一种耐热防护材料及其制备方法与流程

本发明属于材料化工技术领域，具体的，涉及一种耐热防护材料及其制备方法。

背景技术：

随着工业的发展与社会生产力的进步，无论是生产还是应用时人们对于材料的性能也有着越来越高的要求，其中耐热材料在很多生产环境温度较高的工业生产以及防护服装方面都具有广泛的用途，在保证材料能够达到防护目的的同时，不会明显影响到材料本身的物理性质与化学性质，比如材料的形状与材料在高温环境下的抗老化性能。

耐热材料在纺织行业的应用主要为防火隔热的防护服装以及对器械设备上的的防护层，尤其是在防护服装方面，现有技术中的耐热材料为了提高其耐热阻燃能力，忽略了或牺牲了耐热材料在应用时对防护服装的舒适性要求，导致经过处理的面料虽然耐热阻燃性能得到了显著提升，却导致面料材质僵硬、吸汗能力差，工作人员在高温环境工作排汗量较大，如果无法及时将汗液吸收会导致工作人员浑身潮湿，皮肤散热能力下降，从而引发体内温度调节失衡的热压力现象，提高了工作人员在高温环境下的工作风险，除此之外还需要提供良好的防水性能，防止防护服装被水或汗水透湿之后大幅提高了导热性能，从而直接影响工作人员的工作时间与工作安全问题，为了解决以上问题，本发明提供了以下技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种耐热防护材料及其制备方法。

本发明需要解决的技术问题为：

1、如何提供一种耐热防护材料；

2、耐热防护材料在防火防护服装用面料上的应用，怎样提高防火防护服装用面料的舒适性、防水能力、吸汗能力、耐热性能以及隔绝烟尘的能力。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐热防护材料，由以下重量份的原料制成：溶剂45-50重量份、陶瓷微粉2-2.5重量份、胶黏剂0.8-1.2重量份、分散剂2.5-3重量份、阻燃剂30-40重量份、消泡剂0.5-0.8重量份与添加剂5-8重量份；

所述溶剂为去离子水；

所述陶瓷微粉是一种轻质的非金属多功能材料，主要成分为二氧化硅与三氧化二铝，陶瓷微粉的制备工艺为公知技术，因此不再做详细描述，陶瓷微粉具有良好的耐热性与分散性，能够提高耐热防护材料的吸附性、耐候性、耐擦洗与耐高温性能；

所述胶黏剂为聚丙烯酸酯，优选为聚丙烯酸丁酯；

所述分散剂为羧甲基纤维素钠与羟乙基纤维素的混合物，其中羧甲基纤维素钠与羟乙基纤维素的质量比为1.02-1.1:1；羧甲基纤维素钠与羟乙基纤维素均具有良好的增稠、分散与粘合效果，且羧甲基纤维素钠与羟乙基纤维素之间存在协同效应，混合使用大大提高了效率，节省了成本；

所述阻燃剂为聚磷酸铵、季戊四醇与三聚氰胺的混合物，其中聚磷酸铵、季戊四醇与三聚氰胺的重量比为1：1-1.4:1-2；

所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚与无水乙醇的混合物，其中聚氧丙烯甘油醚占消泡剂总体积的60％-64％，乙醇占消泡剂总体积的36％-40％，其中聚氧丙烯甘油醚能够在搅拌中抑制气泡的形成，乙醇能够消除产生的气泡，两者混合搭配使用，能够减少搅拌过程中浆料中的气泡数量，同时聚氧丙烯甘油醚与无水乙醇具有强挥发性，能够在后续生产中除去，不会对产品质量造成影响；

所述添加剂为长度小于1mm的玻璃纤维。

该耐热防护材料的制备方法包括如下步骤：

步骤一：将溶剂加入搅拌机中，按比例取分散剂加入溶剂中，开启搅拌机搅拌至分散剂完全溶解于溶剂中，该步骤中对于搅拌机的转速没有要求；

步骤二：将陶瓷微粉、阻燃剂一一加入搅拌机中，调节搅拌机转速为600-900r/min，连续搅拌120-150min，使阻燃剂与陶瓷微粉均匀分散在溶剂中，得到前准备体；

步骤三：向步骤二中得到的前准备体中加入消泡剂、添加剂与胶黏剂，调节搅拌机转速为300-420r/min，防止转速过高导致添加剂大量破碎而无法起到良好的效果，连续搅拌240-300min，得到成品的耐热防护材料。

所述耐热防护材料的粘度为200-400厘泊。

所述耐热防护材料运用在防火防护服装用面料上，如图1所示，所述防火防护服装用面料包括内吸汗层与外防护层，所述外防护层包括基底面料与耐热防护涂层，所述耐热防护涂层采用耐热防护材料加工制成；

所述内吸汗层为具有良好吸汗能力的纤维材料加工制成的面料，纤维材料的材质没有特殊要求，可以为棉、涤纶/棉、涤纶、尼龙中的一种或至少两种的混合材料，内吸汗层的厚度优选为3-5mm，在保证其良好的吸汗容量的同时，不会使防火防护服装用面料厚度过大；

所述基底面料为无碱玻璃纤维制成的玻璃布，基底面料的厚度优选为1-2mm，制成玻璃布的玻璃纤维的直径为3.5-8.5μm，无碱玻璃纤维制成的玻璃布具有良好的电绝缘性、高压蒸汽绝热性、不燃烧、高强度、耐高温的性能，一方面能够使防止基底面料在加工过程中出现大幅度的皱缩变形，另一方面还能够防止外界高温气流直接对人体体表造成影响，玻璃纤维的不燃烧的性能也大大提高了防火防护服装的安全性能；

所述内吸汗层与外防护层通过胶粘或缝纫的方式进行连接，为了保证内吸汗层与外防护层之间的紧密连接，还可以通过胶粘与缝纫的方式进行连接；

在耐热防护材料中添加添加剂，能够使生产的耐热防护涂层表面有大量玻璃纤维部分伸出，提高耐热防护涂层的表面摩擦力，提高外防护层与内吸汗层的贴合程度，同时大量的玻璃纤维部分伸出形成玻璃纤维阵列，提高了耐热防护涂层的表面防水性能。

所述防火防护服装用面料的制备方法包括如下步骤：

s1、加热耐热防护材料至40-45℃，加热过程中不停搅拌耐热防护材料，使耐热防护材料受热均匀，然后将基底面料浸没在耐热防护材料中放置120-150min；

s2、利用夹紧装置夹住基底面料一端的两个相邻边角，通过改变两个夹紧装置的相对位置使基底面料处于未绷紧的拉直状态，并以12-15cm/min的速度将基底面料匀速提出耐热防护材料；

s3、将浸有耐热防护材料的基底面料放入烘干室中以50-65℃的温度连续烘干120-180min；

s4、将浸有耐热防护材料的基底面料浸没在耐热防护材料中放置10-15min，重复s2中的操作，再将浸有耐热防护材料的基底面料放入烘干室中以65-75℃的温度连续烘干30-45min；

s5、重复s4中的操作2-4次，在基底面料的两面均形成平整的耐热防护涂层，从而形成外防护层；

s6、将内吸汗层平整铺设，再将加工制成的外防护层铺设在内吸汗层上，通过缝纫的方式连接内吸汗层与外防护层。

由于基底面料为纺织面料，纺织面料的表面上具有很多凸起的纤维丝，以及纺织纤维之间的缝隙，重复进行s2步骤中的操作能够在基底面料的表面形成更加均匀的耐热防护涂层。

作为本发明的进一步方案，在从耐热防护材料中匀速提出所述基底面料操作中，相邻两次匀速提出的方向完全相反，由于耐热防护材料具有流动性，在干燥过程中基底面料上的耐热防护涂层会出现上薄下后的情况，交替提出基底面料的方向能够改善这种情况，使耐热防护涂层的后对更加均匀。

所述防火防护服装用面料用于防火防护服装的内衬，其中内吸汗层为贴近人体皮肤一面，在进一步提高防火防护服装对工作人员的保护效果时提高工作人员的舒适性。

本发明的有益效果：

1、本发明中利用耐热防护材料制成的耐热防护涂层具有良好耐热、隔热性能，同时耐热防护涂层的表面具有大量玻璃纤维的突出部分组成的阵列，使耐热防护涂层具有良好的防水效果，能够防止汗水或外界水浸湿防火防护服装用面料，提高了防火防护服装用面料在高温环境下的隔热效果；

2、防火防护服装用面料采用内吸汗层与外防护层的多层结构，其中外防护层包括基底面料与耐热防护涂层，耐热防护涂层采用耐热防护材料加工制成，通过内吸汗层及时吸收人体表面汗液，并通过外防护层阻隔烟气与热量的传递，在提高防火防护服装对工作人员的保护效果时提高工作人员的舒适性。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

图1为防火防护服装用面料的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种耐热防护材料，由以下重量份的原料制成：溶剂45重量份、陶瓷微粉2重量份、胶黏剂1.2重量份、分散剂2.5重量份、阻燃剂35重量份、消泡剂0.8重量份与添加剂6重量份；

所述溶剂为去离子水；

所述胶黏剂为聚丙烯酸丁酯；

所述分散剂为羧甲基纤维素钠与羟乙基纤维素的混合物，其中羧甲基纤维素钠与羟乙基纤维素的质量比为1.1:1；

所述阻燃剂为聚磷酸铵、季戊四醇与三聚氰胺的混合物，其中聚磷酸铵、季戊四醇与三聚氰胺的重量比为1：1.2:1.5；

所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚与无水乙醇的混合物，其中聚氧丙烯甘油醚占消泡剂总体积的60％，乙醇占消泡剂总体积的40％；

所述添加剂为长度小于1mm的玻璃纤维。

该耐热防护材料的制备方法包括如下步骤：

步骤一：将溶剂加入搅拌机中，按比例取分散剂加入溶剂中，开启搅拌机搅拌至分散剂完全溶解于溶剂中，该步骤中对于搅拌机的转速没有要求；

步骤二：将陶瓷微粉、阻燃剂一一加入搅拌机中，调节搅拌机转速为900r/min，连续搅拌120min，使阻燃剂与陶瓷微粉均匀分散在溶剂中，得到前准备体；

步骤三：向步骤二中得到的前准备体中加入消泡剂、添加剂与胶黏剂，调节搅拌机转速为300r/min，连续搅拌300min，得到成品的耐热防护材料。

所述耐热防护材料的粘度为200-400厘泊。

所述耐热防护材料运用在防火防护服装用面料上，如图1所示，所述防火防护服装用面料包括内吸汗层与外防护层，所述外防护层包括基底面料与耐热防护涂层，所述耐热防护涂层采用耐热防护材料加工制成；

所述内吸汗层为具有良好吸汗能力的纤维材料加工制成的面料，纤维材料的材质没有特殊要求，可以为棉、涤纶/棉、涤纶、尼龙中的一种或至少两种的混合材料，内吸汗层的厚度优选为4mm；

所述基底面料为无碱玻璃纤维制成的玻璃布，基底面料的厚度优选为1mm，制成玻璃布的玻璃纤维的直径为3.5-8.5μm；

所述内吸汗层与外防护层通过缝纫的方式进行连接；

所述防火防护服装用面料的制备方法包括如下步骤：

s1、加热耐热防护材料至40℃，加热过程中不停搅拌耐热防护材料，使耐热防护材料受热均匀，然后将基底面料浸没在耐热防护材料中放置150min；

s2、利用夹紧装置夹住基底面料一端的两个相邻边角，通过改变两个夹紧装置的相对位置使基底面料处于未绷紧的拉直状态，并以12cm/min的速度将基底面料匀速提出耐热防护材料；

s3、将浸有耐热防护材料的基底面料放入烘干室中以50℃的温度连续烘干180min；

s4、将浸有耐热防护材料的基底面料浸没在耐热防护材料中放置10min，重复s2中的操作，再将浸有耐热防护材料的基底面料放入烘干室中以65℃的温度连续烘干45min；

s5、重复s4中的操作3次，在基底面料的两面均形成平整的耐热防护涂层，从而形成外防护层；

s6、将内吸汗层平整铺设，再将加工制成的外防护层铺设在内吸汗层上，通过缝纫的方式连接内吸汗层与外防护层。

作为本发明的进一步方案，在从耐热防护材料中匀速提出所述基底面料操作中，相邻两次匀速提出的方向完全相反，使耐热防护涂层的后对更加均匀。

所述防火防护服装用面料用于防火防护服装的内衬，其中内吸汗层为贴近人体皮肤一面。

实施例2

一种耐热防护材料，由以下重量份的原料制成：溶剂50重量份、陶瓷微粉2.5重量份、胶黏剂0.8重量份、分散剂3重量份、阻燃剂40重量份、消泡剂0.8重量份与添加剂8重量份；

所述溶剂为去离子水；

所述胶黏剂为聚丙烯酸丁酯；

所述分散剂为羧甲基纤维素钠与羟乙基纤维素的混合物，其中羧甲基纤维素钠与羟乙基纤维素的质量比为1.02:1；

所述阻燃剂为聚磷酸铵、季戊四醇与三聚氰胺的混合物，其中聚磷酸铵、季戊四醇与三聚氰胺的重量比为1：1.4:1；

所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚与无水乙醇的混合物，其中聚氧丙烯甘油醚占消泡剂总体积的64％，乙醇占消泡剂总体积的36％；

所述添加剂为长度小于1mm的玻璃纤维。

该耐热防护材料的制备方法包括如下步骤：

步骤一：将溶剂加入搅拌机中，按比例取分散剂加入溶剂中，开启搅拌机搅拌至分散剂完全溶解于溶剂中，该步骤中对于搅拌机的转速没有要求；

步骤二：将陶瓷微粉、阻燃剂一一加入搅拌机中，调节搅拌机转速为900r/min，连续搅拌120min，使阻燃剂与陶瓷微粉均匀分散在溶剂中，得到前准备体；

步骤三：向步骤二中得到的前准备体中加入消泡剂、添加剂与胶黏剂，调节搅拌机转速为420r/min，防止转速过高导致添加剂大量破碎而无法起到良好的效果，连续搅拌240min，得到成品的耐热防护材料。

所述耐热防护材料的粘度为200-400厘泊。

所述耐热防护材料运用在防火防护服装用面料上，如图1所示，所述防火防护服装用面料包括内吸汗层与外防护层，所述外防护层包括基底面料与耐热防护涂层，所述耐热防护涂层采用耐热防护材料加工制成；

所述内吸汗层为具有良好吸汗能力的纤维材料加工制成的面料，纤维材料的材质没有特殊要求，可以为棉、涤纶/棉、涤纶、尼龙中的一种或至少两种的混合材料，内吸汗层的厚度优选为5mm；

所述基底面料为无碱玻璃纤维制成的玻璃布，基底面料的厚度优选为1.5mm，制成玻璃布的玻璃纤维的直径为3.5-8.5μm；

所述内吸汗层与外防护层通过缝纫的方式进行连接；

所述防火防护服装用面料的制备方法包括如下步骤：

s1、加热耐热防护材料至45℃，加热过程中不停搅拌耐热防护材料，使耐热防护材料受热均匀，然后将基底面料浸没在耐热防护材料中放置120min；

s2、利用夹紧装置夹住基底面料一端的两个相邻边角，通过改变两个夹紧装置的相对位置使基底面料处于未绷紧的拉直状态，并以14cm/min的速度将基底面料匀速提出耐热防护材料；

s3、将浸有耐热防护材料的基底面料放入烘干室中以65℃的温度连续烘干120min；

s4、将浸有耐热防护材料的基底面料浸没在耐热防护材料中放置15min，重复s2中的操作，再将浸有耐热防护材料的基底面料放入烘干室中以75℃的温度连续烘干30min；

s5、重复s4中的操作4次，在基底面料的两面均形成平整的耐热防护涂层，从而形成外防护层；

s6、将内吸汗层平整铺设，再将加工制成的外防护层铺设在内吸汗层上，通过缝纫的方式连接内吸汗层与外防护层。

作为本发明的进一步方案，在从耐热防护材料中匀速提出所述基底面料操作中，相邻两次匀速提出的方向完全相反，使耐热防护涂层的后对更加均匀。

所述防火防护服装用面料用于防火防护服装的内衬，其中内吸汗层为贴近人体皮肤一面。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。