本發(fā)明屬于新材料，具體涉及一種柔性不燃面料及其制備方法和應用。

背景技術：

1、紡織品是人們日常生活的必需品，隨著人們生活水平的提高，人們對紡織面料的要求也越來越高，具有特殊功能的紡織品越來越受到大家的青睞，比如磁屏蔽等功能，其中阻燃功能是目前市場上需求最大的功能產品阻燃、隔熱、防靜電，根據(jù)資料數(shù)據(jù)記載，由于紡織品著火或因紡織品阻燃性不好而引起的火災占我國歷年火災事故的20％左右；因此，阻燃面料成為當今市場上需求緊迫的紡織產品。目前，市面上常見的阻燃面料大多是以滌綸纖維或芳綸面料等的纖維面料，具有一定的阻燃性，但普遍存在手感粗硬，強力低、遇火融縮、在370℃開始碳化等缺陷，因此還是不能滿足現(xiàn)有市場對于阻燃面料的需求。

2、不燃面料具有工業(yè)羊毛的美稱，其面料具有耐高溫、不燃燒、不熔縮、不熔滴、耐腐蝕、耐切割等特性，可廣泛用于消防、冶金、石油、電氣焊接、鋼廠等行業(yè)領域，可用作消防服、滅火毯、特殊行業(yè)工裝、窗簾、床上用品、軍工用品、座椅套墊等產品的開發(fā)。目前公開的現(xiàn)有技術中不燃面料大多以復合纖維混紡而得的阻燃面料，如專利公開號cn105105380b公開了一種彈性阻燃復合面料及其制備方法和應用，通過阻燃膠粘劑將阻燃滌綸面料、阻燃隔熱彈性聚酯卷材、阻燃無紡布黏合，但阻燃膠粘劑的彈性性能較差，一旦面料受到拉扯時，阻燃膠粘劑會出現(xiàn)裂痕或者斷裂出現(xiàn)缺口的情況，容易導致防火阻燃效果降低；雖然混紡阻燃面料可以提升面料的阻燃性，但由于是多種纖維混紡，需要經過紡紗、織造和染整工藝加工，這些過程也在很大程度上影響甚至決定了最終面料的阻燃、機械和服用性能，比如具有阻燃性的碳纖維，由于其纖維分子具有高模量，高強度、鋼性強，纖維之間抱和力差，可紡性差，因此紡紗難度非常高。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種柔性不燃面料及其制備方法，解決了現(xiàn)有復合纖維混紡工藝復雜、碳纖維可紡性差的缺陷。本發(fā)明選用自主研發(fā)的不燃纖維，采用特定的紡紗工藝制備成不燃面料，具有不燃燒、不熔縮、耐腐蝕、防割耐磨、易清洗、不變性等功能。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種柔性不燃面料，所述面料由不燃纖維和混合纖維通過環(huán)錠紡制成紗線，將紗線進行經緯針織而成；所述不燃纖維的重量份為70-100份，所述混合纖維的重量份為0-30份。

4、本發(fā)明選用自主研發(fā)的不燃纖維，斷裂伸長率高于24％以上，拉伸強度高，具有優(yōu)異的纖維特性，極限氧指數(shù)高于45％，可用于加工成不燃面料，且本發(fā)明制備的預氧絲纖維可用于紡織32-40支的高支數(shù)紗線，而傳統(tǒng)的預氧絲纖維只能紡21支的紗線。

5、優(yōu)選的，所述不燃纖維由如下方法制備所得：

6、(1)將丙烯腈、n-乙烯基酰胺類單體、衣康酸異丁酯、引發(fā)劑混合后進行聚合反應，然后經過過濾、脫單、脫泡處理得到聚丙烯腈紡絲液；

7、(2)將聚丙烯腈紡絲液經噴絲處理后得到聚丙烯腈原絲，將聚丙烯腈原絲在質量濃度為5％的硫酸鈷溶液中浸泡5-10min，然后在浸入由丁二酸、月桂酰甲基?；撬徕c的混合水溶液組成的預處理液中浸泡10-15min，將浸泡后的原絲采用梯度加熱的方式進行預氧化處理，得到不燃纖維。

8、優(yōu)選的，所述混合纖維包括甲綸、芳綸、金屬纖維、合成纖維中的一種或多種混合物。除上述纖維，本發(fā)明不燃纖維還可以復合其他纖維材料(如陶瓷纖維)，可以根據(jù)不同的需求，在不燃纖維中混合其他纖維，賦予面料多種功能，如提升面料的導電性能、屏蔽性能、彈性模量、絕緣性、耐化學腐蝕性、隔熱性能等。

9、本發(fā)明還提供一種柔性不燃面料的制備方法，包括如下步驟：

10、(1)預處理：按重量份將不燃纖維和混合纖維原料加入預處理液中，充入氮氣，在70-90℃水熱中養(yǎng)護30-40min；其中所述預處理液包括聚醚磷酸酯、改性多壁碳納米管、表面活性劑、乙醇水溶液；

11、(2)紡紗：將步驟(1)中預處理后的纖維原料經過清花、梳棉、并條、粗紗、細紗、并筒、捻線工序制成紗線；

12、(3)織造：將步驟(2)中制成的紗線進行織造得到基礎面料；

13、(4)定型：將步驟(3)織造完成的基礎面料在溫度為95℃下的含有清洗劑的水中退漿40-70min，洗除面料表面漿料，然后在90-115℃的定型機上烘干，得到所述柔性不燃面料。

14、優(yōu)選的，步驟(1)所述預處理液由如下重量份的原料組成：聚醚磷酸酯10-20份、改性多壁碳納米管2-10份、表面活性劑1-5份、乙醇水溶液65-87份。

15、優(yōu)選的，所述改性多壁碳納米管是將多壁碳納米管經過氧化后進行酰氯化反應，得到改性多壁碳納米管；所述酰氯化反應是將氧化后的多壁碳納米管與氯化亞砜進行反應，通過改性后的多壁碳納米管具有較大的比表面積，且酰氯化處理后可以增強碳納米管與其他材料的結合能力。

16、優(yōu)選的，所述表面活性劑為陽離子表面活性劑或非離子表面活性劑，所述陽離子表面活性劑包括十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨中的一種或多種混合物；所述非離子表面活性劑包括聚氧乙烯烷基胺、四溴雙酚中的一種或兩種混合物。

17、優(yōu)選的，所述乙醇水溶液中乙醇的質量百分數(shù)為50％。

18、優(yōu)選的，所述預處理液通過如下方法制備所得：將10-20重量份聚醚磷酸酯，2-10重量份改性多壁碳納米管，1-5重量份表面活性劑，混合后加熱至50-80℃，然后加入65-87重量份乙醇水溶液，攪拌乳化0.5-1小時，然后降至常溫取出即為預處理液。

19、優(yōu)選的，步驟(4)所述清洗劑為皂洗劑。

20、本發(fā)明還提供上述方法制備的不燃面料的應用，用于消防服、滅火毯、特殊防護服、交通運輸工具的座椅套墊、公共場所的窗簾、桌布。

21、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

22、(1)本發(fā)明采用自主研發(fā)的不燃纖維，其纖維拉伸強度高，伸長率高于24％以上，極限氧指數(shù)高于45％，具有優(yōu)良的不燃性和纖維可紡織性；通過采用自主研發(fā)的預處理液對不燃纖維進行預處理，減少纖維間的靜電產生，使纖維之間具有較強的抱合力，在經過改進后的紡紗、織造工藝織出具有較高強度、柔韌性及高斷裂強度的面料；本發(fā)明制備的不燃纖維可以用于紡紗30-40支高支數(shù)面料，市面上的同類型纖維大多只能紡織21支紗。

23、(2)本發(fā)明自主研發(fā)的不燃纖維預處理液，由聚醚磷酸酯、改性多壁碳納米管、表面活性劑、乙醇水溶液組成，將具有抗靜電效果的聚醚磷酸酯與改性多壁碳納米管復配混合，在提高抗靜電性能的同時還可以提升纖維的強度，通過加入表面活性劑提升復配體系的相容性，使具有抗靜電性能的聚醚磷酸酯與多壁碳納米管可以相互作用，提升預處理液增強不燃纖維的抗靜電和力學性能。

24、(3)本發(fā)明方法制備的柔性不燃面料具有不燃燒、不熔縮、不熔滴的顯著特性，碳化溫度高達640℃，最高耐溫高達1100℃，可以在500℃空氣環(huán)境中長期使用，800℃高溫下可持續(xù)3分鐘左右，其性能明顯高于目前市面上的同類阻燃面料；極限氧指數(shù)42-50％之間，高于目前同類阻燃產品14-22％，可廣泛用于各種防火產品及場所。

25、(4)本發(fā)明方法制備的柔性不燃面料還具有質量輕、斷裂強力高的優(yōu)勢，與其他纖維混紡后其經向強力可達1100n，緯向強力1000n，撕破強力大于100n，且透氣性能好，易清洗，不變形，可用于制作特殊行業(yè)服裝。