，所述溶剂优选包括水或乙醇，更优选为乙醇。本发明对所述混合的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的，如搅拌。本发明对砂磨制浆的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的砂磨机即可。

本发明在制备碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料时，将羟基磷灰石纳米线与溶剂混合后砂磨制浆，得到羟基磷灰石纳米线悬浮液。在本发明中，所述羟基磷灰石纳米线与溶剂的质量比优选为1：100～200，更优选为1：120～180，最优选为1：140～160。在本发明中，所述溶剂优选包括水或乙醇，更优选为乙醇。在本发明中，制备羟基磷灰石纳米线悬浮液时的溶剂优选与制备碳纳米管分散液时的溶剂一致。在本发明中，所述砂磨制浆的时间优选为30～60min，更优选为35～55min，最优选为40～50min。本发明对所述混合的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的，如搅拌。本发明对砂磨制浆的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的砂磨机即可。

本发明在制备碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料时，将得到的碳纳米管分散液与羟基磷灰石纳米线悬浮液混合，得到碳纳米管-羟基磷灰石纳米浆料。在本发明中，所述碳纳米管的质量优选为碳纳米管和羟基磷灰石纳米线总质量的10～50％，更优选为20～40％，最优选为25～35％。在本发明中，所述混合的时间优选为30～60min，更优选为35～55min，最优选为40～50min。本发明对所述混合设备没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合设备即可，具体的，如不锈钢流体混合机。

得到碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料后，本发明将碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料喷涂至基底，经剥离、烘干，得到碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布。

在本发明中，所述喷涂的方式优选为静电喷涂。在本发明中，所述喷涂的压力优选为8～15mpa，更优选为10～14mpa，最优选为12～13mpa。本发明对喷涂的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的喷涂装置即可，具体的，如高压无气喷涂装置。本发明对基底的材质没有特殊的要求，采用本领域技术人员熟知的基底材质即可，具体的，如箔片基底。本发明对剥离的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的剥离方式即可，具体的，如酸蚀。在本发明中，所述烘干的温度优选为60～80℃，更优选为65～75℃，最优选为70℃。在本发明中，所述烘干的时间优选为12～20h，最优选为14～18h，最优选为15～16h。

在本发明中，所述碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布以羟基磷灰石纳米线为基本的结构支架，碳纳米管搭接于纳米线之间，结合了两种材料的优点，利用此种无纺布作为生产制造出的服装不仅具有良好的抗静电性能，而且具有良好的耐火耐高温；同时，将碳纳米管的含量控制在碳纳米管/羟基磷灰石纳米线总质量的10～50％之间，使碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布具有优异的导电性能。

在本发明中，所述双层面料优选由包括以下步骤的方法制备得到：将碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布、羟基磷灰石纳米线无纺布层叠放置，经热压，得到双层面料。

在本发明中，所述层叠放置的碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布、羟基磷灰石纳米线无纺布层之间还优选涂覆一层热熔胶。本发明对所述热熔胶的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售热熔胶即可，具体的，如聚酰胺、聚酯、聚乙烯或聚酯酰胺。

在本发明中，所述热压的温度优选为200～230℃，更优选为210～225℃，最优选为215～220℃。在本发明中，所述热压的压力优选为10～12mpa，更优选为10.5～11.5mpa，最优选为11mpa。在本发明中，所述热压的时间优选为5～8min，更优选为6～7min，最优选为6.5min。本发明对热压的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的热压装置即可，具体的，如平板硫化机。

在本发明中，所述双层面料中的碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布的制备方法优选与单层面料中的碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布的制备方法相同，在此不再赘述。

在本发明中，所述双层面料中的羟基磷灰石纳米线无纺布优选由包括以下步骤的方法制备得到：(1)提供羟基磷灰石纳米线浆料；(2)将所述步骤(1)得到的羟基磷灰石纳米线浆料喷涂至基底，经剥离、烘干，得到羟基磷灰石纳米线无纺布。

本发明对所述羟基磷灰石纳米线浆料的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合浆料制备方法即可。在本发明中，所述羟基磷灰石纳米线浆料的制备方法优选包括将羟基磷灰石纳米线和溶剂混合后经砂磨制浆，得到羟基磷灰石纳米浆料。

在本发明中，所述溶剂优选包括水或乙醇，更优选为乙醇。在本发明中，所述羟基磷灰石纳米线与溶剂的质量比优选为1：100～200，更优选为1：120～180，最优选为1：140～160。本发明对所述混合的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的如剪切分散。在本发明中，所述剪切分散的转速优选为2000～3000r/min，更优选为2200～2800r/min，最优选为2400～2600r/min；所述剪切分散的时间优选为10～30min，更优选为15～25min，最优选为20min。在本发明中，所述砂磨制浆的时间优选为30～60min，更优选为35～55min，最优选为40～50min。

得到羟基磷灰石纳米线浆料后，将羟基磷灰石纳米线浆料喷涂至基底，经剥离、烘干，得到羟基磷灰石纳米线无纺布。在本发明中，所述喷涂方式优选为静电喷涂。在本发明中，所述喷涂的压力优选为8～15mpa，更优选为9～14mpa，最优选为10～12mpa。本发明对喷涂的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的喷涂装置即可，具体的，如高压无气喷涂装置。本发明对基底的材质没有特殊的要求，采用本领域技术人员熟知的基底材质即可，具体的，如箔片基底。本发明对剥离的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的剥离方式即可，具体的，如酸蚀。在本发明中，所述烘干的温度优选为60～80℃，更优选为65～75℃，最优选为70℃。在本发明中，所述烘干的时间优选为12～20h，最优选为14～18h，最优选为15～16h。

本发明对服装的制备方法没有特殊的限定，本领域技术人员根据常规的服装制备方法进行制备即可。

图1为本发明提供的抗静电耐火服装及其局部剖面结构示意图。图中1为抗静电耐火服装的领口、袖口、裤腰和裤脚，其面料为双层面料，由羟基磷灰石纳米线无纺布和碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布组成，2为衣服主体，其面料由碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布组成。

下面结合实施例对本发明提供的抗静电耐火服装进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种抗静电耐火服装，包括主体、领口、袖口、裤腰和裤脚，所述主体面料为单层面料，所述单层面料由碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布制成；所述领口、袖口、裤腰和裤脚面料为双层面料，所述双层面料由碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布和羟基磷灰石纳米线无纺布制成；所述羟基磷灰石纳米线无纺布为内层。

所述羟基磷灰石纳米线无纺布由包括以下步骤的方法制备得到：将2g羟基磷灰石纳米线与300ml乙醇混合，于2000r/min的条件下剪切分散10min，通过砂磨机砂磨制浆30min，得到羟基磷灰石纳米线浆料；将羟基磷灰石纳米线浆料于10mpa的条件下喷涂至箔片基底上，喷涂厚度为1.0mm，剥离、于80℃烘干12h，得到羟基磷灰石纳米线无纺布；

所述碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布由包括以下步骤的方法制备得到：将0.05g十二烷基硫酸钠、1g多壁碳纳米管和200ml乙醇混合，得到碳纳米管分散液；将2g羟基磷灰石纳米线与300ml乙醇混合，经砂磨机砂磨制浆30min，得到羟基磷灰石纳米线悬浮液；将碳纳米管分散液和羟基磷灰石纳米线悬浮液于不锈钢流体混合机中混合30min，得到碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料；将碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料于10mpa的条件下喷涂至箔片基底上，喷涂1.0mm，剥离、于80℃烘干12h，得到碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布；

所述单层面料由包括以下步骤的方法制备得到：将碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布于150℃、10mpa的条件下在平板硫化机上热压5min，得到单层面料；

所述双层面料由包括以下步骤的方法制备得到：将碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布与羟基磷灰石纳米线无纺布层叠放置，于200℃、10mpa的条件下在平板硫化机上热压8min，得到双层面料。

性能测试：利用打火机对单层面料和双层面料进行20s的持续燃烧，结果为不燃；说明：单层面料和双层面料具有优异的阻燃性。

利用lfy-403a滚筒摩擦机对此服装单层面料和双层面料进行摩擦带电测试，转速为150r/min，时间为5min，随后利用lfy403织物摩擦带电电荷测试仪测试面料带电量，测试结果为：单层面料的带电量为0.8μc/m²，双层面料的带电量为1.8μc/m²，由此可以看出：双层面料和单层面料具有良好的抗静电性能。

实施例2

一种抗静电耐火服装，其结构与实施例1相同；

所述羟基磷灰石纳米线无纺布的制备方法包括以下步骤：将2g羟基磷灰石纳米线与400ml乙醇混合，于2000r/min的条件下剪切分散30min，通过砂磨机砂磨制浆30min，得到羟基磷灰石纳米线浆料；将羟基磷灰石纳米线浆料于12mpa的条件下喷涂至箔片基底上，喷涂厚度为0.8mm，剥离、于70℃烘干13h，得到羟基磷灰石纳米线无纺布；

所述碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布的制备方法，包括以下步骤：将0.08g十二烷基硫酸钠、1.5g多壁碳纳米管和300ml乙醇混合，得到碳纳米管分散液；将2g羟基磷灰石纳米线与400ml乙醇混合，经砂磨机砂磨制浆30min，得到羟基磷灰石纳米线悬浮液；将碳纳米管分散液和羟基磷灰石纳米线悬浮液于不锈钢流体混合机进行均匀混合30min，得到碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料；将碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料于14mpa的条件下喷涂至箔片基底上，喷涂厚度为0.8mm，剥离、于70℃烘干13h，得到碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布；

所述单层面料的制备方法为：将碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布于165℃、11mpa的条件下在平板硫化机上热压4min，得到单层面料；

所述双层面料的制备方法为：将碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布与羟基磷灰石纳米线无纺布层叠放置，于210℃、12mpa的条件下在平板硫化机上热压7min，得到双层面料。

采用与实施例1相同的方法测试服装的性能，测试结果为：单层面料和双层面料燃烧20s，不燃烧；单层面料的带电量为1.0μc/m²，双层面料的带电量为1.5μc/m²。

实施例3

一种抗静电耐火服装，其结构与实施例1相同；

所述羟基磷灰石纳米线无纺布的制备方法包括以下步骤：将3g羟基磷灰石纳米线与400ml乙醇混合，于2000r/min的条件下剪切分散30min，通过砂磨机砂磨制浆30min，得到羟基磷灰石纳米线浆料；将羟基磷灰石纳米线浆料于12mpa的条件下喷涂至箔片基底上，喷涂厚度为0.5mm，剥离、于60℃烘干15h，得到羟基磷灰石纳米线无纺布；

所述碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布的制备方法，包括以下步骤：将0.13g十二烷基硫酸钠、2g多壁碳纳米管和300ml乙醇混合，得到碳纳米管分散液；将2g羟基磷灰石纳米线与400ml乙醇混合，经砂磨机砂磨制浆30min，得到羟基磷灰石纳米线悬浮液；将碳纳米管分散液和羟基磷灰石纳米线悬浮液于不锈钢流体混合机进行均匀混合30min，得到碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料；将碳纳米管-羟基磷灰石纳米线浆料于12mpa的条件下喷涂至箔片基底上，喷涂厚度为0.5mm，剥离、于60℃烘干15h，得到碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布；

所述单层面料的制备方法为：将碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布于180℃、12mpa的条件下在平板硫化机上热压3min，得到单层面料；

所述双层面料的制备方法为：将碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布与羟基磷灰石纳米线无纺布层叠放置，于230℃、12mpa的条件下在平板硫化机上热压5min，得到双层面料。

采用与实施例1相同的方法测试服装的性能，测试结果为：单层面料和双层面料燃烧20s，不燃烧；单层面料的带电量为1.2μc/m²，双层面料的带电量为1.4μc/m²。

本发明的服装均采用了碳纳米管/羟基磷灰石纳米线无纺布，上述无纺布以羟基磷灰石纳米线为基本结构支架，碳纳米管搭接于纳米线之间，结合了两种材料的优点，利用此种无纺布制备的服装不仅具有抗静电性能，而且具有良好的耐火耐高温性。从实施例可以看出：本发明的单层面料和双层面料燃烧20s，不燃烧；单层面料的摩擦带电量为0.8～1.2μc/m²，双层面料的摩擦带电量为1.4～1.8μc/m²。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。