一种低延伸防火遮阳面料的制备方法
技术领域
本发明属于防火面料技术领域，尤其是一种低延伸防火遮阳面料的制备方法。
背景技术
高铁方便了人们的生活，是出行最为重要的一个选择。高铁火灾并非绝无仅有：2013年5月30日，法国圣丹尼，一列巴黎至里昂的高速火车发生火灾；2015年8月2日法国南部，一辆高铁起火，造成了300人的紧急疏散；日本等国也曾发生过高铁火灾。列车火灾，是危及列车安全运行的灾害之一，列车火灾一旦发生，将严重危及到旅客的财产和人身安全。高铁使用材料的燃烧性能。所用材料是否要经过阻燃处理。遮阳帘是指用来有效遮挡列车的围挡玻璃、侧后方向玻璃的阳光。遮阳帘可以根据不同车型前挡玻璃弧度尺寸来设计，并且可以带有自动匀速机构的遮阳帘。然而，高铁、列车的车速很快，设计上需要科学严谨。但是高铁对于车内火灾的抵抗能力依然很弱，当明火或者易燃物质，稍有不慎引燃了高铁上的窗帘或者坐垫时很容易造成火势蔓延是造成列车火灾的主要原因之一。而且列车遮阳帘多悬挂式布置，经过长期的使用，材料发生蠕变，导致遮阳帘变形伸长，影响美观和使用。此外，除了需要更好的防火性能外，遮阳面料需要更高的抗紫外老化能力，以获得更长的使用寿命，本领域技术人员亟待开发出一种一种低延伸防火遮阳面料的制备方法以满足更高的市场需求和性能要求。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种低延伸防火遮阳面料的制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种低延伸防火遮阳面料的制备方法，包括如下步骤：（1）将聚苯胺、硼酸锌、阻燃剂均匀的分散于聚四氟乙烯乳液中，得浸渍处理液；（2）将玄武岩纤维、电纺石墨烯复合微纳米纤维，炭化石墨烯微纳米纤维混纺制得基底面料；（3）基底面料浸渍步骤（1）的浸渍处理液，采用70~80℃真空浸渍，真空度95~96.5KPa，在120~130℃干燥4小时，然后在310~340℃烧结炉中用氮气保护烧结0.5~1h，即得，使用的原料，重量份数计：玄武岩纤维70~80份，聚四氟乙烯乳液25~30份，阻燃剂1.5~1.9份，电纺石墨烯复合微纳米纤维8~14份，炭化石墨烯微纳米纤维8~14份，硼酸锌6~12份，聚苯胺0.4~0.7份；所述电纺石墨烯复合微纳米纤维为由静电纺丝法制得的有机高分子材料/石墨烯复合微纳米纤维；所述炭化石墨烯微纳米纤维为电纺石墨烯复合微纳米纤维经预氧化、炭化、陈化制得的炭化纤维；所述的作为低延伸防火遮阳面料原料的电纺石墨烯复合微纳米纤维和用于制备炭化石墨烯微纳米纤维的电纺石墨烯复合微纳米纤维为同种材质，均为聚偏氟乙烯/石墨烯杂化微米纤维，由静电纺丝法制得的聚偏氟乙烯/石墨烯杂化微米纤维膜经超微粉碎至1000目制得。
进一步的，所述电纺石墨烯复合微纳米纤维平均直径为0.5微米，制备该纤维的纺丝前驱体溶液的配置方法为：将5克石墨烯水分散液与20克甘油混合，在60℃恒温水浴条件下磁力搅拌20分钟，向上述液体中加入1.5克石墨烯纳米片，继续磁力搅拌2小时，所得混合液体超声10分钟后置于冷水中冷却、消泡，再次继续超声10分钟即得分散好的石墨烯纳米片，将2克聚偏氟乙烯颗粒溶于3克环己酮和3克四氢呋喃混合制成的溶剂中，配成聚偏氟乙烯溶液，取3克石墨烯加入10克聚偏氟乙烯溶液中在60℃恒温水浴条件下磁力搅拌1小时后，超声震荡0.5小时即得纺丝前驱体溶液；所述纺丝前驱体溶液加入静电纺丝装置的储液机构中进行静电纺丝，纺丝电压10千伏，纺丝距离10厘米，将静电纺丝装置收集集上获得的聚偏氟乙烯/石墨烯杂化微米纤维毡置于超微粉碎机中粉碎至1000目即得电纺石墨烯复合微纳米纤维。
进一步的，所述炭化石墨烯微纳米纤维由电纺石墨烯杂化微米纤维制得，将电纺石墨烯杂化微米纤维置于管式炉中，以3℃/min的升温速率升至400℃，空气气氛下稳定2h；再在氮气气氛下升温至陈化温度800℃，通入二氧化碳，流量为100ml/min，陈化10min，反应结束后，降温至常温，所得固体即为炭化石墨烯微纳米纤维。
进一步的，所述阻燃剂为绿茵酸酐，所述聚四氟乙烯乳液平均粒径为0.2~0.3μm，胶体溶液粘度0.015~0.020Pa·s质量浓度为60~63%。
进一步的，所述聚苯胺为2000目聚苯胺。
本发明的有益效果：
本发明公开的制备方法，采用聚四氟乙烯分散液浸渍玄武岩等纤维材料的基底面料，使制备的低延伸防火遮阳面料，具有优良的性能，不吸水，具有良好的不粘性、润滑性与气密性，在高温时仍具有优良的耐化学腐蚀性且比未浸渍的坯料具有更高的机械强度和较低的延伸，很好的避免了以往高分子化纤原料的长时间的蠕变和伸长，而且具备很好的防火阻燃性能，使用的硼酸锌和阻燃剂具有很好的协同阻燃效果，且硼酸锌分解温度高，进一步提升面料的抗老化能力和遮阳性能，使用石墨烯微纳米纤维不仅可以提高面料的力学强度和阻燃性能，而且随着聚苯胺的引入，面料具备良好的抗静电性能。
相比现有技术本发明具有如下优点：
本发明公开的制备方法制备的低延伸防火遮阳面料，防火不燃，经久机能好，耐腐化，耐酸碱，实用温度规模广，可以在-70℃到230℃的温度规模内安全应用，具有优越的耐热性、耐湿性、耐恶劣情况等特征拒水防油机能，高度的自洁性、不容易粘附大气中任何微尘颗粒，有用隔音降噪功效，供给安静具有较高的可见光透光率，透对光具有选择性经由过程，可见光线入射成为天然漫射光，可以避免室内夺目，可以避免室内装潢资料和物品的退色、老化。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种低延伸防火遮阳面料的制备方法，包括如下步骤：（1）将聚苯胺、硼酸锌、阻燃剂均匀的分散于聚四氟乙烯乳液中，得浸渍处理液；（2）将玄武岩纤维、电纺石墨烯复合微纳米纤维，炭化石墨烯微纳米纤维混纺制得基底面料；（3）基底面料浸渍步骤（1）的浸渍处理液，采用70℃真空浸渍，真空度95KPa，在120℃干燥4小时，然后在310℃烧结炉中用氮气保护烧结0.5h，即得，使用的原料，重量份数计：玄武岩纤维70~80份，聚四氟乙烯乳液25份，阻燃剂1.5份，电纺石墨烯复合微纳米纤维8份，炭化石墨烯微纳米纤维8份，硼酸锌6份，聚苯胺0.4份；所述电纺石墨烯复合微纳米纤维为由静电纺丝法制得的有机高分子材料/石墨烯复合微纳米纤维；所述炭化石墨烯微纳米纤维为电纺石墨烯复合微纳米纤维经预氧化、炭化、陈化制得的炭化纤维；所述的作为低延伸防火遮阳面料原料的电纺石墨烯复合微纳米纤维和用于制备炭化石墨烯微纳米纤维的电纺石墨烯复合微纳米纤维为同种材质，均为聚偏氟乙烯/石墨烯杂化微米纤维，由静电纺丝法制得的聚偏氟乙烯/石墨烯杂化微米纤维膜经超微粉碎至1000目制得。
进一步的，所述电纺石墨烯复合微纳米纤维平均直径为0.5微米，制备该纤维的纺丝前驱体溶液的配置方法为：将5克石墨烯水分散液与20克甘油混合，在60℃恒温水浴条件下磁力搅拌20分钟，向上述液体中加入1.5克石墨烯纳米片，继续磁力搅拌2小时，所得混合液体超声10分钟后置于冷水中冷却、消泡，再次继续超声10分钟即得分散好的石墨烯纳米片，将2克聚偏氟乙烯颗粒溶于3克环己酮和3克四氢呋喃混合制成的溶剂中，配成聚偏氟乙烯溶液，取3克石墨烯加入10克聚偏氟乙烯溶液中在60℃恒温水浴条件下磁力搅拌1小时后，超声震荡0.5小时即得纺丝前驱体溶液；所述纺丝前驱体溶液加入静电纺丝装置的储液机构中进行静电纺丝，纺丝电压10千伏，纺丝距离10厘米，将静电纺丝装置收集集上获得的聚偏氟乙烯/石墨烯杂化微米纤维毡置于超微粉碎机中粉碎至1000目即得电纺石墨烯复合微纳米纤维。
进一步的，所述炭化石墨烯微纳米纤维由电纺石墨烯杂化微米纤维制得，将电纺石墨烯杂化微米纤维置于管式炉中，以3℃/min的升温速率升至400℃，空气气氛下稳定2h；再在氮气气氛下升温至陈化温度800℃，通入二氧化碳，流量为100ml/min，陈化10min，反应结束后，降温至常温，所得固体即为炭化石墨烯微纳米纤维。
进一步的，所述阻燃剂为绿茵酸酐，所述聚四氟乙烯乳液平均粒径为0.2μm，胶体溶液粘度0.015Pa·s质量浓度为60%。
进一步的，所述聚苯胺为2000目聚苯胺。
实施例2
一种低延伸防火遮阳面料的制备方法，包括如下步骤：（1）将聚苯胺、硼酸锌、阻燃剂均匀的分散于聚四氟乙烯乳液中，得浸渍处理液；（2）将玄武岩纤维、电纺石墨烯复合微纳米纤维，炭化石墨烯微纳米纤维混纺制得基底面料；（3）基底面料浸渍步骤（1）的浸渍处理液，采用80℃真空浸渍，真空度96.5KPa，在130℃干燥4小时，然后在340℃烧结炉中用氮气保护烧结1h，即得，使用的原料，重量份数计：玄武岩纤维80份，聚四氟乙烯乳30份，阻燃剂1.9份，电纺石墨烯复合微纳米纤维14份，炭化石墨烯微纳米纤维14份，硼酸锌12份，聚苯胺0.7份；所述电纺石墨烯复合微纳米纤维为由静电纺丝法制得的有机高分子材料/石墨烯复合微纳米纤维；所述炭化石墨烯微纳米纤维为电纺石墨烯复合微纳米纤维经预氧化、炭化、陈化制得的炭化纤维；所述的作为低延伸防火遮阳面料原料的电纺石墨烯复合微纳米纤维和用于制备炭化石墨烯微纳米纤维的电纺石墨烯复合微纳米纤维为同种材质，均为聚偏氟乙烯/石墨烯杂化微米纤维，由静电纺丝法制得的聚偏氟乙烯/石墨烯杂化微米纤维膜经超微粉碎至1000目制得。
进一步的，所述电纺石墨烯复合微纳米纤维平均直径为0.5微米，制备该纤维的纺丝前驱体溶液的配置方法为：将5克石墨烯水分散液与20克甘油混合，在60℃恒温水浴条件下磁力搅拌20分钟，向上述液体中加入1.5克石墨烯纳米片，继续磁力搅拌2小时，所得混合液体超声10分钟后置于冷水中冷却、消泡，再次继续超声10分钟即得分散好的石墨烯纳米片，将2克聚偏氟乙烯颗粒溶于3克环己酮和3克四氢呋喃混合制成的溶剂中，配成聚偏氟乙烯溶液，取3克石墨烯加入10克聚偏氟乙烯溶液中在60℃恒温水浴条件下磁力搅拌1小时后，超声震荡0.5小时即得纺丝前驱体溶液；所述纺丝前驱体溶液加入静电纺丝装置的储液机构中进行静电纺丝，纺丝电压10千伏，纺丝距离10厘米，将静电纺丝装置收集集上获得的聚偏氟乙烯/石墨烯杂化微米纤维毡置于超微粉碎机中粉碎至1000目即得电纺石墨烯复合微纳米纤维。
进一步的，所述炭化石墨烯微纳米纤维由电纺石墨烯杂化微米纤维制得，将电纺石墨烯杂化微米纤维置于管式炉中，以3℃/min的升温速率升至400℃，空气气氛下稳定2h；再在氮气气氛下升温至陈化温度800℃，通入二氧化碳，流量为100ml/min，陈化10min，反应结束后，降温至常温，所得固体即为炭化石墨烯微纳米纤维。
进一步的，所述阻燃剂为绿茵酸酐，所述聚四氟乙烯乳液平均粒径为0.3μm，胶体溶液粘度0..020Pa·s质量浓度为63%。
进一步的，所述聚苯胺为2000目聚苯胺。
表1%20实施例的性能测试对比结果
注：起球按GBT4802.2-2008的规定执行，负荷质量15g，摩擦次数500.次，磨料为羊毛织物定力伸长率试验按FZ/T70006规定执行，定力25N，拉伸1次顶破强力试验按GB/T19976的规定执行，圆球直径(38±0.02)m阻燃性能试验前，按FZ/T0l008方法B进行老化试验，将其试验后的样品按GB/T5455的规定进行阻燃试验，并按GB/T17591-2006中装饰用织物B2级技术要求判定；耐磨性按GB/T2112007的规定进行，压强为12kPa，终止条件为一根纱线断裂造成外观上的个破洞。透光率按FZ/T01009的规定进行。
