專利名稱：個體防護服面料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于個體防護服面料領域，具體涉及的是一種適用于常發性災害的個體防護服面料及其制備方法。
背景技術：
現有個體防護服的種類很多，分門別類，用途不同，面料各異，不同場合需穿戴不同的防護服。長期以來，人們在提高防護服面料的某一種或兩種防護性能上下足了功夫，并取得了可喜的成績，但對適用于常發性災害防護服面料的研究卻投入不足，因此，到目前為止，還沒有一種能同時滿足既能阻燃、防毒、又兼備輕便使用、力學性能優良的個體防護服問世。個體防護服的面料是防護服的基礎材料。美國杜邦公司生產的完全隔絕型防護面料雖能較長時間的阻隔生化毒劑，但卻有較高的熱應激效應，且防刺性能較差；美軍 Natick研發工程中心研制的LANX系列防護織物面料具有良好的吸附性、耐久性、透氣能力和舒適性，還可提供阻燃性能，但其生產成本太高；中國科學家叢繼信等人以527錦絲綢為骨架，將氟橡膠與活性炭、3號硫化劑等輔助材料研制成膠乳底膠料，成功制造了用于火箭推進劑系統的透氣式防護材料，阻燃性能也得到了進一步提高，但成本仍然很高；劉江歌等人直接將阻燃活性炭織物摻入聚丙烯腈紡絲液中紡織成布料，具有很好的阻燃性能和防毒效果，對生化毒劑的滲透有較長時間的、廣泛的阻隔性，并且具有較好的抗撕裂、耐磨損和抗穿刺等力學性能，但面料的呼吸透氣性能相對較差。透氣型防護服面料靠活性碳成分吸收毒劑成分，為人體提供絕對安全的保障，即使較長時間穿著也不會有很高的人體熱應激效應，但提高其吸附層的吸附能力和穿著舒適性仍是設計技術方面要解決的焦點和難點；現有涂層織物類防護服面料的橡膠涂覆織物材料能對毒性液體、氣體成分具有極好的阻防能力，但阻燃性能較差。

發明內容
本發明的目的是提供一種個體防護服面料，阻燃、防毒、力學性能好，生產方法簡單、制造成本較低。本發明的另一個目的是提供上述個體防護服面料的制備方法。本發明所采用的技術方案是，一種個體防護服面料，由骨架材料和附著材料組成， 所述骨架材料為錦絲綢纖維，附著材料為橡膠混合物，橡膠混合物在骨架材料上的附著量為 100 200g/m2 ；橡膠混合物按質量百分比，由以下組份組成26 36%的氯丁橡膠，26 36%的硅橡膠和28 48%的配合劑，以上各組份的質量百分比總和為100% ；配合劑按質量百分比，由以下組份組成1 4%的氧化鎂，I. 2 5%的氧化鋅， 10 20%的三氧化二銻，22 29%的氯化石蠟，22 29%的氫氧化鋁，13 28%的活性碳，O. 5 3%的過氧化二苯甲酰，O. 5 I. 7的防老劑，I. O 3. 5%的促進劑，以上各組份的質量百分比總和為100%。本發明所采用的另一個技術方案是，上述個體防護服面料的制備方法，其具體操作步驟如下步驟1，按質量百分比，稱取26 36 %的氯丁橡膠，26 36 %的硅橡膠和28 48 %的配合劑，以上各組份的質量百分比總和為100% ；其中，配合劑由質量百分比為I 4%的氧化鎂，1. 2 5%的氧化鋅，10 20%的三氧化二銻，22 29%的氯化石蠟，22 29%的氫氧化鋁，13 28%的活性碳，O. 5 3% 的過氧化二苯甲酰，O. 5 I. 7的防老劑，I. O 3. 5%的促進劑組成；以上各組份的質量百分比總和為100% ；步驟2，將氯丁橡膠、硅橡膠、氧化鎂、氧化鋅、三氧化二銻、氯化石蠟、氫氧化鋁、防老劑和促進劑置于橡膠混練機中，常溫常壓下混煉至各個組份相互均勻分散，得到混煉膠；步驟3，將混煉膠加入汽油中，每300mL汽油中加入250g混煉膠，待混煉膠完全溶解于汽油中，再加入過氧化二苯甲酰，反應4小時；反應完后，再加入活性碳，攪拌均勻，最后將混合物在60°C的加熱條件將汽油蒸發掉，形成膠黏的橡膠混合物；步驟4，將膠黏的橡膠混合物涂刷在錦絲綢纖維表面，橡膠混合物在錦絲綢纖維表面的附著量為100 200g/m2 ;涂刷完后，將涂刷有橡膠混合物的錦絲綢纖維置于平板硫化機上， 在150°C、250kpa條件下硫化處理35min,即得到個體防護服面料。其中，防老劑為石蠟和2-巰基苯并咪唑以任意比例組成的混合物。其中，促進劑為硫磺和二硫化四甲基秋蘭姆以任意比例組成的混合物。其中，活性碳的粒徑為20 60 μ m。本發明的有益效果是，面料單位面積的重量較輕，阻燃、防毒、力學性能好，穿著舒適，生產工藝簡單、容易實施，原料成本低廉；適用于多種有毒氣體產生的火災現場。
具體實施例方式本發明面料的骨架材料采用錦絲綢纖維，錦絲綢纖維具有一定阻燃性能；防護層橡膠混合物中，氯丁橡膠氧指數高，有自熄性，且阻燃性較好；硅橡膠有良好的阻燃性 ’三氧化二銻，盡管本身不具阻燃特性，但與氯化石蠟并用即具極佳的阻燃效果，且其受熱后會與材料表面的含氯有機聚合物反應，生成氯化銻(SbCI3)阻燃物，并能迅速遮蔽面料表面， 起到很好阻燃防護作用；氯化石蠟屬于較好的有機阻燃劑；氫氧化鋁對提高橡膠的阻燃性具有十分顯著的功效；超細活性炭具有“芯吸”效應，能擴散吸收有毒成分；氧化鎂是最佳的硫化穩定劑；氧化鋅是最合理的硫化劑；因氯丁橡膠和硅橡膠的硫化速度不一樣，為了保證這兩種物質在硫化機中在同一時間內完成硫化，本發明選擇了硫磺和二硫化四甲基秋蘭姆的混合物作為促進劑，能使氯丁橡膠和硅橡膠保持一致的硫化速度；過氧化二苯甲酰能使橡膠內部生成微觀網孔，超細活性炭正是充填在這些網孔里，使防護面料兼備選擇透過的性能和吸附毒性成分的功能；橡膠容易和氧、臭氧結合發生老化現象，因此需選擇合理的防老劑，本發明選擇石臘和2-巰基苯并咪唑混合物充當防老劑。實施例I一種個體防護服面料的制備方法，具體操作步驟如下步驟1，稱取IOOg (36% )的氯丁橡膠，IOOg (36% )的硅橡膠和77. 5g(28% )的配合劑；其中，77. 5g的配合劑按質量百分比由4%的氧化鎂，5%的氧化鋅，20%的三氧化二銻，26%的氯化石蠟，26%的氫氧化鋁，13%的活性碳(粒徑為20 60 μ m)，O. 8%的過氧化二苯甲酰，I. 7%的防老劑，3. 5%的促進劑組成；防老劑為石蠟和2-巰基苯并咪唑以質量比為I : 2的比例組成的混合物；促進劑為硫磺和二硫化四甲基秋蘭姆以質量比為3 2的比例組成的混合物；步驟2，將氯丁橡膠、硅橡膠、氧化鎂、氧化鋅、三氧化二銻、氯化石蠟、氫氧化鋁、防老劑和促進劑置于橡膠混練機中，常溫常壓下混煉35分鐘至各個組份相互均勻分散，得到277. 5g 的混煉膠；步驟3，將250g混煉膠加入300mL汽油中，待混煉膠完全溶解于汽油中，再加入過氧化二苯甲酰，反應4小時；反應完后，再加入活性碳，攪拌均勻，最后將混合物在60°C的加熱條件將汽油蒸發掉，形成膠黏的橡膠混合物；步驟4，將膠黏的橡膠混合物涂刷在錦絲綢纖維表面，橡膠混合物在錦絲綢纖維表面的附著量為100 200g/m2 ;涂刷完后，將涂刷有橡膠混合物的錦絲綢纖維置于平板硫化機上， 在150°C、250kpa條件下硫化處理35min,即得到個體防護服面料。經測定，該防護服面料具有以下的性能阻燃性能經向續燃時間為O秒，阻燃時間為40秒，損毀長度為55mm ;緯向續燃時間為O秒，阻燃時間為50秒，損毀長度為65mm ；力學性能經向拉伸強度達到25KN/m，緯向達到20KN/m ;撕裂強度N(落錘法)經向達到15KN，緯向達到14KN，涂覆層與骨架層粘合強度為5. OKN/m ；防毒性能“氣-氣”防毒時間為4小時，“液-氣”防毒時間為7小時，液-液防毒時間為7小時，液-液耐壓透能力為2. 0X105Pa。實施例2一種個體防護服面料的制備方法，具體操作步驟如下步驟1，稱取IOOg(31.6% )的氯丁橡膠，IOOg(31. 6% )的硅橡膠和 116g(36. 7% )的配合劑；其中，116g的配合劑按質量百分比由3%的氧化鎂，4%的氧化鋅，19%的三氧化二銻，22 %的氯化石蠟，22 %的氫氧化鋁，28 %的活性碳(粒徑為20 60 μ m)，O. 5 %的過氧化二苯甲酰、O. 5%的防老劑、I. 0%的促進劑組成；防老劑為石蠟和2-巰基苯并咪唑以質量比為3 2的比例組成的混合物；促進劑為硫磺和二硫化四甲基秋蘭姆以質量比為I : I的比例組成的混合物；
步驟2，將氯丁橡膠、硅橡膠、氧化鎂、氧化鋅、三氧化二銻、氯化石蠟、氫氧化鋁、防老劑和促進劑置于橡膠混練機中，常溫常壓下混煉35分鐘至各個組份相互均勻分散，得到316g混煉膠；步驟3，將250g混煉膠加入300mL汽油中，待混煉膠完全溶解于汽油中，再加入過氧化二苯甲酰，反應4小時；反應完后，再加入活性碳，攪拌均勻，最后將混合物在60°C的加熱條件將汽油蒸發掉，形成膠黏的橡膠混合物；步驟4，將膠黏的橡膠混合物涂刷在錦絲綢纖維表面，橡膠混合物在錦絲綢纖維表面的附著量為100 200g/m2 ;涂刷完后，將涂刷有橡膠混合物的錦絲綢纖維置于平板硫化機上， 在150°C、250kpa條件下硫化處理35min,即得到個體防護服面料。經測定，該防護服面料具有以下的性能阻燃性能經向續燃時間為O秒，阻燃時間為50秒，損毀長度為55mm ;緯向續燃時間為O秒，阻燃時間為50秒，損毀長度為65mm ；力學性能經向拉伸強度達到25KN/m，緯向達到20KN/m ;撕裂強度N(落錘法)經向達到15KN，緯向達到14KN，涂覆層與骨架層粘合強度5. OKN/m。防毒性能“氣-氣”防毒時間為5小時，“液-氣”防毒時間為7小時，液-液防毒時間為7小時，液-液耐壓透能力為2. 0X105Pa。實施例3一種個體防護服面料的制備方法，具體操作步驟如下步驟1，稱取IOOg(28. 9% )的氯丁橡膠，IOOg(28. 9% )的硅橡膠和 146. 5g(42. 3% )的配合劑；其中，146. 5g的配合劑按質量百分比由I %的氧化鎂，I. 2%的氧化鋅，10%的三氧化二銻，29%的氯化石蠟，29%的氫氧化鋁，24. 4%的活性碳(粒徑為20 60 μ m)，3%的過氧二苯甲酰，O. 8%的防老劑，I. 6%的促進劑組成；防老劑為石蠟和2-巰基苯并咪唑以質量比為I : I的比例組成的混合物；促進劑為硫磺和二硫化四甲基秋蘭姆以質量比為2 I的比例組成的混合物；步驟2，將氯丁橡膠、硅橡膠、氧化鎂、氧化鋅、三氧化二銻、氯化石蠟、氫氧化鋁、防老劑和促進劑置于橡膠混練機中，常溫常壓下混煉35分鐘至相互均勻分散，得到346. 5g混煉膠；步驟3，將250g混煉膠加入300mL汽油中，待混煉膠完全溶解于汽油中，再加入過氧化二苯甲酰，反應4小時；反應完后，再加入活性碳，并攪拌均勻，最后將混合物在60°C的加熱條件將汽油蒸發掉，形成膠黏的橡膠混合物；步驟4，將膠黏的橡膠混合物涂刷在錦絲綢纖維表面，橡膠混合物在錦絲綢纖維表面的附著量為100 200g/m2 ;涂刷完后，將涂刷有橡膠混合物的錦絲綢纖維置于平板硫化機上，在150°C、250kpa條件下硫化處理35min,得到個體防護服面料。經測定，該防護服面料具有以下的性能阻燃性能經向續燃時間為O秒，阻燃時間為55秒，損毀長度為55mm ;緯向續燃時間為O秒，阻燃時間為55秒，損毀長度為65mm ；力學性能經向拉伸強度達到25KN/m，緯向達到20KN/m ;撕裂強度N(落錘法)經向達到15KN，緯向達到14KN，涂覆層與骨架層粘合強度為5. OKN/m。防毒性能“氣-氣”防毒時間為6小時，“液-氣”防毒時間為7小時，液-液防毒時間為7小時，液-液耐壓透能力為2. 0X105Pa。實施例4—種個體防護服面料的制備方法，具體操作步驟如下步驟1，稱取IOOg(26% )的氯丁橡膠，IOOg(26% )的硅橡膠和182g(47. 6% )的配合劑；其中，182g的配合劑按質量百分比由I. 6%的氧化鎂，2%的氧化鋅，16%的三氧化二銻，27 %的氯化石蠟，27 %的氫氧化鋁，22 %的活性碳(粒徑為20 60 μ m)，2. 6 %的過氧二苯甲酰，O. 6%的防老劑，1.2%的促進劑組成；防老劑為石蠟和2-巰基苯并咪唑以質量比為I : I的比例組成的混合物；促進劑為硫磺和二硫化四甲基秋蘭姆以質量比為I : I的比例組成的混合物；步驟2，將氯丁橡膠、硅橡膠、氧化鎂、氧化鋅、三氧化二銻、氯化石蠟、氫氧化鋁、防老劑和促進劑置于橡膠混練機中，常溫常壓下混煉35分鐘至相互均勻分散，得到382g混煉膠。步驟3，將250g混煉膠加入300mL汽油中，待混煉膠完全溶解于汽油中，再加入過氧化二苯甲酰，反應4小時；反應完后，再加入活性碳，并攪拌均勻，最后將混合物在60°C的加熱條件將汽油蒸發掉，形成膠黏的橡膠混合物；步驟4，將膠黏的橡膠混合物涂刷在錦絲綢纖維表面，橡膠混合物在錦絲綢纖維表面的附著量為100 200g/m2 ;涂刷完后，將涂刷有橡膠混合物的錦絲綢纖維置于平板硫化機上， 在150°C、250kpa條件下硫化處理35min,得到個體防護服面料。經測定，該防護服面料具有以下的性能阻燃性能經向續燃時間為O秒，阻燃時間為60秒，損毀長度為55mm ;緯向續燃時間為O秒，阻燃時間為60秒，損毀長度為65mm ；力學性能經向拉伸強度達到25KN/m，緯向達到20KN/m ;撕裂強度N(落錘法)經向達到15KN，緯向達到14KN，涂覆層與骨架層粘合強度為5. OKN/m ；防毒性能“氣-氣”防毒時間為7小時，“液-氣”防毒時間為7小時，液-液防毒時間為7小時，液-液耐壓透能力為2. 0X105Pa。上述四個實施例的產品性能數據均依照下述標準測得。阻燃性能使用織物阻燃性能測試機，標準為GB/T5455-1997 ；防毒性能使用安全防護產品檢測儀，標準為GA124-2004 ；力學性能使用纖維檢測儀、萬能試驗機等儀器及相應的國標要求進行材料的力學性能測試；性使用YG461型中低壓量儀，標準為GB/T5453-1977《織物性能試驗方法》，測量在一定壓力差下單位時間通過面料的空氣量，進而推算面料的量?！皻?氣”防毒時間標準為GB/1750-1993《含碳防護服通用規范》，采用模擬劑測試，即模擬劑分子從面料一面滲透到另一面的時間。
權利要求
1.一種個體防護服面料，其特征在于由骨架材料和附著材料組成，所述骨架材料為錦絲綢纖維，附著材料為橡膠混合物，橡膠混合物在骨架材料上的附著量為100 200g/ m2；所述橡膠混合物按質量百分比，由以下組份組成26 36%的氯丁橡膠，26 36%的硅橡膠和28 48%的配合劑，以上各組份的質量百分比總和為100% ；所述配合劑按質量百分比，由以下組份組成1 4%的氧化鎂，I. 2 5%的氧化鋅， 10 20%的三氧化二銻，22 29%的氯化石蠟，22 29%的氫氧化鋁，13 28%的活性碳，O. 5 3%的過氧化二苯甲酰，O. 5 I. 7的防老劑，I. O 3. 5%的促進劑，以上各組份的質量百分比總和為100%。
2.根據權利要求I所述的個體防護服面料，其特征在于所述防老劑為石蠟和2-巰基苯并咪唑以任意比例組成的混合物。
3.根據權利要求I所述的個體防護服面料，其特征在于所述促進劑為硫磺和二硫化四甲基秋蘭姆以任意比例組成的混合物。
4.根據權利要求I所述的個體防護服面料，其特征在于所述活性碳的粒徑為20 60 μ m0
5.一種如權利要求I所述個體防護服面料的制備方法，其特征在于，其具體操作步驟如下步驟1，按質量百分比，稱取26 36 %的氯丁橡膠，26 36 %的硅橡膠和28 48 %的配合劑， 以上各組份的質量百分比總和為100% ；其中，配合劑由質量百分比為I 4%的氧化鎂，I. 2 5%的氧化鋅，10 20%的三氧化二銻，22 29%的氯化石蠟，22 29%的氫氧化鋁，13 28%的活性碳，O. 5 3%的過氧化二苯甲酰，O. 5 I. 7的防老劑，I. O 3. 5%的促進劑組成；以上各組份的質量百分比總和為100% ；步驟2，將氯丁橡膠、硅橡膠、氧化鎂、氧化鋅、三氧化二銻、氯化石蠟、氫氧化鋁、防老劑和促進劑置于橡膠混練機中，常溫常壓下混煉至各個組份相互均勻分散，得到混煉膠；步驟3，將混煉膠加入汽油中，每300mL汽油中加入250g混煉膠，待混煉膠完全溶解于汽油中， 再加入過氧化二苯甲酰，反應4小時；反應完后，再加入活性碳，攪拌均勻，最后將混合物在 600C的加熱條件將汽油蒸發掉，形成膠黏的橡膠混合物；步驟4，將膠黏的橡膠混合物涂刷在錦絲綢纖維表面，橡膠混合物在錦絲綢纖維表面的附著量為100 200g/m2 ;涂刷完后，將涂刷有橡膠混合物的錦絲綢纖維置于平板硫化機上，在 150°C、250kpa條件下硫化處理35min,即得到個體防護服面料。
6.根據權利要求5所述個體防護服面料的制備方法，其特征在于所述防老劑為石蠟和2-巰基苯并咪唑以任意比例組成的混合物。
7.根據權利要求5所述個體防護服面料的制備方法，其特征在于所述促進劑為硫磺和二硫化四甲基秋蘭姆以任意比例組成的混合物。
8.根據權利要求5所述個體防護服面料的制備方法，其特征在于所述活性碳的粒徑為 20 60 μ m。
全文摘要
本發明提供的個體防護服面料由骨架材料和附著材料組成，骨架材料為錦絲綢纖維，附著材料為橡膠混合物；橡膠混合物由氯丁橡膠，硅橡膠和配合劑組成；其制備方法為，將氯丁橡膠、硅橡膠、氧化鎂、氧化鋅、三氧化二銻、氯化石蠟、氫氧化鋁、防老劑和促進劑置于橡膠混練機中得到混煉膠；將混煉膠加入汽油中，再加入過氧化二苯甲酰，反應4小時，再加入活性碳，形成膠黏的橡膠混合物；最后將膠黏的橡膠混合物涂刷在錦絲綢纖維表面，置于平板硫化機上硫化處理得到個體防護服面料。本發明制備的面料單位面積的重量較輕，阻燃、防毒、力學性能好，穿著舒適，生產工藝簡單、容易實施，原料成本低廉；適用于多種有毒氣體產生的火災現場。
文檔編號D06M11/47GK102605628SQ20121004751
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月28日 優先權日2012年2月28日
發明者付蕾, 李中選, 王 忠, 王鐸, 陳立貴 申請人:陜西理工學院