本發(fā)明涉及紡織技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線及其紡織而成的消防服面料。
背景技術(shù)：
消防員裝備，包括消防員滅火防護(hù)服、消防手套、防火面罩等是確保消防員滅火救援時生命安全的關(guān)鍵屏障，研發(fā)集安全性、舒適性于一體且質(zhì)優(yōu)價廉的消防員個人防護(hù)裝備是當(dāng)前消防滅火救援裝備領(lǐng)域的熱點。決定消防員裝備防火安全性能的關(guān)鍵原材料是高性能纖維，高性能纖維主要包括芳綸、聚四氟乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、蜜胺纖維和一些無機(jī)纖維等。國際上公認(rèn)的、應(yīng)用最廣泛的消防員個人防護(hù)裝備的纖維主要是芳綸和蜜胺纖維。
目前，可用于消防員個人防護(hù)裝備的高性能纖維尚未自主知識產(chǎn)權(quán)化、國產(chǎn)化和規(guī)模化限制著消防員個人防護(hù)裝備功能綜合化和集成化發(fā)展。國內(nèi)關(guān)于消防員個人防護(hù)裝備所用的材料主要是芳綸纖維，但由于芳綸纖維生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)還沒有完全突破，因此消防員滅火防護(hù)服還受制于國外公司技術(shù)壟斷，其價格居高不下。國內(nèi)關(guān)于滅火防護(hù)服的研究也主要集中在芳綸與其他纖維混紡上，一些企業(yè)為了利益甚至用其他纖維代替芳綸纖維，導(dǎo)致消防員滅火防護(hù)服的質(zhì)量良莠不齊。
除芳綸纖維外，蜜胺纖維因氧指數(shù)高、耐熱性好、尺寸穩(wěn)定性好、易于染色、回潮率高、吸濕性好、無熔滴、穿著舒適等特點，被譽(yù)為最理想的消防服材料，但其技術(shù)幾乎全部由國外壟斷。德國是世界上最早實現(xiàn)蜜胺纖維產(chǎn)業(yè)化的國家，后來，德國basf公司此項業(yè)務(wù)賣給了美國的basofil公司；目前，也僅有美國basofil公司生產(chǎn)的basofil蜜胺纖維在作為商品銷售。basofil纖維主要用于軍服、消防服、防護(hù)手套等，由它制成的織物永久性使用溫度可達(dá)到220℃，同時兼顧優(yōu)良的抗化學(xué)侵蝕性。basf還開發(fā)了一種專用防護(hù)服，特別適用于大型火災(zāi)事故的搶險救援，如是石油化工火災(zāi)、鉆井平臺起火等，因該類火災(zāi)經(jīng)常需要去救人或去關(guān)閉緊急閥門等裝置，這種防護(hù)服可保護(hù)消防隊員在接近火源時而不受傷害。在價格方面，芳綸短纖維約12萬元/噸，蜜胺纖維短纖維價格在8-10萬元/噸，蜜胺纖維的性價比較高。
為真正實現(xiàn)消防員個人防護(hù)裝備，特別是消防員滅火防護(hù)服、消防手套和防火面罩的國產(chǎn)化和高性價比，切實保障消防員在滅火救援時的生命安全，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能蜜胺纖維混紡阻燃面料制成的消防裝備具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線及其紡織而成的消防服面料，解決現(xiàn)有技術(shù)中的消防員穿著的防護(hù)裝備所使用的面料多被國外壟斷、成本高，而國內(nèi)的防護(hù)服雖然價格便宜一些但防護(hù)效果與國外的相比效果較差的問題，即提供一種性價比相對較高的防護(hù)服及其所使用的高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線及其紡織而成的消防服面料。
為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線，由第一纖維和第二纖維混紡編制而成，其中第一纖維和第二纖維重量比為2-3:1，所述第一纖維由蜜胺纖維和聚苯硫醚纖維混紡而成，第二纖維由蜜胺纖維和芳綸纖維混紡而成。
本申請中的阻燃紗線首先是將蜜胺纖維和聚苯硫醚纖維混紡成第一纖維、將蜜胺纖維和芳綸纖維混紡成第二纖維。pps分子鏈?zhǔn)怯杀江h(huán)經(jīng)對位硫原子交替連接構(gòu)成，分子結(jié)構(gòu)中含有剛性、耐熱性的亞苯基及柔性耐熱性的硫醚鍵，且苯環(huán)的剛性結(jié)構(gòu)由柔性的硫醚鍵連接起來，故纖維比起常規(guī)纖維具有更優(yōu)良的耐熱性和熱穩(wěn)定性；芳綸是一種新型高科技合成纖維，具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕、絕緣、抗老化、生命周期長等優(yōu)良性能。將pps纖維和芳綸與蜜胺纖維一起制成阻燃紗線，一方面保留了蜜胺纖維的高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐氣候、耐化學(xué)試劑等的優(yōu)良性能，另一方面降低了紗線的生產(chǎn)成本，得到了性價比相對較高的阻燃紗線。
作為優(yōu)選的，所述第一纖維包括蜜胺纖維6-8重量份、聚苯硫醚纖維10-15重量份。
作為優(yōu)選的，所述第二纖維包括蜜胺纖維3-7重量份、芳綸纖維5-10重量份。
作為優(yōu)選的，所述蜜胺纖維包括三聚氰胺甲醛樹脂85-90重量份、乙烯-醋酸乙烯共聚物24-27重量份、硅酮聚合物1-2重量份、硼酸鋅1.5-2重量份、硝酸銀0.5-1重量份、二氯四氟乙烷3-4重量份、苯磺酸鈉2-4重量份、聚硅氧烷2-4重量份和ph調(diào)節(jié)劑0.5-2重量份。
硼酸鋅除作為一種阻燃物之外，可以提高原料之間的互溶性，少量加入的硝酸銀、二氯四氟乙烷、苯磺酸鈉和聚硅氧烷則可以起到殺菌、催化、乳化、穩(wěn)定的作用。乙烯-醋酸乙烯共聚物和硅酮聚合物能夠與三聚氰胺甲醛樹脂相互作用，增強(qiáng)阻燃效果。
一種高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線紡織而成的消防服面料，包括紡紗、織布和染色，其中，所述織布是將第一纖維和第二纖維按重量比為2-3:1混紡編制，所述第一纖維由蜜胺纖維和聚苯硫醚纖維混紡而成，第二纖維由蜜胺纖維和芳綸纖維混紡而成。
作為優(yōu)選的，所述第一纖維包括蜜胺纖維6-8重量份、聚苯硫醚纖維10-15重量份；第二纖維包括蜜胺纖維3-7重量份、芳綸纖維5-10重量份。
作為優(yōu)選的，所述染色步驟是將紡紗步驟得到的紗線投入染液中，浴比為1:10-18，調(diào)節(jié)染液初始溫度為30-45℃，然后以1.2-1.8℃/min的速度升溫至70-90℃，保溫10-25min；再以3-5℃/min的速度升溫至145-160℃，保溫30-50min；最后以1-2℃/min降溫至50-70℃。本申請中使用的燃料包括分散染料、酸性染料、堿性染料，具體的比例根據(jù)染色的需要自由決定。通過實驗研究，上述染色步驟所選擇的工藝條件可以達(dá)到最佳的染色效果；若選取其他條件也可以將紗線染色，但是染色的深度不佳且容易褪色。
作為優(yōu)選的，所述染色步驟中，向染液中添加甘油，所述甘油占染液總質(zhì)量的0.5-1.5％，分散效果最佳。
作為優(yōu)選的，每平方米所述面料成品的質(zhì)量為200-350g。單位面積的面料過重會妨礙消防人員的行動，增加消防人員的負(fù)重；過輕保溫隔熱效果不好。
作為優(yōu)選的，所述紡紗步驟采用環(huán)錠紡的方法，所述環(huán)錠紡包括清花工序，所述清花工序中，抓棉機(jī)打手下降速度每次4-5mm，轉(zhuǎn)速800-900r/min，回轉(zhuǎn)小車速度1.9-2.3r/min，刀片伸出肋條2.5-3mm，打手速度700-750r/min，風(fēng)扇速度850-870r/min，打手和天平羅拉的隔距15-18mm，棉卷羅拉速度15-17r/min。本申請中優(yōu)選的紡紗步驟是環(huán)錠紡的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其中的清花工序采用短流程、少抓勤抓、多梳少打、大隔距、薄喂少落，以加大開松度，得到的面料品質(zhì)更加穩(wěn)定，性能更好一些。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果至少是如下之一：
1)本申請以蜜胺纖維、聚苯硫醚纖維和芳綸纖維為主要原料，一方面保留了蜜胺纖維的高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐氣候、耐化學(xué)試劑等的優(yōu)良性能，另一方面降低了紗線的生產(chǎn)成本，得到了性價比相對較高的阻燃紗線。且大量實驗表明，相比于直接將蜜胺纖維、聚苯硫醚纖維和芳綸纖維紡織成紗線，現(xiàn)分別將聚苯硫醚纖維和芳綸纖維與蜜胺纖維紡織成紗線效果更好。
2)本申請中的蜜胺纖維中包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅酮聚合物、硼酸鋅、硝酸銀、二氯四氟乙烷、苯磺酸鈉和聚硅氧烷，阻燃效果更好。
3)將本申請得到高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線紡織而成的消防服面料制成消防服，其阻燃性能、熱穩(wěn)定性和強(qiáng)力均優(yōu)于目前市場上的同類產(chǎn)品，各項性能指標(biāo)與basofil纖維性能相當(dāng)，處于國際先進(jìn)水平；并將該織線和布料加工成防護(hù)服，對防護(hù)服進(jìn)行測試，其熱防護(hù)性能值≥30，并在四川省眉山市公安消防支隊試用，并得到好評。本申請中的阻燃面料制成的防火面罩，消防手套等制品，在四川省眉山市公安消防支隊試用，并得到好評。
4)將本申請得到高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線紡織而成的消防服面料制成消防服符合ga10-2014《消防員滅火防護(hù)服》標(biāo)準(zhǔn)要求，消防手套符合ga7-2004《消防手套》標(biāo)準(zhǔn)要求。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實施例1：
本實施例提供了一種高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線紡織而成的消防服面料,其中的高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線由第一纖維和第二纖維混紡編制而成，其中第一纖維和第二纖維重量比為2:1，第一纖維包括蜜胺纖維6重量份、聚苯硫醚纖維10重量份，所述第二纖維包括蜜胺纖維3重量份、芳綸纖維5重量份。
本實施例中所使用的蜜胺纖維成分為三聚氰胺甲醛樹脂85重量份、乙烯-醋酸乙烯共聚物24重量份、硅酮聚合物1重量份、硼酸鋅1.5重量份、硝酸銀0.5重量份、二氯四氟乙烷3重量份、苯磺酸鈉2重量份、聚硅氧烷2重量份并用ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)ph到6-8。
將上述紗線采用常規(guī)環(huán)錠紡的方法制成布匹，只是環(huán)錠紡中的清花工序，調(diào)節(jié)抓棉機(jī)打手下降速度每次4mm，轉(zhuǎn)速800r/min，回轉(zhuǎn)小車速度1.9r/min，刀片伸出肋條2.5mm，打手速度700r/min，風(fēng)扇速度850r/min，打手和天平羅拉的隔距15mm，棉卷羅拉速度15r/min。
將上述紗線投入染液中，所述染液中含有甘油，甘油占染液總質(zhì)量的0.5％，浴比為1:10，調(diào)節(jié)染液初始溫度為30℃，然后以1.2℃/min的速度升溫至70℃，保溫10min；再以3℃/min的速度升溫至145℃，保溫30min；最后以1℃/min降溫至50℃。
本實施例中阻燃面料成品的質(zhì)量為200g/m2。
實施例2：
本實施例提供了一種高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線紡織而成的消防服面料,其中的高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線由第一纖維和第二纖維混紡編制而成，其中第一纖維和第二纖維重量比為3:1，第一纖維包括蜜胺纖維8重量份、聚苯硫醚纖維15重量份，所述第二纖維包括蜜胺纖維7重量份、芳綸纖維10重量份。
本實施例中所使用的蜜胺纖維成分為三聚氰胺甲醛樹脂90重量份、乙烯-醋酸乙烯共聚物27重量份、硅酮聚合物2重量份、硼酸鋅2重量份、硝酸銀1重量份、二氯四氟乙烷4重量份、苯磺酸鈉4重量份、聚硅氧烷4重量份并用ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)ph到6-8。
將上述紗線采用常規(guī)環(huán)錠紡的方法制成布匹，只是環(huán)錠紡中的清花工序，調(diào)節(jié)抓棉機(jī)打手下降速度每次5mm，轉(zhuǎn)速900r/min，回轉(zhuǎn)小車速度2.3r/min，刀片伸出肋條3mm，打手速度750r/min，風(fēng)扇速度870r/min，打手和天平羅拉的隔距18mm，棉卷羅拉速度17r/min。
將上述紗線投入染液中，所述染液中含有甘油，甘油占染液總質(zhì)量的1.5％，浴比為1:18，調(diào)節(jié)染液初始溫度為45℃，然后以1.8℃/min的速度升溫至90℃，保溫25min；再以5℃/min的速度升溫至160℃，保溫50min；最后以2℃/min降溫至70℃。
本實施例中阻燃面料成品的質(zhì)量為350g/m2。
實施例3：
本實施例提供了一種高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線紡織而成的消防服面料,其中的高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線由第一纖維和第二纖維混紡編制而成，其中第一纖維和第二纖維重量比為2.5:1，第一纖維包括蜜胺纖維6.7重量份、聚苯硫醚纖維12重量份，所述第二纖維包括蜜胺纖維5重量份、芳綸纖維8重量份。
本實施例中所使用的蜜胺纖維成分為三聚氰胺甲醛樹脂86重量份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25重量份、硅酮聚合物1.3重量份、硼酸鋅1.7重量份、硝酸銀0.7重量份、二氯四氟乙烷3.3重量份、苯磺酸鈉2.8重量份、聚硅氧烷2.6重量份并用ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)ph到6-8。
將上述紗線采用常規(guī)環(huán)錠紡的方法制成布匹，只是環(huán)錠紡中的清花工序，調(diào)節(jié)抓棉機(jī)打手下降速度每次4.5mm，轉(zhuǎn)速830r/min，回轉(zhuǎn)小車速度2.1r/min，刀片伸出肋條2.8mm，打手速度720r/min，風(fēng)扇速度855r/min，打手和天平羅拉的隔距16mm，棉卷羅拉速度16r/min。
將上述紗線投入染液中，所述染液中含有甘油，甘油占染液總質(zhì)量的0.8％，浴比為1:13，調(diào)節(jié)染液初始溫度為36℃，然后以1.4℃/min的速度升溫至76℃，保溫16min；再以3.7℃/min的速度升溫至152℃，保溫35min；最后以1.5℃/min降溫至60℃。
本實施例中阻燃面料成品的質(zhì)量為300g/m2。
實施例4：
本實施例提供了一種高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線紡織而成的消防服面料,其中的高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線由第一纖維和第二纖維混紡編制而成，其中第一纖維和第二纖維重量比為2.8:1，第一纖維包括蜜胺纖維7.6重量份、聚苯硫醚纖維14重量份，所述第二纖維包括蜜胺纖維6重量份、芳綸纖維9重量份。
本實施例中所使用的蜜胺纖維成分為三聚氰胺甲醛樹脂88重量份、乙烯-醋酸乙烯共聚物26重量份、硅酮聚合物1.8重量份、硼酸鋅1.8重量份、硝酸銀0.8重量份、二氯四氟乙烷3.7重量份、苯磺酸鈉3.7重量份、聚硅氧烷3重量份并用ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)ph到6-8。
將上述紗線采用常規(guī)環(huán)錠紡的方法制成布匹，只是環(huán)錠紡中的清花工序，調(diào)節(jié)抓棉機(jī)打手下降速度每次5mm，轉(zhuǎn)速900r/min，回轉(zhuǎn)小車速度2.3r/min，刀片伸出肋條3mm，打手速度750r/min，風(fēng)扇速度850r/min，打手和天平羅拉的隔距15mm，棉卷羅拉速度15r/min。
將上述紗線投入染液中，所述染液中含有甘油，甘油占染液總質(zhì)量的1％，浴比為1:17，調(diào)節(jié)染液初始溫度為40℃，然后以1.6℃/min的速度升溫至78℃，保溫17min；再以4.3℃/min的速度升溫至158℃，保溫39min；最后以2℃/min降溫至63℃。
本實施例中阻燃面料成品的質(zhì)量為330g/m2。
實施例5：
本實施例提供了一種高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線紡織而成的消防服面料,其中的高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線由第一纖維和第二纖維混紡編制而成，其中第一纖維和第二纖維重量比為2.5:1，第一纖維包括蜜胺纖維7重量份、聚苯硫醚纖維13重量份，所述第二纖維包括蜜胺纖維5重量份、芳綸纖維7重量份。
本實施例中所使用的蜜胺纖維成分為三聚氰胺甲醛樹脂88重量份、乙烯-醋酸乙烯共聚物26重量份、硅酮聚合物1.5重量份、硼酸鋅1.7重量份、硝酸銀0.7重量份、二氯四氟乙烷3.5重量份、苯磺酸鈉3重量份、聚硅氧烷3重量份并用ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)ph到6-8。
將上述紗線采用常規(guī)環(huán)錠紡的方法制成布匹，只是環(huán)錠紡中的清花工序，調(diào)節(jié)抓棉機(jī)打手下降速度每次4.5mm，轉(zhuǎn)速850r/min，回轉(zhuǎn)小車速度2.1r/min，刀片伸出肋條2.7mm，打手速度725r/min，風(fēng)扇速度8560r/min，打手和天平羅拉的隔距17mm，棉卷羅拉速度16r/min。
將上述紗線投入染液中，所述染液中含有甘油，甘油占染液總質(zhì)量的1％，浴比為1:14，調(diào)節(jié)染液初始溫度為38℃，然后以1.5℃/min的速度升溫至75℃，保溫18min；再以4℃/min的速度升溫至152℃，保溫40min；最后以1.5℃/min降溫至60℃。
本實施例中阻燃面料成品的質(zhì)量為350g/m2。
對實施例1-5得到的5種面料根據(jù)ga10-2014中所述的方法進(jìn)行測試,得到的測試結(jié)果如表1：
表1對實施例1-5得到的高性能蜜胺纖維混紡阻燃紗線紡織而成的消防服面料進(jìn)行測試的結(jié)果
通過表1可以看出，無論是阻燃性能還是斷裂強(qiáng)力、撕破強(qiáng)力、縮水率、色牢度、熱穩(wěn)定性還是整體熱防護(hù)性能，實施例5中得到的布料的測試結(jié)果都優(yōu)于其他實施例得到的布料，所以實施例5為最佳實施例。
盡管這里參照本發(fā)明的多個解釋性實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變形和改進(jìn)外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。