專利名稱：：基于靜電紡纖維膜的消防防化服用復合面料的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種基于靜電紡纖維的防護服裝復合面料，尤其涉及一種阻燃、防靜電、透濕并防生化、防毒的基于靜電紡纖維膜的消防防化服用復合面料，廣泛應用于冶金、石油、軍事、危險化學品、洗消等領域的個體防護裝備。
背景技術：
：當前，化學危險品泄露、建筑物火災等特種災害事故在我國呈逐年上升趨勢。同時，為了應對潛在火災、化學、生物的威脅，公安消防、軍隊都必須切實做好特種災害事故和恐怖暴力事件的消防救援準備工作。消防防化服，是滅火和搶險救援作業必須的個體防護裝備。作為個體防護裝備載體的防護織物一直發揮著舉足輕重的作用。消防防化服一般可分為兩種類型防護材料隔絕型防護材與透濕汽型防護材料。隔絕型防護材料是通過將有害物質隔絕在防護材料之外，從而避免人體受到毒氣、毒液等的危害。這類防護材料一般通過將具有良好阻隔性的材料(如PVC、PU涂層)涂敷在紡織表面或采用橡膠類物質作為防化服表面材料，這類材料普遍存在不透濕、悶熱、作業效率低等問題，穿著人員穿上后很快就達到熱負荷強度極限。透濕汽型防護材料是通過材料的微孔結構阻擋化學液體的通過，而允許濕氣通過，多采用滲透膜材料(如聚氨酯薄膜、聚四氟乙烯微孔膜層壓織物)作為防水防化層，再輔以阻燃層外層、舒適內層組成。這類材料也是當前很多研機構研究的熱點。如中國專利CN2442688Y介紹了一種具有阻燃、防水、隔絕式防毒、吸附毒氣、透汗多功能的防化服，由阻燃布、聚四氟乙烯微孔膜、活性炭布、里子布整理組合而成。中國專利(CN1548291A)發明了一種可阻燃、隔熱、防水、透汽的消防服用面料，防水層采用全棉細梳布復聚四氟。中國專利(CN101036526A)介紹了一種可全面防護多種危害因素的復合織物。這些專利所描述的防水防化層均采用了選擇性滲透膜PTFE材料。這類材料雖然具有良好的透濕透氣性能，也由于其本身的化學惰性，薄膜難以被自然界降解，大規模的應用使得PTFE材料漸漸成為環境的殺手，而且目前存在洗滌后防護效果下降等缺點，很顯然決不是未來發展的方向。因此亟需研制一種既能防化、防毒、輕便、透濕、透氣性能優良的消防防化面料，以有效提高公安消防人員的作戰效率，而且還必須符合清潔生產、減少染污的工業經濟發展要求。靜電紡絲是一種使帶電荷的聚合物深液或熔體在靜電場中射流制備聚合物納米和超細纖維的重要方法，由于靜電紡纖維具帶靜電、纖維直徑小、比表面積大、單位面積質量輕等特點，而由其制作纖維膜具有透氣性、透濕氣性能好，能有效的隔離化學、生化藥物、捕獲浮質顆粒，可廣泛應用防護服中。在設計消防防化等個體防護裝備時，應需要綜合考慮防護服的防護性能和穿著舒適性，滿足下一代消防防化服在具備輕便、透氣、透汽、防火等特點的同時，還將滿足對化學品、生物毒氣的防護要求，并適用于各種惡劣的氣候條件下使用。
發明內容針對上述消防防化服面料的缺點與不足，綜合靜電紡纖維的優異性能，本發明提供一種基于靜電紡纖維膜的消防防化服用復合面料，并于其它織物進行復合制作阻燃、防靜電、防化防毒、透濕、透氣的消防防化織物。為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是從外至內依次包括阻燃防靜電層、防化隔離層和隔熱層，所述的阻燃防靜電層是天然阻燃纖維織物或經阻燃整理后的織物，所述的防化隔離層包括從外及內依次設置的靜電紡纖維膜、膜基布、活性碳無紡布，所述的隔熱層由阻燃纖維制成的無紡布或氈制成，所述的防化隔離層與阻燃防靜電層壓在一起，再與隔熱層進行絎縫。在防化隔離層中，靜電紡纖維膜采用溶液靜電紡絲而得，將無水氯化鋰(LiCl)試劑溶解于甲基乙酰胺(DMAc)溶液中，并在溶液中慢慢添加PBI粉末成為紡絲液，在紡絲液質量百分數為13%、溶液流量為2mL/h，電壓為22kV和接收距離為23cm時進行靜電紡絲，得到靜電紡纖維膜，此類膜也稱為PBI靜電紡纖維膜或具有微孔結構的PBI纖維無紡布膜；直接將靜電紡纖維膜與膜基布和活性碳無紡布進行壓制而成為防化隔離層。所述的阻燃防靜電層是天然阻燃纖維織物或經阻燃整理后的織物組成，并在織物加工過程中，在織物經向或緯向等間距的織入或者紡入有機導電纖維或金屬導電纖維，相鄰導電纖維之間的距離為5-20mm。或者所述的阻燃防靜電層是天然阻燃纖維織物或經阻燃整理后的織物組成，并在織物加工過程中按1-5%的比例混紡有機導電纖維或金屬導電纖維。本發明的有益效果是1、采用體表面積大、重量輕、厚度薄的靜電紡纖維網膜隔離材料，對化學液體的排斥、抑制及抗滲透強，水汽擴散、透氣性能好；2、所制作的以靜電紡網膜為主體，其它無紡布為基質的復合材料，不僅提高的網膜材料的強度，而且提高防化面料的耐水壓強度及透過性能；3、所制得PBI靜電紡纖維膜耐高溫，棄用后易降解，無毒性，無污染；4、本發明的防護面料，不僅具有較強的透氣性，還有防靜電、防水、防生化毒氣、透濕等多項性能；5、本發明用途廣泛，除消防防化外，還可用于軍事、石油、洗消、危險化學品等不同行業需要個人防護的領域。圖1是本發明的消防防化服用面料的結構示意圖。圖2是本發明的含靜電紡纖維膜的防化隔離層的結構示意圖。具體實施方式參見圖1和圖2，本發明的特種消防防化復合面料，該面料是三層結構，從外至內依次包括阻燃防靜電層l、防化隔離層2和隔熱層3，所述的阻燃防靜電層1可以是天然阻燃纖維織物，如芳砜綸、芳綸Metamax⑧織物，可以是經阻燃整理后的織物，如阻燃棉等。所述防化隔離層包括從外及內依次設置靜電紡纖維膜2'、膜基布2"、活性碳無紡布2，"，所述纖維膜2，是采用溶液靜電紡絲而得，在紡絲液質量分數為13%、溶液流量為2mL/h，電壓為22kV和接收距離為23cm進行靜電紡絲，得到PBI納米級纖維膜，直接將納米級纖維膜與基布2"進行層壓。所述隔熱層3由阻燃纖維制成的無紡布或氈制成。防化隔離層2與阻燃防靜電層1壓在一起，再與隔熱層3進行絎縫。為了獲得織物防靜電效果，在紡織加工時在織物經向或緯向等間距的織入有機導電纖維或金屬導電纖維，相鄰導電纖維之間的距離為5-20mm，也可以按1-5%的比例混紡有機或金屬導電纖維，采用所述距離或織物纖維比例可以完全有效地達到防護面料帶電量小于0.6pc的標準要求。本發明的多層防護面料的防護性能值RPP(RadiantProtectivePerformance)采用防護服裝隔熱輻射防護性測試儀器測量(NFPA1977)，RPP值定義為到達防護服裝表面的熱流量值(0.5kW/m勺與著裝人體皮膚達到二級燒傷所需時間的乘積；阻燃防靜電外層的阻燃性能按照國標GB8965-98用垂直燃燒儀測量。防化隔離層透水蒸汽性能按ASTME96標準測試，防毒化性能按GJB1750-93通用規范檢驗；表1是本發明兩塊防化隔離層各項物理性能指標，兩塊織物所含靜電紡纖維膜的面密度不同。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細闡述。實施例1:阻燃防火外層1為Metamax⑧純紡阻燃面料，嵌織的有機導電纖維間距為10mm;防化隔離層2為靜電紡纖維膜、基布、活性碳布層壓復合材料；隔熱層3為100%芳砜綸纖維隔熱氈。阻燃外層1與隔熱防護層3的各項指標測試值見表2。表2.<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例2:阻燃防火外層1為阻燃棉(FRCotton)面料，混紡金屬導電纖維比例為2.0%;防化隔離層2為靜電紡纖維膜、基布、活性碳布層壓復合材料；隔熱層為100%Metamax⑧纖維氈。阻燃外層1與隔熱防護層3的各項指標測試值見表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權利要求1、一種基于靜電紡纖維膜的消防防化服用復合面料，其特征在于從外至內依次包括阻燃防靜電層(1)、防化隔離層(2)和隔熱層(3)，所述的阻燃防靜電層(1)是天然阻燃纖維織物或經阻燃整理后的織物，所述的防化隔離層(2)包括從外及內依次設置的靜電紡纖維膜(2’)、膜基布(2”)、活性碳無紡布(2’”)，所述的隔熱層(3)由阻燃纖維制成的無紡布或氈制成，所述的防化隔離層(2)與阻燃防靜電層(1)壓在一起，再與隔熱層(3)進行絎縫。2、根據權利要求l所述的基于靜電紡纖維膜的消防防化服用復合面料，其特征在于在防化隔離層(2)中，靜電紡纖維膜(2，)采用溶液靜電紡絲而得，將無水氯化鋰(LiCl)試劑溶解于甲基乙酰胺(DMAc)溶液中，并在溶液中慢慢添加PBI粉末成為紡絲液，在紡絲液質量百分數為13%、溶液流量為2mL/h，電壓為22kV和接收距離為23cm時進行靜電紡絲，得到靜電紡纖維膜(2，)，直接將靜電紡纖維膜與膜基布(2")和活性碳無紡布(2"')進行壓制而成為防化隔離層(2)。3、根據權利要求1所述的基于靜電紡纖維膜的消防防化服用復合面料，其特征在于所述的阻燃防靜電層(1)是天然阻燃纖維織物或經阻燃整理后的織物組成，并在織物加工過程中，在織物經向或緯向等間距的織入或者紡入有機導電纖維或金屬導電纖維，相鄰導電纖維之間的距離為5-20mm。4、根據權利要求l所述的基于靜電紡纖維膜的消防防化服用復合面料，其特征在于所述的阻燃防靜電層(1)是天然阻燃纖維織物或經阻燃整理后的織物組成，并在織物加工過程中按1-5%的比例混紡有機導電纖維或金屬導電纖維。全文摘要本發明涉及一種阻燃、防靜電、透濕并防生化、防毒的基于靜電紡纖維膜的消防防化服用復合面料，從外至內依次包括阻燃防靜電層、防化隔離層和隔熱層，阻燃防靜電層是天然阻燃纖維織物或經阻燃整理后的織物，防化隔離層包括從外及內依次設置的靜電紡纖維膜、膜基布、活性炭無紡布，隔熱層由阻燃纖維制成的無紡布或氈制成，防化隔離層與阻燃防靜電層壓在一起，再與隔熱層進行絎縫，不僅具有較強的透氣性，還有防靜電、防水、防生化毒氣、透濕等多項性能；而且棄用后易降解，無毒性，無污染；除消防防化外，還可用于軍事、石油、洗消、危險化學品等不同行業需要個人防護的領域。文檔編號A41D31/00GK101248913SQ200810049538公開日2008年8月27日申請日期2008年4月14日優先權日2008年4月14日發明者朱方龍申請人:中原工學院