CN102605628B

CN102605628B - 个体防护服面料及其制备方法

Info

Publication number: CN102605628B
Application number: CN 201210047517
Authority: CN
Inventors: 王铎; 王�忠; 付蕾; 陈立贵; 李中选
Original assignee: Shaanxi University of Technology
Current assignee: Shaanxi University of Technology
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: CN102605628A

Abstract

本发明提供的个体防护服面料由骨架材料和附着材料组成，骨架材料为锦丝绸纤维，附着材料为橡胶混合物；橡胶混合物由氯丁橡胶，硅橡胶和配合剂组成；其制备方法为，将氯丁橡胶、硅橡胶、氧化镁、氧化锌、三氧化二锑、氯化石蜡、氢氧化铝、防老剂和促进剂置于橡胶混练机中得到混炼胶；将混炼胶加入汽油中，再加入过氧化二苯甲酰，反应4小时，再加入活性炭，形成胶黏的橡胶混合物；最后将胶黏的橡胶混合物涂刷在锦丝绸纤维表面，置于平板硫化机上硫化处理得到个体防护服面料。本发明制备的面料单位面积的重量较轻，阻燃、防毒、力学性能好，穿着舒适，生产工艺简单、容易实施，原料成本低廉；适用于多种有毒气体产生的火灾现场。

Description

个体防护服面料及其制备方法

技术领域

本发明属于个体防护服面料领域，具体涉及的是一种适用于常发性灾害的个体防护服面料及其制备方法。

背景技术

现有个体防护服的种类很多，分门别类，用途不同，面料各异，不同场合需穿戴不同的防护服。长期以来，人们在提高防护服面料的某一种或两种防护性能上下足了功夫，并取得了可喜的成绩，但对适用于常发性灾害防护服面料的研究却投入不足，因此，到目前为止，还没有一种能同时满足既能阻燃、防毒、又兼备轻便使用、力学性能优良的个体防护服问世。

个体防护服的面料是防护服的基础材料。美国杜邦公司生产的完全隔绝型防护面料虽能较长时间的阻隔生化毒剂，但却有较高的热应激效应，且防刺性能较差；美军Natick研发工程中心研制的LANX系列防护织物面料具有良好的吸附性、耐久性、透气能力和舒适性，还可提供阻燃性能，但其生产成本太高；中国科学家丛继信等人以527锦丝绸为骨架，将氟橡胶与活性炭、3号硫化剂等辅助材料研制成胶乳底胶料，成功制造了用于火箭推进剂***的透气式防护材料，阻燃性能也得到了进一步提高，但成本仍然很高；刘江歌等人直接将阻燃活性炭织物掺入聚丙烯腈纺丝液中纺织成布料，具有很好的阻燃性能和防毒效果，对生化毒剂的渗透有较长时间的、广泛的阻隔性，并且具有较好的抗撕裂、耐磨损和抗穿刺等力学性能，但面料的呼吸透气性能相对较差。

透气型防护服面料靠活性碳成分吸收毒剂成分，为人体提供绝对安全的保障，即使较长时间穿着也不会有很高的人体热应激效应，但提高其吸附层的吸附能力和穿着舒适性仍是设计技术方面要解决的焦点和难点；现有涂层织物类防护服面料的橡胶涂覆织物材料能对毒性液体、气体成分具有极好的阻防能力，但阻燃性能较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种个体防护服面料，阻燃、防毒、力学性能好，生产方法简单、制造成本较低。

本发明的另一个目的是提供上述个体防护服面料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种个体防护服面料，由骨架材料和附着材料组成，所述骨架材料为锦丝绸纤维，附着材料为橡胶混合物，橡胶混合物在骨架材料上的附着量为100～200g/m²；

橡胶混合物按质量百分比，由以下组份组成：26～36％的氯丁橡胶，26～36％的硅橡胶和28～48％的配合剂，以上各组份的质量百分比总和为100％；

配合剂按质量百分比，由以下组份组成：1～4％的氧化镁，1.2～5％的氧化锌，10～20％的三氧化二锑，22～29％的氯化石蜡，22～29％的氢氧化铝，13～28％的活性碳，0.5～3％的过氧化二苯甲酰，0.5～1.7的防老剂，1.0～3.5％的促进剂，以上各组份的质量百分比总和为100％。

本发明所采用的另一个技术方案是，上述个体防护服面料的制备方法，其具体操作步骤如下：

步骤1，

按质量百分比，称取26～36％的氯丁橡胶，26～36％的硅橡胶和28～48％的配合剂，以上各组份的质量百分比总和为100％；

其中，配合剂由质量百分比为1～4％的氧化镁，1.2～5％的氧化锌，10～20％的三氧化二锑，22～29％的氯化石蜡，22～29％的氢氧化铝，13～28％的活性碳，0.5～3％的过氧化二苯甲酰，0.5～1.7的防老剂，1.0～3.5％的促进剂组成；以上各组份的质量百分比总和为100％；

步骤2，

将氯丁橡胶、硅橡胶、氧化镁、氧化锌、三氧化二锑、氯化石蜡、氢氧化铝、防老剂和促进剂置于橡胶混练机中，常温常压下混炼至各个组份相互均匀分散，得到混炼胶；

步骤3，

将混炼胶加入汽油中，每300mL汽油中加入250g混炼胶，待混炼胶完全溶解于汽油中，再加入过氧化二苯甲酰，反应4小时；反应完后，再加入活性碳，搅拌均匀，最后将混合物在60℃的加热条件将汽油蒸发掉，形成胶黏的橡胶混合物；

步骤4，

将胶黏的橡胶混合物涂刷在锦丝绸纤维表面，橡胶混合物在锦丝绸纤维表面的附着量为100～200g/m²；涂刷完后，将涂刷有橡胶混合物的锦丝绸纤维置于平板硫化机上，在150℃、250kpa条件下硫化处理35min，即得到个体防护服面料。

其中，防老剂为石蜡和2-巯基苯并咪唑以任意比例组成的混合物。

其中，促进剂为硫磺和二硫化四甲基秋兰姆以任意比例组成的混合物。

其中，活性碳的粒径为20～60μm。

本发明的有益效果是，面料单位面积的重量较轻，阻燃、防毒、力学性能好，穿着舒适，生产工艺简单、容易实施，原料成本低廉；适用于多种有毒气体产生的火灾现场。

具体实施方式

本发明面料的骨架材料采用锦丝绸纤维，锦丝绸纤维具有一定阻燃性能；防护层橡胶混合物中，氯丁橡胶氧指数高，有自熄性，且阻燃性较好；硅橡胶有良好的阻燃性；三氧化二锑，尽管本身不具阻燃特性，但与氯化石蜡并用即具极佳的阻燃效果，且其受热后会与材料表面的含氯有机聚合物反应，生成氯化锑(SbCl₃)阻燃物，并能迅速遮蔽面料表面，起到很好阻燃防护作用；氯化石蜡属于较好的有机阻燃剂；氢氧化铝对提高橡胶的阻燃性具有十分显著的功效；超细活性炭具有“芯吸”效应，能扩散吸收有毒成分；氧化镁是最佳的硫化稳定剂；氧化锌是最合理的硫化剂；因氯丁橡胶和硅橡胶的硫化速度不一样，为了保证这两种物质在硫化机中在同一时间内完成硫化，本发明选择了硫磺和二硫化四甲基秋兰姆的混合物作为促进剂，能使氯丁橡胶和硅橡胶保持一致的硫化速度；过氧化二苯甲酰能使橡胶内部生成微观网孔，超细活性炭正是充填在这些网孔里，使防护面料兼备选择透过的性能和吸附毒性成分的功能；橡胶容易和氧、臭氧结合发生老化现象，因此需选择合理的防老剂，本发明选择石蜡和2-巯基苯并咪唑混合物充当防老剂。

实施例1

一种个体防护服面料的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1，

称取100g(36％)的氯丁橡胶，100g(36％)的硅橡胶和77.5g(28％)的配合剂；

其中，77.5g的配合剂按质量百分比由4％的氧化镁，5％的氧化锌，20％的三氧化二锑，26％的氯化石蜡，26％的氢氧化铝，13％的活性碳(粒径为20～60μm)，0.8％的过氧化二苯甲酰，1.7％的防老剂，3.5％的促进剂组成；

防老剂为石蜡和2-巯基苯并咪唑以质量比为1∶2的比例组成的混合物；

促进剂为硫磺和二硫化四甲基秋兰姆以质量比为3∶2的比例组成的混合物；

步骤2，

将氯丁橡胶、硅橡胶、氧化镁、氧化锌、三氧化二锑、氯化石蜡、氢氧化铝、防老剂和促进剂置于橡胶混练机中，常温常压下混炼35分钟至各个组份相互均匀分散，得到277.5g的混炼胶；

步骤3，

将250g混炼胶加入300mL汽油中，待混炼胶完全溶解于汽油中，再加入过氧化二苯甲酰，反应4小时；反应完后，再加入活性碳，搅拌均匀，最后将混合物在60℃的加热条件将汽油蒸发掉，形成胶黏的橡胶混合物；

步骤4，

经测定，该防护服面料具有以下的性能：

阻燃性能：经向续燃时间为0秒，阻燃时间为40秒，损毁长度为55mm；纬向续燃时间为0秒，阻燃时间为50秒，损毁长度为65mm；

力学性能：经向拉伸强度达到25KN/m，纬向达到20KN/m；撕裂强度N(落锤法)经向达到15KN，纬向达到14KN，涂覆层与骨架层粘合强度为5.0KN/m；

防毒性能：“气-气”防毒时间为4小时，“液-气”防毒时间为7小时，液-液防毒时间为7小时，液-液耐压透能力为2.0×10⁵Pa。

实施例2

一种个体防护服面料的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1，

称取100g(31.6％)的氯丁橡胶，100g(31.6％)的硅橡胶和116g(36.7％)的配合剂；

其中，116g的配合剂按质量百分比由3％的氧化镁，4％的氧化锌，19％的三氧化二锑，22％的氯化石蜡，22％的氢氧化铝，28％的活性碳(粒径为20～60μm)，0.5％的过氧化二苯甲酰、0.5％的防老剂、1.0％的促进剂组成；

防老剂为石蜡和2-巯基苯并咪唑以质量比为3∶2的比例组成的混合物；

促进剂为硫磺和二硫化四甲基秋兰姆以质量比为1∶1的比例组成的混合物；

步骤2，

将氯丁橡胶、硅橡胶、氧化镁、氧化锌、三氧化二锑、氯化石蜡、氢氧化铝、防老剂和促进剂置于橡胶混练机中，常温常压下混炼35分钟至各个组份相互均匀分散，得到316g混炼胶；

步骤3，

步骤4，

经测定，该防护服面料具有以下的性能：

阻燃性能：经向续燃时间为0秒，阻燃时间为50秒，损毁长度为55mm；纬向续燃时间为0秒，阻燃时间为50秒，损毁长度为65mm；

力学性能：经向拉伸强度达到25KN/m，纬向达到20KN/m；撕裂强度N(落锤法)经向达到15KN，纬向达到14KN，涂覆层与骨架层粘合强度5.0KN/m。

防毒性能：“气-气”防毒时间为5小时，“液-气”防毒时间为7小时，液-液防毒时间为7小时，液-液耐压透能力为2.0×10⁵Pa。

实施例3

一种个体防护服面料的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1，

称取100g(28.9％)的氯丁橡胶，100g(28.9％)的硅橡胶和146.5g(42.3％)的配合剂；

其中，146.5g的配合剂按质量百分比由1％的氧化镁，1.2％的氧化锌，10％的三氧化二锑，29％的氯化石蜡，29％的氢氧化铝，24.4％的活性碳(粒径为20～60μm)，3％的过氧二苯甲酰，0.8％的防老剂，1.6％的促进剂组成；

防老剂为石蜡和2-巯基苯并咪唑以质量比为1∶1的比例组成的混合物；

促进剂为硫磺和二硫化四甲基秋兰姆以质量比为2∶1的比例组成的混合物；

步骤2，

将氯丁橡胶、硅橡胶、氧化镁、氧化锌、三氧化二锑、氯化石蜡、氢氧化铝、防老剂和促进剂置于橡胶混练机中，常温常压下混炼35分钟至相互均匀分散，得到346.5g混炼胶；

步骤3，

将250g混炼胶加入300mL汽油中，待混炼胶完全溶解于汽油中，再加入过氧化二苯甲酰，反应4小时；反应完后，再加入活性碳，并搅拌均匀，最后将混合物在60℃的加热条件将汽油蒸发掉，形成胶黏的橡胶混合物；

步骤4，

将胶黏的橡胶混合物涂刷在锦丝绸纤维表面，橡胶混合物在锦丝绸纤维表面的附着量为100～200g/m²；涂刷完后，将涂刷有橡胶混合物的锦丝绸纤维置于平板硫化机上，在150℃、250kpa条件下硫化处理35min，得到个体防护服面料。

经测定，该防护服面料具有以下的性能：

阻燃性能：经向续燃时间为0秒，阻燃时间为55秒，损毁长度为55mm；纬向续燃时间为0秒，阻燃时间为55秒，损毁长度为65mm；

力学性能：经向拉伸强度达到25KN/m，纬向达到20KN/m；撕裂强度N(落锤法)经向达到15KN，纬向达到14KN，涂覆层与骨架层粘合强度为5.0KN/m。

防毒性能：“气-气”防毒时间为6小时，“液-气”防毒时间为7小时，液-液防毒时间为7小时，液-液耐压透能力为2.0×10⁵Pa。

实施例4

一种个体防护服面料的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1，

称取100g(26％)的氯丁橡胶，100g(26％)的硅橡胶和182g(47.6％)的配合剂；

其中，182g的配合剂按质量百分比由1.6％的氧化镁，2％的氧化锌，16％的三氧化二锑，27％的氯化石蜡，27％的氢氧化铝，22％的活性碳(粒径为20～60μm)，2.6％的过氧二苯甲酰，0.6％的防老剂，1.2％的促进剂组成；

步骤2，

将氯丁橡胶、硅橡胶、氧化镁、氧化锌、三氧化二锑、氯化石蜡、氢氧化铝、防老剂和促进剂置于橡胶混练机中，常温常压下混炼35分钟至相互均匀分散，得到382g混炼胶。

步骤3，

步骤4，

经测定，该防护服面料具有以下的性能：

阻燃性能：经向续燃时间为0秒，阻燃时间为60秒，损毁长度为55mm；纬向续燃时间为0秒，阻燃时间为60秒，损毁长度为65mm；

防毒性能：“气-气”防毒时间为7小时，“液-气”防毒时间为7小时，液-液防毒时间为7小时，液-液耐压透能力为2.0×10⁵Pa。

上述四个实施例的产品性能数据均依照下述标准测得。

阻燃性能：使用织物阻燃性能测试机，标准为GB/T5455-1997；

防毒性能：使用安全防护产品检测仪，标准为GA124-2004；

力学性能：使用纤维检测仪、万能试验机等仪器及相应的国标要求进行材料的力学性能测试；

性：使用YG461型中低压量仪，标准为GB/T5453-1977《织物性能试验方法》，测量在一定压力差下单位时间通过面料的空气量，进而推算面料的量。

“气-气”防毒时间：标准为GB/1750-1993《含碳防护服通用规范》，采用模拟剂测试，即模拟剂分子从面料一面渗透到另一面的时间。

Claims

1.一种个体防护服面料的制备方法，其特征在于，其具体操作步骤如下：

步骤1，

按质量百分比，称取26~36%的氯丁橡胶，26~36%的硅橡胶和28~48%的配合剂，以上各组份的质量百分比总和为100%；

其中，配合剂由质量百分比为1~4%的氧化镁，1.2~5%的氧化锌，10~20%的三氧化二锑，22~29%的氯化石蜡，22~29%的氢氧化铝，13~28%的活性炭，0.5~3 %的过氧化二苯甲酰，0.5~1.7的防老剂，1.0~3.5 %的促进剂组成；以上各组份的质量百分比总和为100%；

步骤2，

步骤3，

将混炼胶加入汽油中，每300mL汽油中加入250g混炼胶，待混炼胶完全溶解于汽油中，再加入过氧化二苯甲酰，反应4小时；反应完后，再加入活性炭，搅拌均匀，最后将混合物在60℃的加热条件将汽油蒸发掉，形成胶黏的橡胶混合物；

步骤4，

将胶黏的橡胶混合物涂刷在锦丝绸纤维表面，橡胶混合物在锦丝绸纤维表面的附着量为100~200g/m²；涂刷完后，将涂刷有橡胶混合物的锦丝绸纤维置于平板硫化机上，在150℃、250kpa条件下硫化处理35min，即得到个体防护服面料。

2.根据权利要求1所述个体防护服面料的制备方法，其特征在于：所述防老剂为石蜡和2-巯基苯并咪唑以任意比例组成的混合物。

3.根据权利要求1所述个体防护服面料的制备方法，其特征在于：所述促进剂为硫磺和二硫化四甲基秋兰姆以任意比例组成的混合物。

4.根据权利要求1所述个体防护服面料的制备方法，其特征在于：所述活性炭的粒径为20~60μm。