一种功能面料及其制备方法与流程

本发明涉及面料制备领域，具体涉及一种功能面料及其制备方法。

背景技术：

1、随着科学技术和纺织行业的发展，织物的种类逐渐增加，织物的阻燃性能成为衡量品质的因素之一，目前主要有两种方法使面料具有阻燃性能，一是采用本质阻燃纤维制作面料，二是对纤维或面料做阻燃改性。

2、玄武岩纤维是由玄武岩石料(一种古代火山岩)在1450～1500℃条件下转化为熔融状态后高速拉丝制成的无机纤维，它具有许多优异的性能，例如强度，耐高温性等方面效果极好，同时还具有电绝缘性和耐腐蚀性。

3、中国专利文献cn110512337b公开了一种玄武岩纤维和芳纶混纺阻燃隔热面料及其制造方法，通过玄武岩纤维与芳纶纤维的混纺，将玄武岩纤维具有的不燃、耐高温、无有毒气体排出、绝热性好、无熔或滴落、无热收缩现象等优点和芳纶具有的高强度、高模量、抗老化等优点很好的结合了起来，大大提升了面料的阻燃隔热性能，同时大幅降低了阻燃隔热面料的成本。但是玄武岩纤维表面毛刺较多、韧性较差，直接利用其织造所得面料服用性较差，因此需要对该纤维进行改良。

4、聚酯纤维由于良好的机械性能、化学稳定性、可纺性和低成本，在服用和装饰用等领域应用广泛，但聚酯纤维本身易燃，燃烧容易产生熔滴的特点，限制了在装饰用纺织品领域的应用。

5、中国专利文献cn104988718b公开了一种高铁、动车座椅起绒聚酯面料的阻燃整理方法，将高铁、动车座椅起绒聚酯面料浸渍二氧化硅-氧化铝复合溶胶(浴比1:10～20)，再经过焙烘、p-s阻燃剂涂层背胶(含p-s阻燃剂200～280g/l)和焙烘，得到的面料既有较好的阻燃性能，又不影响绒面风格。

6、中国专利文献cn113279264b公开了一种防紫外线耐污面料及其制作方法，包括基底布料和涂覆于基底布料表面上的防紫外线耐污层，基底布料由聚酯纤维、粘胶纤维、尼龙纤维、棉纤维和亚麻纤维混纺而成，实现了良好的防晒和耐污效果，且面料不易发黄，面料韧性好。

7、以上面料均存在功能单一，应用场景偏窄的缺点，需要提供一种具有复合功能、适用场景更广的面料。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种功能面料，具有优异的力学性能和阻燃性能，对紫外线的屏蔽效果好，在经过多次水洗后仍能保持较高的抗菌防紫外线性能，且具备一定的保健功能。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种功能面料的制备方法，将聚酯纤维和改性石纤维混纺，经纱为聚酯纤维，纬纱为改性石纤维，然后将面料浸入到整理液中浸轧，随后依次进行预烘干、烘焙、洗涤、晾干，即得功能面料；面料的制造工艺为平纹或斜纹，经向密度为15～40根/cm，纬向密度为20～35根/cm，所述改性石纤维的质量为功能面料总质量的40～60％。

4、优选的，所述改性石纤维的制备方法包括如下步骤：

5、(1)将玄武岩、铝土矿、石英砂、磷灰石、钠长石按重量比80～95：4～8：3～6：2～3：2～3称取，粉碎过50～100目筛，然后酸洗、水洗，烘干后混合均匀，投入到池窑中加热至石料熔融，得到原液；将原液浸润后通过铂铑合金拉丝漏板拉伸，得到直径为5～10μm的原纱；用加捻机对原纱加捻，得到捻度为200～600捻/米的石纤维；

6、(2)将石纤维干燥至恒重后浸入浸渍液中，随后加入氨水，在300～500r/min、30～40℃下恒温水浴2～4h，取出石纤维在40～60℃下烘干3～5h，得到改性石纤维。

7、优选的，步骤(2)中，以重量份数计，浸渍液由以下组分制成：无水乙醇30～50份、正硅酸乙酯3～5份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷4～6份、六水合硝酸镁5～8份。

8、优选的，步骤(2)中，氨水的质量分数为25wt％，氨水与正硅酸乙酯的重量比为4～5：1。

9、优选的，所述整理液的制备方法如下：将改性纳米zno/电气石分散到去离子水中，然后加入硅烷偶联剂和水性聚氨酯，搅拌分散均匀，得到整理液。

10、优选的，以重量份数计，整理液由以下组分制成：去离子水100～120份、水性聚氨酯20～30份、改性纳米zno/电气石15～20份、硅烷偶联剂5～10份。

11、优选的，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-脲丙基三乙氧基硅烷或n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

12、优选的，所述改性纳米zno/电气石的制备方法如下：

13、(a)将电气石粉加入到盐酸中，超声分散1h，过滤、洗涤、干燥，得到预活化电气石粉；将预活化电气石粉加入到去离子水中，然后加入柠檬酸、硝酸锌，混合均匀，缓慢滴入0.1mol/lnaoh溶液，将ph调节为8～10，在70～90℃下蒸干，得到湿凝胶；将湿凝胶在100℃下烘干，然后在500～600℃下煅烧2～4h，得到纳米zno/电气石；

14、(b)将纳米zno/电气石、马来酸酐加入到去离子水中，70～90℃下搅拌反应4～6h，冷却至室温后过滤，洗涤、烘干，得到改性纳米zno/电气石。

15、优选的，步骤(a)中，预活化电气石粉、柠檬酸与硝酸锌的重量比为6～8：1～2：1；步骤(b)中，纳米zno/电气石、马来酸酐、去离子水的重量比为1：1：4～5。

16、本发明还要求保护一种所述制备方法制备所得功能面料。

17、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

18、1)本发明提供的功能面料，利用聚酯纤维和改性石纤维混纺，随后将得到的胚布进行整理，得到的面料具有优异的力学性能和阻燃性能，整理后的面料对紫外线的屏蔽效果好，在经过多次水洗后仍能保持较高的抗菌防紫外线性能，且具备一定的保健功能。

19、2)本发明提供的功能面料，石纤维的原料为玄武岩、铝土矿、石英砂、磷灰石、钠长石，其中铝土矿能够显著增强纤维阻燃性能和耐磨性；添加少量磷灰石对面料的阻燃性能有所提升，但添加量过多则会使纤维变脆，因此磷灰石优选含量为2％；石英砂能够增大纤维柔韧性，提高其弯曲强度及断裂伸长率；钠长石则能够降低石料的熔融温度，减少纤维制备过程中的能量消耗。

20、3)本发明提供的功能面料，利用浸渍液对制备所得石纤维进行改性，3-氨基丙基三乙氧基硅烷能够改善石纤维的表面性能，正硅酸乙酯在石纤维表面原位生成纳米二氧化硅，起到填充纤维表面裂缝、增强纤维强度、减少纤维表面毛刺的功能，同时六水合硝酸镁水解产生氢氧化镁填充在纤维表面纳米二氧化硅之间形成的空隙中，能进一步提高纤维的热稳定性和力学性能。

21、4)本发明提供的功能面料，将纳米zno负载在电气石表面，改善了纳米zno易团聚的缺点，得到的纳米zno/电气石具有优秀的防紫外线、抗菌和保健功能，利用马来酸酐对其进行改性，在纳米zno/电气石表面提供大量不饱和键和羧基；利用整理液对面料进行整理，硅烷偶联剂给面料提供大量氨基，使改性纳米zno/电气石能够更好地负载在面料上，有效提升了面料抑菌、抗老化性能的持续效果，使得面料随水洗次数增多抗菌和防紫外线性能依然保持优异。