CN114990898A - 一种高弹耐磨面料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高弹耐磨面料及其制备方法，涉及纺织技术领域。本发明在制备高弹耐磨面料时，在纺丝过程中加入耐氯添加剂，制得氨纶纤维，编织成氨纶面料后，再包覆聚醚酰胺膜进行光固化；耐氯添加剂能够增强耐氯性和抗菌性的同时，在氨纶纤维内部形成通路，使得氨纶纤维具备抗静电性；树枝状聚醚酰胺上含有大量羟基，能够连接在羧基化石墨烯表面，使得聚醚酰胺膜形成交联结构包覆在氨纶面料上，与氨纶面料反应交联，将聚醚酰胺膜固化连接在氨纶面料表面，增强面料的耐磨性。

Description

一种高弹耐磨面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体为一种高弹耐磨面料及其制备方法。
背景技术
面料是用来制作服装的材料，面料种类繁多，用来制作服装的面料大多具有穿着舒适、吸汗透气等特点。随着人们对健康和运动的重视程度越来越高，日常的衣物磨损也逐渐加剧；特别是一些热爱健身、户外运动的消费者，他们对于衣物面料的耐磨性的要求越来越高。
而氨纶面料的高弹性对于消费者来说是非常舒适的，但氨纶制品的一大缺陷就是耐氯性差，市面上的含氯洗衣剂、漂白剂会使氨纶制品受到损伤，制得的泳衣在泳池里长久使用也会出现弹性下降的缺点；氨纶耐氯性差的原因是氯原子会取代酰胺结构上的氢原子，新的“氯胺”会使制品发黄、强度下降。因此本发明研究制备了一种耐氯、抗静电的高弹耐磨面料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高弹耐磨面料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种高弹耐磨面料，所述高弹耐磨面料是用聚醚酰胺膜包覆氨纶面料后，再进行光固化制得。
优选的，所述氨纶面料由氨纶纤维编织制得；所述氨纶纤维由聚四亚甲基醚二醇、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯和耐氯添加剂进行溶液干法纺丝制得。
优选的，所述耐氯添加剂是在双水杨醛插层的水滑石中引入含氟杂环吡啶制得；所述含氟杂环吡啶是将2,6-二氯-3-氰基-5-氟吡啶上的氰基氧化为羧基制得。
优选的，所述聚醚酰胺膜是在羧基化石墨烯表面连接树枝状聚醚酰胺制得；所述树枝状聚醚酰胺是用四羟甲基甘脲与丙烯腈进行反应，再在强酸催化下与乙醇和三羟甲基氨基甲烷反应制得。
优选的，所述一种高弹耐磨面料的制备方法，包括以下具体步骤：
(1)将浓度为0.8mol/L的硝酸锌、浓度为0.4mol/L的硝酸铝和浓度为0.4mol/L的硝酸镁按体积比2:1:1混合均匀，制得盐溶液；将浓度为5.12mol/L的氢氧化钠和浓度为1mol/L的碳酸钠胺体积比3:1～4:1混合，制得碱溶液；将双水杨醛分散在双水杨醛质量10～15倍的去离子水中，在50～80kHz下超声分散5～8min，并加热至80～100℃后，以3～5ml/min的速率同时滴加盐溶液和碱溶液，双水杨醛、盐溶液和碱溶液的质量比为0.1:4:3～0.15:4:3，用氢氧化钠溶液保持pH在8～9，滴加完成后过滤，在60～70℃下晶化24h，再用去离子水洗涤5～8次，最后在60～70℃下干燥24h，研磨过300目筛，制得双水杨醛插层水滑石；
(2)将双水杨醛插层水滑石与质量分数为5～10％的氢氧化钠溶液按质量比1:15～1:20混合，加入双水杨醛插层水滑石质量1.12～1.15倍的含氟杂环吡啶加热至80～90℃，并以2～3ml/min的速率滴加双水杨醛插层水滑石质量3～8倍的质量分数为5～10％的氢氧化钠溶液，保温反应18～24h后，过滤并用去离子水洗涤5～8次，在60～70℃下干燥12h，制得耐氯添加剂；
(3)在氮气氛围下，将聚四亚甲基醚二醇和二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯按质量比1:4～1:5混合，加热至85～90℃，在300～500rpm下搅拌反应5～8h后，冷却至室温，加入聚四亚甲基醚二醇质量5～12倍的，N,N-二甲基乙酰胺再以3～5ml/min的速率滴加聚四亚甲基醚二醇质量0.05～0.15倍的乙二胺，继续搅拌反应1～2h，加入聚四亚甲基醚二醇质量0.8～1.2倍的耐氯添加剂，继续搅拌反应1～2h，制得纺丝原液；
(4)将纺丝原液进行溶液干法纺丝，制得氨纶纤维；将氨纶纤维纺织，制得克重为150～300g/m2的氨纶面料；
(5)将四羟甲基甘脲、丙烯腈、氢氧化四乙基铵和去离子水按质量比1:3:0.2:10～1:3.5:0.4:15混合，搅拌均匀后，加热至80～100℃，反应5～8h后，冷却至室温，加入丙烯腈质量1～1.25倍的无水乙醇和丙烯腈质量0.2～0.4倍质量分数为98％的硫酸，继续反应15～18h，加入三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜，丙烯腈、三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜质量比为1:4:0.3:10～1:6:0.4:20，反应8～12h后，制得树枝状聚醚酰胺；
(6)向树枝状聚醚酰胺中加入树枝状聚醚酰胺质量0.15～0.3倍的羧基化石墨烯，搅拌均匀并加热至60～80℃，加入树枝状聚醚酰胺质量0.1～0.2倍质量分数为98％的硫酸，继续反应10～20h，制得聚醚酰胺膜料；将聚醚酰胺膜料涂覆在氨纶面料表面，厚度为50～80μm，进行紫外光照射，紫外光波长为320nm～400nm，照射时间为20～30min，制得高弹耐磨面料。
优选的，上述步骤(1)中：双水杨醛的制备方法为：在氮气氛围下，将双酚A、氢氧化钠、乙二醇和去离子水按质量比1:3:7:25～1.1:3:7:28混合，以1～2ml/min的速率滴加双酚A质量1.6～1.8倍的三氯甲烷混液，三氯甲烷混液中三氯甲烷与三乙胺的体积比为4:1～5:1，加热至80～100℃回流反应9～11h，冷却至室温后用盐酸调节pH至6.8～7.2，用二氯甲烷萃取、浓缩，再用柱色谱分离纯化，制得双水杨醛。
优选的，上述步骤(2)中：含氟杂环吡啶的制备方法为：将2,6-二羟基-3-氰基-5-氟吡啶与三氯化磷按质量比12:1～15:1混合并搅拌均匀，以3～5ml/min的速率滴加三氯化磷质量3～5倍的催化剂N,N-二甲苯胺，加热至沸腾后保温反应6～10h，加入三氯化磷质量5～10倍的质量分数为98％的浓硫酸，继续反应5～8h，减压蒸馏，静置12～14h，过滤并用质量分水为50％的乙醇溶液重结晶，制得含氟杂环吡啶。
优选的，上述步骤(4)中：溶液干法纺丝时，甬道风量为630～750m3/h，温度为240～250℃，牵伸比为1.1～1.2。
优选的，上述步骤(5)中：四羟甲基甘脲的制备方法为：向pH值为1～2、质量分数为8～12％的尿素溶液中滴加乙二醛，滴加速率为1～3ml/min，保持温度在40～60℃，尿素溶液与乙二醛的质量比为8:1～10:1，滴加完成后反应5～6h，抽滤并依次用氢氧化钠溶液和去离子水洗涤2～3次，制得甘脲；将甘脲和甲醛按质量比1:1.5～1:2混合，用氢氧化钠溶液调节pH至9.5～10，加热至50～60℃，反应1～2h后，升温至65～68℃，进行减压蒸馏，最后用甲醇进行析出，抽滤再用甲醇洗涤2～3次，在60～70℃下干燥5～8h，制得四羟甲基甘脲。
优选的，上述步骤(6)中：羧基化石墨烯的制备方法为：将氧化石墨烯与去离子水按质量比1:100混合并在50～80kHz下进行超声分散0.5～1h，加入氧化石墨烯质量8～10倍的氢氧化钠，继续超声0.5～1h，在加入氧化石墨烯质量15～20倍的溴乙酸，继续超声分散15～30min，反应5～8h后，离心、洗涤、抽滤、真空干燥，制得羧基化石墨烯。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在制备高弹耐磨面料时，在纺丝过程中加入耐氯添加剂，制得氨纶纤维，编织成氨纶面料后，再包覆聚醚酰胺膜进行光固化；
耐氯添加剂是在双水杨醛插层的水滑石中引入含氟杂环吡啶制得；含氟杂环吡啶是将2,6-二氯-3-氰基-5-氟吡啶上的氰基氧化为羧基制得，含氟杂环吡啶再与沉淀插层在镁铝水滑石层间的双水杨醛反应制得耐氯添加剂，制备氨纶纤维时，在纺丝过程中加入水滑石能够增强耐氯性，插层双水杨醛后引入水杨醛基团，能够与多种形式活性氯反应的水杨醛基团，防止氨纶表面形成氯胺，进一步增强耐氯性；再将含氟杂环吡啶连接在双水杨醛上，使氨纶纤维具备抗菌性的同时，在氨纶纤维内部形成通路，增大水滑石层间距，使得氨纶纤维具备抗静电性；
聚醚酰胺膜是在羧基化石墨烯表面连接树枝状聚醚酰胺制得；树枝状聚醚酰胺是用四羟甲基甘脲与丙烯腈进行反应，再在强酸催化下与乙醇和三羟甲基氨基甲烷反应制得，树枝状聚醚酰胺上含有大量羟基，能够连接在羧基化石墨烯表面，使得树枝状聚醚酰胺的三维分子结构紧密排列，并形成交联结构包覆在氨纶面料上，由四羟甲基甘脲制得的树枝状聚醚酰胺能够与氨纶面料反应交联，将聚醚酰胺膜固化连接在氨纶面料表面，形成带有纳米凸起的保护层，增强面料的耐磨性。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，将实施例和对比例中制备的高弹耐磨面料的各指标测试方法如下：
耐氯性：将实施例与对比例拉伸50％后，浸入到有效氯浓度为20ppm的浸浴中(pH＝7)，参照GB/T3923.1测定48小时后的强度，进行强度保持率的对比；
抗静电性：将实施例与对比例参照GB/T12703.2进行电荷面密度测试。
耐磨性：将实施例与对比例参照采用GX-5028-DIN磨耗试验机测试耐磨性。
实施例1
(1)在氮气氛围下，将双酚A、氢氧化钠、乙二醇和去离子水按质量比1:3:7:25混合，以1ml/min的速率滴加双酚A质量1.6倍的三氯甲烷混液，三氯甲烷混液中三氯甲烷与三乙胺的体积比为4:1，加热至80℃回流反应9h，冷却至室温后用盐酸调节pH至6.8，用二氯甲烷萃取、浓缩，再用柱色谱分离纯化，制得双水杨醛；将浓度为0.8mol/L的硝酸锌、浓度为0.4mol/L的硝酸铝和浓度为0.4mol/L的硝酸镁按体积比2:1:1混合均匀，制得盐溶液；将浓度为5.12mol/L的氢氧化钠和浓度为1mol/L的碳酸钠胺体积比3:1混合，制得碱溶液；将双水杨醛分散在双水杨醛质量10倍的去离子水中，在50kHz下超声分散5min，并加热至80℃后，以3ml/min的速率同时滴加盐溶液和碱溶液，双水杨醛、盐溶液和碱溶液的质量比为0.1:4:3，用氢氧化钠溶液保持pH在8，滴加完成后过滤，在60℃下晶化24h，再用去离子水洗涤5次，最后在60℃下干燥24h，研磨过300目筛，制得双水杨醛插层水滑石；
(2)将2,6-二羟基-3-氰基-5-氟吡啶与三氯化磷按质量比12:1混合并搅拌均匀，以3ml/min的速率滴加三氯化磷质量3倍的催化剂N,N-二甲苯胺，加热至沸腾后保温反应6h，加入三氯化磷质量5倍的质量分数为98％的浓硫酸，继续反应5h，减压蒸馏，静置12h，过滤并用质量分水为50％的乙醇溶液重结晶，制得含氟杂环吡啶；将双水杨醛插层水滑石与质量分数为5％的氢氧化钠溶液按质量比1:15混合，加入双水杨醛插层水滑石质量1.12倍的含氟杂环吡啶加热至80℃，并以2ml/min的速率滴加双水杨醛插层水滑石质量3倍的质量分数为5％的氢氧化钠溶液，保温反应18h后，过滤并用去离子水洗涤5次，在60℃下干燥12h，制得耐氯添加剂；
(3)在氮气氛围下，将聚四亚甲基醚二醇和二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯按质量比1:4混合，加热至85℃，在300rpm下搅拌反应5h后，冷却至室温，加入聚四亚甲基醚二醇质量5倍的，N,N-二甲基乙酰胺再以3ml/min的速率滴加聚四亚甲基醚二醇质量0.05倍的乙二胺，继续搅拌反应1h，加入聚四亚甲基醚二醇质量0.8倍的耐氯添加剂，继续搅拌反应1h，制得纺丝原液；
(4)将纺丝原液进行溶液干法纺丝，甬道风量为630m3/h，温度为240℃，牵伸比为1.1，制得氨纶纤维；将氨纶纤维纺织，制得克重为150g/m2的氨纶面料；
(5)向pH值为1、质量分数为8％的尿素溶液中滴加乙二醛，滴加速率为1ml/min，保持温度在40℃，尿素溶液与乙二醛的质量比为8:1，滴加完成后反应5h，抽滤并依次用氢氧化钠溶液和去离子水洗涤2次，制得甘脲；将甘脲和甲醛按质量比1:1.5混合，用氢氧化钠溶液调节pH至9.5，加热至50℃，反应1h后，升温至65℃，进行减压蒸馏，最后用甲醇进行析出，抽滤再用甲醇洗涤2次，在60℃下干燥5h，制得四羟甲基甘脲；将四羟甲基甘脲、丙烯腈、氢氧化四乙基铵和去离子水按质量比1:3:0.2:10混合，搅拌均匀后，加热至80℃，反应5h后，冷却至室温，加入丙烯腈质量1倍的无水乙醇和丙烯腈质量0.2倍质量分数为98％的硫酸，继续反应15h，加入三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜，丙烯腈、三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜质量比为1:4:0.3:10，反应8h后，制得树枝状聚醚酰胺；
(6)将氧化石墨烯与去离子水按质量比1:100混合并在50kHz下进行超声分散0.5h，加入氧化石墨烯质量8倍的氢氧化钠，继续超声0.5h，在加入氧化石墨烯质量15倍的溴乙酸，继续超声分散15～30min，反应5h后，离心、洗涤、抽滤、真空干燥，制得羧基化石墨烯；向树枝状聚醚酰胺中加入树枝状聚醚酰胺质量0.15倍的羧基化石墨烯，搅拌均匀并加热至60℃，加入树枝状聚醚酰胺质量0.1倍质量分数为98％的硫酸，继续反应10h，制得聚醚酰胺膜料；将聚醚酰胺膜料涂覆在氨纶面料表面，厚度为50μm，进行紫外光照射，紫外光波长为320nmnm，照射时间为20min，制得高弹耐磨面料。
实施例2
(1)在氮气氛围下，将双酚A、氢氧化钠、乙二醇和去离子水按质量比1:3:7:27混合，以1ml/min的速率滴加双酚A质量1.7倍的三氯甲烷混液，三氯甲烷混液中三氯甲烷与三乙胺的体积比为4.5:1，加热至90℃回流反应10h，冷却至室温后用盐酸调节pH至7，用二氯甲烷萃取、浓缩，再用柱色谱分离纯化，制得双水杨醛；将浓度为0.8mol/L的硝酸锌、浓度为0.4mol/L的硝酸铝和浓度为0.4mol/L的硝酸镁按体积比2:1:1混合均匀，制得盐溶液；将浓度为5.12mol/L的氢氧化钠和浓度为1mol/L的碳酸钠胺体积比3.5:1混合，制得碱溶液；将双水杨醛分散在双水杨醛质量10～15倍的去离子水中，在60kHz下超声分散6min，并加热至90℃后，以3～5ml/min的速率同时滴加盐溶液和碱溶液，双水杨醛、盐溶液和碱溶液的质量比为0.13:4:3，用氢氧化钠溶液保持pH在8.5，滴加完成后过滤，在65℃下晶化24h，再用去离子水洗涤6次，最后在65℃下干燥24h，研磨过300目筛，制得双水杨醛插层水滑石；
(2)将2,6-二羟基-3-氰基-5-氟吡啶与三氯化磷按质量比14:1混合并搅拌均匀，以4ml/min的速率滴加三氯化磷质量4倍的催化剂N,N-二甲苯胺，加热至沸腾后保温反应8h，加入三氯化磷质量8倍的质量分数为98％的浓硫酸，继续反应6h，减压蒸馏，静置13h，过滤并用质量分水为50％的乙醇溶液重结晶，制得含氟杂环吡啶；将双水杨醛插层水滑石与质量分数为8％的氢氧化钠溶液按质量比1:18混合，加入双水杨醛插层水滑石质量1.14倍的含氟杂环吡啶加热至85℃，并以2ml/min的速率滴加双水杨醛插层水滑石质量5倍的质量分数为8％的氢氧化钠溶液，保温反应20h后，过滤并用去离子水洗涤6次，在65℃下干燥12h，制得耐氯添加剂；
(3)在氮气氛围下，将聚四亚甲基醚二醇和二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯按质量比1:4.5混合，加热至88℃，在400rpm下搅拌反应6h后，冷却至室温，加入聚四亚甲基醚二醇质量5～12倍的，N,N-二甲基乙酰胺再以3～5ml/min的速率滴加聚四亚甲基醚二醇质量0.1倍的乙二胺，继续搅拌反应1.5h，加入聚四亚甲基醚二醇质量1倍的耐氯添加剂，继续搅拌反应1.5h，制得纺丝原液；
(4)将纺丝原液进行溶液干法纺丝，甬道风量为700m3/h，温度为245℃，牵伸比为1.15，制得氨纶纤维；将氨纶纤维纺织，制得克重为240g/m2的氨纶面料；
(5)向pH值为1.5、质量分数为10％的尿素溶液中滴加乙二醛，滴加速率为2ml/min，保持温度在50℃，尿素溶液与乙二醛的质量比为9:1，滴加完成后反应5h，抽滤并依次用氢氧化钠溶液和去离子水洗涤2次，制得甘脲；将甘脲和甲醛按质量比1:1.8混合，用氢氧化钠溶液调节pH至9.8，加热至55℃，反应1.5h后，升温至66℃，进行减压蒸馏，最后用甲醇进行析出，抽滤再用甲醇洗涤2次，在65℃下干燥6h，制得四羟甲基甘脲；将四羟甲基甘脲、丙烯腈、氢氧化四乙基铵和去离子水按质量比1:3.2:0.3:13混合，搅拌均匀后，加热至90℃，反应6h后，冷却至室温，加入丙烯腈质量1.15倍的无水乙醇和丙烯腈质量0.2～0.4倍质量分数为98％的硫酸，继续反应16h，加入三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜，丙烯腈、三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜质量比为1:5:0.3:15，反应10h后，制得树枝状聚醚酰胺；
(6)将氧化石墨烯与去离子水按质量比1:100混合并在50～80kHz下进行超声分散0.5h，加入氧化石墨烯质量9倍的氢氧化钠，继续超声0.5h，在加入氧化石墨烯质量18倍的溴乙酸，继续超声分散25min，反应6h后，离心、洗涤、抽滤、真空干燥，制得羧基化石墨烯；向树枝状聚醚酰胺中加入树枝状聚醚酰胺质量0.25倍的羧基化石墨烯，搅拌均匀并加热至70℃，加入树枝状聚醚酰胺质量0.15倍质量分数为98％的硫酸，继续反应15h，制得聚醚酰胺膜料；将聚醚酰胺膜料涂覆在氨纶面料表面，厚度为70μm，进行紫外光照射，紫外光波长为400nm，照射时间为25min，制得高弹耐磨面料。
实施例3
(1)在氮气氛围下，将双酚A、氢氧化钠、乙二醇和去离子水按质量比1.1:3:7:28混合，以2ml/min的速率滴加双酚A质量1.8倍的三氯甲烷混液，三氯甲烷混液中三氯甲烷与三乙胺的体积比为5:1，加热至100℃回流反应11h，冷却至室温后用盐酸调节pH至7.2，用二氯甲烷萃取、浓缩，再用柱色谱分离纯化，制得双水杨醛；将浓度为0.8mol/L的硝酸锌、浓度为0.4mol/L的硝酸铝和浓度为0.4mol/L的硝酸镁按体积比2:1:1混合均匀，制得盐溶液；将浓度为5.12mol/L的氢氧化钠和浓度为1mol/L的碳酸钠胺体积比4:1混合，制得碱溶液；将双水杨醛分散在双水杨醛质量15倍的去离子水中，在80kHz下超声分散8min，并加热至100℃后，以5ml/min的速率同时滴加盐溶液和碱溶液，双水杨醛、盐溶液和碱溶液的质量比为0.15:4:3，用氢氧化钠溶液保持pH在9，滴加完成后过滤，在70℃下晶化24h，再用去离子水洗涤8次，最后在70℃下干燥24h，研磨过300目筛，制得双水杨醛插层水滑石；
(2)将2,6-二羟基-3-氰基-5-氟吡啶与三氯化磷按质量比12:1～15:1混合并搅拌均匀，以5ml/min的速率滴加三氯化磷质量5倍的催化剂N,N-二甲苯胺，加热至沸腾后保温反应10h，加入三氯化磷质量10倍的质量分数为98％的浓硫酸，继续反应8h，减压蒸馏，静置14h，过滤并用质量分水为50％的乙醇溶液重结晶，制得含氟杂环吡啶；将双水杨醛插层水滑石与质量分数为10％的氢氧化钠溶液按质量比1:20混合，加入双水杨醛插层水滑石质量1.15倍的含氟杂环吡啶加热至90℃，并以3ml/min的速率滴加双水杨醛插层水滑石质量8倍的质量分数为10％的氢氧化钠溶液，保温反应24h后，过滤并用去离子水洗涤8次，在70℃下干燥12h，制得耐氯添加剂；
(3)在氮气氛围下，将聚四亚甲基醚二醇和二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯按质量比1:5混合，加热至90℃，在500rpm下搅拌反应8h后，冷却至室温，加入聚四亚甲基醚二醇质量12倍的，N,N-二甲基乙酰胺再以5ml/min的速率滴加聚四亚甲基醚二醇质量0.15倍的乙二胺，继续搅拌反应2h，加入聚四亚甲基醚二醇质量1.2倍的耐氯添加剂，继续搅拌反应2h，制得纺丝原液；
(4)将纺丝原液进行溶液干法纺丝，甬道风量为750m3/h，温度为250℃，牵伸比为1.2，制得氨纶纤维；将氨纶纤维纺织，制得克重为300g/m2的氨纶面料；
(5)向pH值为2、质量分数为12％的尿素溶液中滴加乙二醛，滴加速率为3ml/min，保持温度在60℃，尿素溶液与乙二醛的质量比为10:1，滴加完成后反应6h，抽滤并依次用氢氧化钠溶液和去离子水洗涤3次，制得甘脲；将甘脲和甲醛按质量比1:2混合，用氢氧化钠溶液调节pH至10，加热至60℃，反应2h后，升温至68℃，进行减压蒸馏，最后用甲醇进行析出，抽滤再用甲醇洗涤3次，在70℃下干燥8h，制得四羟甲基甘脲；将四羟甲基甘脲、丙烯腈、氢氧化四乙基铵和去离子水按质量比1:3.5:0.4:15混合，搅拌均匀后，加热至100℃，反应8h后，冷却至室温，加入丙烯腈质量1.25倍的无水乙醇和丙烯腈质量0.4倍质量分数为98％的硫酸，继续反应18h，加入三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜，丙烯腈、三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜质量比为1:6:0.4:20，反应12h后，制得树枝状聚醚酰胺；
(6)将氧化石墨烯与去离子水按质量比1:100混合并在80kHz下进行超声分散1h，加入氧化石墨烯质量10倍的氢氧化钠，继续超声1h，在加入氧化石墨烯质量20倍的溴乙酸，继续超声分散30min，反应8h后，离心、洗涤、抽滤、真空干燥，制得羧基化石墨烯；向树枝状聚醚酰胺中加入树枝状聚醚酰胺质量0.3倍的羧基化石墨烯，搅拌均匀并加热至80℃，加入树枝状聚醚酰胺质量0.2倍质量分数为98％的硫酸，继续反应20h，制得聚醚酰胺膜料；将聚醚酰胺膜料涂覆在氨纶面料表面，厚度为80μm，进行紫外光照射，紫外光波长为400nm，照射时间为30min，制得高弹耐磨面料。
对比例1
对比例1的处方组成同实施例2。该高弹耐磨面料的制备方法与实施例2的区别仅在于不进行步骤(1)的处理，步骤(1)制得的双水杨醛插层水滑石即为耐氯添加剂。
对比例2
对比例2的处方组成同实施例2。该高弹耐磨面料的制备方法与实施例2的区别仅在于不进行步骤(2)的处理，将步骤(1)修改为：将浓度为0.8mol/L的硝酸锌、浓度为0.4mol/L的硝酸铝和浓度为0.4mol/L的硝酸镁按体积比2:1:1混合均匀，制得盐溶液；将浓度为5.12mol/L的氢氧化钠和浓度为1mol/L的碳酸钠胺体积比3.5:1混合，制得碱溶液；以3～5ml/min的速率同时滴加盐溶液和碱溶液并加热至90℃，盐溶液和碱溶液的质量比为4:3，用氢氧化钠溶液保持pH在8.5，滴加完成后过滤，在65℃下晶化24h，再用去离子水洗涤6次，最后在65℃下干燥24h，研磨过300目筛，制得水滑石。
对比例3
对比例3的处方组成同实施例2。该高弹耐磨面料的制备方法与实施例2的区别仅在于步骤(5)的不同，将步骤(5)修改为：将季戊四醇、丙烯腈、氢氧化四乙基铵和去离子水按质量比1:3.2:0.3:13混合，搅拌均匀后，加热至90℃，反应6h后，冷却至室温，加入丙烯腈质量1.15倍的无水乙醇和丙烯腈质量0.2～0.4倍质量分数为98％的硫酸，继续反应16h，加入三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜，丙烯腈、三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜质量比为1:5:0.3:15，反应10h后，制得树枝状聚醚酰胺。
对比例4
对比例4的处方组成同实施例2。该高弹耐磨面料的制备方法与实施例2的区别仅在于步骤(6)的不同，将步骤(6)修改为：将树枝状聚醚酰胺在氨纶面料表面，厚度为70μm，进行紫外光照射，紫外光波长为400nm，照射时间为25min，制得高弹耐磨面料。
对比例5
对比例5的处方组成同实施例2。该高弹耐磨面料的制备方法与实施例2的区别仅在于不进行步骤(5)(6)的处理，步骤(4)制得的氨纶面料及为高弹耐磨面料。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1、2、3与对比例1、2、3、4、5的高弹耐磨面料的各性能分析结果。
表1
强度保持率(％) 电荷面密度(uc/m<sup>2</sup>) 磨损量(mm<sup>3</sup>)
实施例1 93 3.89 64
实施例2 94 3.94 61
实施例3 92 3.57 52
对比例1 90 0.75 68
对比例2 79 0.84 66
对比例3 90 3.58 81
对比例4 92 3.14 84
对比例5 87 3.03 101
通过表1中实施例与对比例的实验数据比较可以明显发现，实施例1、2、3制备的高弹耐磨面料的耐氯性、抗静电性和耐磨性能较好；
从实施例1、2、3和对比例1、2、5的实验数据比较可发现，在双水杨醛插层的水滑石中引入含氟杂环吡啶制得的耐氯添加剂，增强耐氯性，含氟杂环吡啶连接在双水杨醛上，在氨纶纤维内部形成通路，增大水滑石层间距，使得氨纶纤维具备抗静电性；从实施例1、2、3和对比例3、4、5的实验数据比较可发现，树枝状聚醚酰胺上含有大量羟基，能够连接在羧基化石墨烯表面，使得树枝状聚醚酰胺的三维分子结构紧密排列，并形成交联结构包覆在氨纶面料上，由四羟甲基甘脲制得的树枝状聚醚酰胺能够与氨纶面料反应交联，将聚醚酰胺膜固化连接在氨纶面料表面，形成带有纳米凸起的保护层，增强面料的耐磨性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种高弹耐磨面料，其特征在于，所述高弹耐磨面料是用聚醚酰胺膜包覆氨纶面料后，再进行光固化制得。
2.根据权利要求1所述的一种高弹耐磨面料，其特征在于，所述氨纶面料由氨纶纤维编织制得；所述氨纶纤维由聚四亚甲基醚二醇、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯和耐氯添加剂进行溶液干法纺丝制得。
3.根据权利要求2所述的一种高弹耐磨面料，其特征在于，所述耐氯添加剂是在双水杨醛插层的水滑石中引入含氟杂环吡啶制得；所述含氟杂环吡啶是将2,6-二氯-3-氰基-5-氟吡啶上的氰基氧化为羧基制得。
4.根据权利要求1所述的一种高弹耐磨面料，其特征在于，所述聚醚酰胺膜是在羧基化石墨烯表面连接树枝状聚醚酰胺制得；所述树枝状聚醚酰胺是用四羟甲基甘脲与丙烯腈进行反应，再在强酸催化下与乙醇和三羟甲基氨基甲烷反应制得。
5.一种高弹耐磨面料的制备方法，其特征在于，所述高弹耐磨面料的制备方法，包括以下具体步骤：
(1)将浓度为0.8mol/L的硝酸锌、浓度为0.4mol/L的硝酸铝和浓度为0.4mol/L的硝酸镁按体积比2:1:1混合均匀，制得盐溶液；将浓度为5.12mol/L的氢氧化钠和浓度为1mol/L的碳酸钠胺体积比3:1～4:1混合，制得碱溶液；将双水杨醛分散在双水杨醛质量10～15倍的去离子水中，在50～80kHz下超声分散5～8min，并加热至80～100℃后，以3～5ml/min的速率同时滴加盐溶液和碱溶液，双水杨醛、盐溶液和碱溶液的质量比为0.1:4:3～0.15:4:3，用氢氧化钠溶液保持pH在8～9，滴加完成后过滤，在60～70℃下晶化24h，再用去离子水洗涤5～8次，最后在60～70℃下干燥24h，研磨过300目筛，制得双水杨醛插层水滑石；
(2)将双水杨醛插层水滑石与质量分数为5～10％的氢氧化钠溶液按质量比1:15～1:20混合，加入双水杨醛插层水滑石质量1.12～1.15倍的含氟杂环吡啶加热至80～90℃，并以2～3ml/min的速率滴加双水杨醛插层水滑石质量3～8倍的质量分数为5～10％的氢氧化钠溶液，保温反应18～24h后，过滤并用去离子水洗涤5～8次，在60～70℃下干燥12h，制得耐氯添加剂；
(3)在氮气氛围下，将聚四亚甲基醚二醇和二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯按质量比1:4～1:5混合，加热至85～90℃，在300～500rpm下搅拌反应5～8h后，冷却至室温，加入聚四亚甲基醚二醇质量5～12倍的，N,N-二甲基乙酰胺再以3～5ml/min的速率滴加聚四亚甲基醚二醇质量0.05～0.15倍的乙二胺，继续搅拌反应1～2h，加入聚四亚甲基醚二醇质量0.8～1.2倍的耐氯添加剂，继续搅拌反应1～2h，制得纺丝原液；
(4)将纺丝原液进行溶液干法纺丝，制得氨纶纤维；将氨纶纤维纺织，制得克重为150～300g/m2的氨纶面料；
(5)将四羟甲基甘脲、丙烯腈、氢氧化四乙基铵和去离子水按质量比1:3:0.2:10～1:3.5:0.4:15混合，搅拌均匀后，加热至80～100℃，反应5～8h后，冷却至室温，加入丙烯腈质量1～1.25倍的无水乙醇和丙烯腈质量0.2～0.4倍质量分数为98％的硫酸，继续反应15～18h，加入三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜，丙烯腈、三羟甲基氨基甲烷、碳酸钾和二甲基亚砜质量比为1:4:0.3:10～1:6:0.4:20，反应8～12h后，制得树枝状聚醚酰胺；
(6)向树枝状聚醚酰胺中加入树枝状聚醚酰胺质量0.15～0.3倍的羧基化石墨烯，搅拌均匀并加热至60～80℃，加入树枝状聚醚酰胺质量0.1～0.2倍质量分数为98％的硫酸，继续反应10～20h，制得聚醚酰胺膜料；将聚醚酰胺膜料涂覆在氨纶面料表面，厚度为50～80μm，进行紫外光照射，紫外光波长为320nm～400nm，照射时间为20～30min，制得高弹耐磨面料。
6.根据权利要求5所述的一种高弹耐磨面料的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中：双水杨醛的制备方法为：在氮气氛围下，将双酚A、氢氧化钠、乙二醇和去离子水按质量比1:3:7:25～1.1:3:7:28混合，以1～2ml/min的速率滴加双酚A质量1.6～1.8倍的三氯甲烷混液，三氯甲烷混液中三氯甲烷与三乙胺的体积比为4:1～5:1，加热至80～100℃回流反应9～11h，冷却至室温后用盐酸调节pH至6.8～7.2，用二氯甲烷萃取、浓缩，再用柱色谱分离纯化，制得双水杨醛。
7.根据权利要求5所述的一种高弹耐磨面料的制备方法，其特征在于，上述步骤(2)中：含氟杂环吡啶的制备方法为：将2,6-二羟基-3-氰基-5-氟吡啶与三氯化磷按质量比12:1～15:1混合并搅拌均匀，以3～5ml/min的速率滴加三氯化磷质量3～5倍的催化剂N,N-二甲苯胺，加热至沸腾后保温反应6～10h，加入三氯化磷质量5～10倍的质量分数为98％的浓硫酸，继续反应5～8h，减压蒸馏，静置12～14h，过滤并用质量分水为50％的乙醇溶液重结晶，制得含氟杂环吡啶。
8.根据权利要求5所述的一种高弹耐磨面料的制备方法，其特征在于，上述步骤(4)中：溶液干法纺丝时，甬道风量为630～750m3/h，温度为240～250℃，牵伸比为1.1～1.2。
9.根据权利要求5所述的一种高弹耐磨面料的制备方法，其特征在于，上述步骤(5)中：四羟甲基甘脲的制备方法为：向pH值为1～2、质量分数为8～12％的尿素溶液中滴加乙二醛，滴加速率为1～3ml/min，保持温度在40～60℃，尿素溶液与乙二醛的质量比为8:1～10:1，滴加完成后反应5～6h，抽滤并依次用氢氧化钠溶液和去离子水洗涤2～3次，制得甘脲；将甘脲和甲醛按质量比1:1.5～1:2混合，用氢氧化钠溶液调节pH至9.5～10，加热至50～60℃，反应1～2h后，升温至65～68℃，进行减压蒸馏，最后用甲醇进行析出，抽滤再用甲醇洗涤2～3次，在60～70℃下干燥5～8h，制得四羟甲基甘脲。
10.根据权利要求5所述的一种高弹耐磨面料的制备方法，其特征在于，上述步骤(6)中：羧基化石墨烯的制备方法为：将氧化石墨烯与去离子水按质量比1:100混合并在50～80kHz下进行超声分散0.5～1h，加入氧化石墨烯质量8～10倍的氢氧化钠，继续超声0.5～1h，在加入氧化石墨烯质量15～20倍的溴乙酸，继续超声分散15～30min，反应5～8h后，离心、洗涤、抽滤、真空干燥，制得羧基化石墨烯。
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