一种基于泡沫碳的阻燃面料及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种基于泡沫碳的阻燃面料及其制备方 法。
【背景技术】：
[0002] 火，给人类带来文明、进步、光明和温暖，但是失去控制的火会给人类造成灾害。火 灾是自然与社会灾害中发生概率最高的一种灾害，给人类的生活乃至生命安全构成严重威 胁。近十年来，我国火灾发生次数平均为每年12. 7万起，死亡1000多人，不仅威胁人民生 命与财产安全，还会产生大量浓烟，破坏生态平衡，引起不良的社会和政治影响。
[0003] 随着让你们环保、安全、健康意识的日益增强，环保型阻燃材料成为研究和应用的 重点。阻燃材料是能够一直活着延滞燃烧而自己并不容易燃烧的材料，目前阻燃材料主要 有无机阻燃材料和有机阻燃材料，阻燃材料的制品可分为阻燃织物、阻燃化学纤维、阻燃塑 料、阻燃橡胶、防火涂料、阻燃木质材料、阻燃纸和无机不燃填充材料。
[0004] 在纺织领域，阻燃材料的生产发展前景虽然好，但是成本较高是制约其更大发展 的原因，目前主要的策略是减少高性能纤维的含量，减少阻燃剂的浓度。泡沫阻燃材料作为 绝热保温材料的一种，可以通过减少冷热区域之间的热流从而防止能源损耗，在燃烧过程 中不会发生熔融，也不会产生流滴，而且烟雾少毒性低，常用的泡沫阻燃材料有聚苯乙烯泡 沫、聚氨酯泡沫、酚醛泡沫。
[0005] 中国专利CN1723312A(公开日2006. 1. 18)公开的将聚氨酯分散液基泡沫应用到 制品的方法，将水性聚氨酯配合物发泡形成聚氨酯泡沫，将发泡液黏附到基材来制备两种 或多种组分泡沫基纺织品，而无需火焰层压步骤或者在纺织品与泡沫层之间添加粘合层。 中国专利CN204054792U(公开日2014. 12. 31)公开的绝缘防护型面料，具有由外表面至内 表面依次设置的绝缘阻燃油漆涂层、尼龙纤维层、阻燃隔离层、无纺布基层、聚氨酯泡沫垫 层、浸透油的碳纤维布层、硅胶中隔层、抗降低面料层和丝圈脚垫，其中阻燃隔离层具有浸 渍于无机硅胶层的氧化硅栅格网，制备的绝缘防护型面料具有绝缘、保温、耐腐蚀、耐刺穿 等功能。由上述与有技术可以，目前可以将聚氨酯泡沫与纺织品相结合制备泡沫基纺织品， 赋予纺织品优异的阻燃性能。
[0006] 泡沫碳的热膨胀系数很低，只有I. 15-4*10_6/°C，有很好的尺寸稳定性，在惰性气 氛下，可以承受3000°C的高温，在空气中也可以承受400°C，其耐火性能稳定，属于不燃物 质，即使燃烧也几乎没有烟，不会产生有毒副产品，释放的热量低而且缓慢，因此泡沫碳在 阻燃方面具有很大的应用前景。本发明将泡沫碳运用于纺织领域，制备基于泡沫碳的阻燃 面料。
【发明内容】
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[0007] 本发明要解本的技术本本是提供一种基于泡沫碳的阻燃面料及其制备方法，
[0008] 为解本上述技术本本，本发明的技术方案是：
[0009] -种基于泡沫碳的阻燃面料，其特征在于，所述基于泡沫碳的阻燃面料包括泡沫 碳和纺织品面料，所述泡沫碳为聚糠醇基泡沫碳，所述纺织品面料为化学纤维纺织品，所述 基于泡沫碳的阻燃面料中泡沫碳所占的重量比为35-55%。
[0010] 优选地，所述泡沫碳作为夹层置于纺织品面料之间，全部或者部分的泡沫碳被纺 织品面料包覆。
[0011] 本发明还提供一种基于泡沫碳的阻燃面料的制备方法，其特征在于：包括以下步 骤：
[0012] (1)将糠醇溶液中加入草酸，搅拌均匀后得到混合溶液，将聚氨酯泡沫浸渍于上述 混合溶液，得到湿态复合聚氨酯泡沫；
[0013] (2)用滤纸将步骤（1)制得的湿态复合聚氨酯泡沫表面多余的混合溶液，然后对 湿态复合泡沫的四周进行均匀的挤压，得到待固化的复合聚氨酯泡沫；
[0014] (3)将步骤⑵制得的待固化的复合聚氨酯泡沫在90-150°C下加热烘干2-3h，得 到完全固化的复合聚氨酯泡沫；
[0015] (4)将步骤（3)制得的完全固化的复合聚氨酯泡沫在惰性气体保护下，升温至 750-850°C处理60-90min，自然冷却至室温后得到聚糠醇基泡沫碳；
[0016] (5)将步骤（4)制备的聚糠醇基泡沫碳的上下表面与纺织品相结合，得到基于泡 沫碳的阻燃面料。
[0017] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（1)中，混合溶液中，糠醇溶液与草酸的体积 比为=10 :〇? 1-1。
[0018] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（1)中，浸渍时间为45-90min。
[0019] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（2)中，待固化的复合聚氨酯泡沫的增重率 为 153-194%。
[0020] 作为上述技术方案的优选，所述步骤⑷中，聚糠醇基泡沫碳的残炭率为 41-43% 〇
[0021] 作为上述技术方案的优选，所述步骤⑷中，聚糠醇基泡沫碳的的密度为 0? 21-0. 59g/cm3〇
[0022] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（5)中，结合的方式有火焰层压或者黏合剂 粘合。
[0023] 作为上述技术方案的优选，所述的基于泡沫碳的阻燃面料用于户外服装和室内装 修领域。
[0024] 与与有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0025] (1)本发明采用聚氨酯泡沫作为模板，糠醇作为前驱体制备泡沫碳，糠醇是一种含 碳量高的有机化合物，与多种有机、无机材料具有良好的相容性，而且在催化剂的作用下， 很容易聚合形成聚糠醇，进而高温热解到得到具有较高残炭率的非石墨化结构。
[0026] (2)本发明将泡沫碳与纺织品相结合制备阻燃面料，将泡沫碳的优异热血性能运 用于纺织领域，制备的阻燃面料，不燃，即使燃烧烟雾低，无毒副物质产生，属于阻燃性能优 异的面料。
[0027] (3)本发明制备的基于泡沫碳的阻燃面料的机械强度高，远高于传统的纺织面料， 大大的提高了复合面料的使用范围，提高了面料的使用寿命。
【具体实施方式】：
[0028] 下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0029] 实施例1:
[0030] (1)按体积比剂，将10份的糠醇溶液中加入0. 1份的草酸，搅拌均匀后得到混合溶 液，将聚氨酯泡沫浸渍于上述混合溶液45min，得到湿态复合聚氨酯泡沫。
[0031] (2)用滤纸将步骤（1)制得的湿态复合聚氨酯泡沫表面多余的混合溶液，然后对 湿态复合泡沫的四周进行均匀的挤压，得到增重率为153%的待固化的复合聚氨酯泡沫。
[0032] (3)将步骤⑵制得的待固化的复合聚氨酯泡沫在90°C下加热烘干3h，得到完全 固化的复合聚氨酯泡沫。
[0033] (4)将步骤（3)制得的完全固化的复合聚氨酯泡沫在惰性气体保护下，以2°C /min 升温至750°C保温处理90min，自然冷却至室温后得到残炭率为43%的聚糠醇基泡沫碳。
[0034] (5)将步骤⑷制备的0. 59g/cm3的聚糠醇基泡沫碳的上下表面经火焰层压的方 式与纺织品相结合，得到基于泡沫碳的阻燃面料。
[0035] 实施例2 :
[0036] (1)按体积比剂，将10份的糠醇溶液中加入1份的草酸，搅拌均匀后得到混合溶 液，将聚氨酯泡沫浸渍于上述混合溶液90min，得到湿态复合聚氨酯泡沫。
[0037] (2)用滤纸将步骤（1)制得的湿态复合聚氨酯泡沫表面多余的混合溶液，然后对 湿态复合泡沫的四周进行均匀的挤压，得到增重率为194%的待固化的复合聚氨酯泡沫。
[0038] (3)将步骤⑵制得的待固化的复合聚氨酯泡沫在150°C下加热烘干3h，得到完全 固化的复合聚氨酯泡沫。
[0039] (4)将步骤（3)制得的完全固化的复合聚氨酯泡沫在惰性气体保护下，以2°C /min 升温至850°C保温处理60min，自然冷却至室温后得到残炭率为41 %的聚糠醇基泡沫碳。
[0040] (5)将步骤（4)制备的0.21g/cm3的聚糠醇基泡沫碳的上下表面经黏合剂粘合的 方式与纺织品相结合，得到基于泡沫碳的阻燃面料。
[0041] 实施例3:
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