CN117681518A - 一种气柱材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及功能性纺织品技术领域，尤其涉及一种气柱材料及其制备方法和应用。本发明提供了一种气柱材料，包括基布和复合在所述基布表面的气密/防护层；所述基布为骨架层织物；所述气密/防护层的制备原料包括热塑性聚氨酯弹性体橡胶和添加剂；所述添加剂包括抗菌母粒和阻燃母粒。本发明所述气柱材料阻燃、抗菌、抑菌、耐撕裂和防污；很好的解决了现有气柱存在阻燃性能较差、物理机械性能不理想，且没有抗菌性能的技术问题；且原料价格低廉。

Description

一种气柱材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及功能性纺织品技术领域，尤其涉及一种气柱材料及其制备方法和应用。
背景技术
应急帐篷是自然灾害发生后各级机构开展救治工作时使用的基本装备，能建立无污染的安全工作、生活、休息空间，可用于人员庇护、急救手术、防疫侦检和救援指挥等多种场所，应急帐篷在灾害救援及保障任务中要满足迅速展开、方便救援人员携带、重量轻、体积小，可人力搬运。气柱是作为帐篷的关键部分，其材料设计应以满足气密性及内部压力要求为基础，同时具备阻燃、抗菌、耐撕裂、防污、耐磨和耐候等性能。现有气柱一般使用的是橡胶、PVC涂层复合织物，这些气柱存在阻燃性能较差、物理机械性能不理想，且没有抗菌性能的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气柱材料及其制备方法和应用。所述气柱材料阻燃、抗菌、抑菌且物理机械性能好。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种气柱材料，包括基布和复合在所述基布表面的气密/防护层；
所述基布为骨架层织物；
所述气密/防护层的制备原料包括热塑性聚氨酯弹性体橡胶和添加剂；
所述添加剂包括抗菌母粒和阻燃母粒。
优选的，所述骨架层织物为平纹织物；
所述骨架层织物的克重为100～120g/m2。
优选的，所述骨架层织物的材料为超高分子量聚乙烯、阻燃涤纶、阻燃锦纶和芳纶中的一种或几种。
优选的，所述骨架层织物的材料包括质量比为5:95～95:5的超高分子量聚乙烯和阻燃涤纶；
或所述骨架层植物的材料包括质量比为5:95～95:5的超高分子量聚乙烯和芳纶。
优选的，所述阻燃母粒包括溴系阻燃母粒和/或磷系阻燃母粒；
所述溴系阻燃母粒包括溴化多苯醚；
所述磷系阻燃母粒包括三聚磷酸酯。
优选的，所述抗菌母粒包括银、氯化铝和氯化铜中的一种或几种。
优选的，所述气密/防护层的单面克重为110～130g/m2；
所述气密/防护层的厚度为0.01～0.1mm。
优选的，所述气密/防护层的制备方法包括以下步骤：
将热塑性聚氨酯弹性体橡胶和添加剂混合，得到成膜原料；
采用流延复合加工工艺，将所述成膜原料进行成膜处理，得到所述气密/防护层。
本发明还提供了上述技术方案所述气柱材料在抗菌帐篷中的应用。
本发明提供了一种气柱材料，包括基布和复合在所述基布表面的气密/防护层；所述基布为骨架层织物；所述气密/防护层的制备原料包括热塑性聚氨酯弹性体橡胶和添加剂；所述添加剂包括抗菌母粒和阻燃母粒。本发明所述气柱材料阻燃、抗菌、抑菌、耐撕裂和防污；很好的解决了现有气柱存在阻燃性能较差、物理机械性能不理想，且没有抗菌性能的技术问题；且原料价格低廉；
与现有技术相比，本发明所述技术方案具有以下有益效果：
本发明采用包括热塑性聚氨酯弹性体橡胶和添加剂(抗菌母粒和阻燃母粒)的成膜原料作为气密/防护层的制备原料能够提高涂层间的附着力；且所述制备气密/防护层的制备原料还具有胶膜坚韧、耐冲击、粘结力强、耐低温性能和耐油耐磨性能好的特点；还可以减少胶黏剂对骨架层织物的渗透，加强面料的撕破强力，提高所述气柱材料的物理机械性能；
本发明所述气柱材料的单位面积质量为320～380g/m2，断裂强力经向大于1450N，纬向大于1200N，撕破强力经向大于45N，纬向大于40N。续燃时间经向不大于5.5s，纬向不大于4.7s，阴燃时间经向不大于2s，纬向不大于2s；损毁长度经向不大于12cm，纬向不大于11cm；水洗后对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和大肠杆菌的抑菌率大于85％，对固态污物的耐沾污性大于等于5级。所述气柱材料能够满足大多数帐篷气柱的需求。
附图说明
图1为实施例1～4所述气柱材料的制备流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种气柱材料，包括基布和复合在所述基布表面的气密/防护层；
所述基布为骨架层织物；
所述气密/防护层的制备原料包括热塑性聚氨酯弹性体橡胶和添加剂；
所述添加剂包括抗菌母粒和阻燃母粒。
在本发明中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
在本发明中，所述基布为骨架层织物；所述骨架层织物优选为平纹织物；所述骨架层织物的克重优选为100～120g/m2，更优选为105～115g/m2，最优选为108～112g/m2。在本发明中，所述基布的丹尼尔数优选为20～70D，更优选为30～60D，最优选为40～50D。
在本发明中，所述骨架层织物的材料优选为超高分子量聚乙烯、阻燃涤纶、阻燃锦纶和芳纶中的一种或几种；更优选包括质量比为5:95～95:5的超高分子量聚乙烯和阻燃涤纶；或质量比为5:95～95:5的超高分子量聚乙烯和芳纶。
在本发明中，所述骨架层织物的制备方法优选包括以下步骤：
将所述骨架层织物的制备原料纺制成纱后，依次经络筒、整经、浆纱、穿经和织造，得到平纹织物；
将所述平纹织物依次进行烧毛、退浆、煮练、漂白和清洗，得到所述骨架层织物。
本发明将所述骨架层织物的制备原料纺制成纱后，依次经络筒、整经、浆纱、穿经和织造，得到平纹织物。
在本发明中，所述纺制成纱的温度优选为24～36℃，更优选为28～32℃；所述纺制成纱的湿度优选为51～62％，更优选为54～58％。
本发明对所述络筒、整经、浆纱、穿经和织造的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
得到平纹织物后，本发明将所述平纹织物依次进行烧毛、退浆、煮练、漂白和清洗，得到所述骨架层织物。
本发明对所述烧毛、退浆、煮练、漂白和清洗的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述气密/防护层的制备原料包括热塑性聚氨酯弹性体橡胶和添加剂；所述添加剂包括抗菌母粒和阻燃母粒。
在本发明中，所述阻燃母粒优选包括溴系阻燃母粒和/或磷系阻燃母粒；所述溴系阻燃母粒优选包括溴化多苯醚；所述磷系阻燃母粒优选包括三聚磷酸酯；所述抗菌母粒优选包括银、氯化铝和氯化铜中的一种或几种，当所述抗菌母粒为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。
在本发明中，所述气密/防护层的单面克重优选为110～130g/m2，更优选为115～125g/m2，最优选为118～122g/m2；所述气密/防护层的厚度优选为0.01～0.1mm，更优选为0.02～0.08mm，最优选为0.04～0.06mm。
在本发明中，所述气密/防护层的制备方法优选包括以下步骤：
将热塑性聚氨酯弹性体橡胶和添加剂混合，得到成膜原料；
采用流延复合加工工艺，将所述成膜原料进行成膜处理，得到所述气密/防护层。
本发明将热塑性聚氨酯弹性体橡胶和添加剂混合，得到成膜原料。
本发明对所述混合的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
得到成膜原料后，本发明采用流延复合加工工艺，将所述成膜原料进行成膜处理，得到所述气密/防护层。
在本发明中，所述成膜处理的过程优选包括将所述成膜原料依次经挤出机加热熔融后，从膜口挤出，浇到冷却辊上进行冷却成型后，依次进行牵引、电晕处理、切边和卷曲；本发明对所述加热熔融、挤出、冷却成型、牵引、电晕处理、切边和卷曲的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述气柱材料的制备方法优选包括以下步骤：
采用面涂上胶的方式，用PU热熔胶将所述基布和气密/防护层进行复合，得到所述气柱材料。
在本发明中，所述PU热熔胶的上胶量优选为11±1g/m2。
本发明还提供了上述技术方案所述气柱材料在抗菌帐篷中的应用；所述抗菌帐篷优选为救灾帐篷、医疗帐篷、应急帐篷或卫生帐篷。
下面结合实施例对本发明提供的气柱材料及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
如图1所示，将超高分子量聚乙烯纤维在温度为36℃，湿度为51％的生产环境下，纺制成纱后，依次经络筒、整经、浆纱、穿经和织造，得到平纹织物；将所述平纹织物依次进行烧毛、退浆、煮练、漂白和清洗，得到所述骨架层织物；
将TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)、阻燃母粒(具体物质为溴化多苯醚)和抗菌母粒(具体物质为银)混合后，将得到的所述成膜原料依次经挤出机加热熔融后，从膜口挤出，浇到冷却辊上进行冷却成型后，依次进行牵引、电晕处理、切边和卷曲，得到气密/防护层；
采用面涂上胶的方式(PU热熔胶的上胶量为11±1g/m2)，用PU热熔胶将所述基布和气密/防护层进行复合，得到所述气柱材料；
将所述气柱材料进行单位面积质量、断裂强力(GB/T 3923.2-2013)、撕破强力(GB/T 3917.3-2009)、阻燃性能(GB/T 5455-2014标准)、抗菌性能(GB/T20944)和耐玷污性能(GB/T 30159)的测试，测试结果如表1所示。
实施例2
参考实施例1，区别仅在于：将超高分子量聚乙烯纤维替换为质量比为5:95的超高分子量聚乙烯和阻燃涤纶；将制备得到的气柱材料进行单位面积质量、断裂强力(GB/T3923.2-2013)、撕破强力(GB/T 3917.3-2009)、阻燃性能(GB/T 5455-2014标准)、抗菌性能(GB/T20944)和耐玷污性能(GB/T30159)的测试，测试结果如表1所示。
实施例3
参考实施例1，区别仅在于：将超高分子量聚乙烯纤维替换为质量比为95:5的超高分子量聚乙烯和阻燃涤纶；将制备得到的气柱材料进行单位面积质量、断裂强力(GB/T3923.2-2013)、撕破强力(GB/T 3917.3-2009)、阻燃性能(GB/T 5455-2014标准)、抗菌性能(GB/T20944)和耐玷污性能(GB/T30159)的测试，测试结果如表1所示。
实施例4
参考实施例1，区别仅在于：将超高分子量聚乙烯纤维替换为质量比为95:5的超高分子量聚乙烯和芳纶；将制备得到的气柱材料进行单位面积质量、断裂强力(GB/T 3923.2-2013)、撕破强力(GB/T 3917.3-2009)、阻燃性能(GB/T 5455-2014标准)、抗菌性能(GB/T20944)和耐玷污性能(GB/T30159)的测试，测试结果如表1所示。
表1实施例1～4所述气柱材料的性能参数
由表1可知，本发明所述气柱材料单位面积质量为(320～380)g/m2，断裂强力经向大于1400N，纬向大于1200N，撕破强力经向大于45N，纬向大于45N。续燃时间经向不大于2s，纬向不大于2s，阴燃时间经向不大于2s，纬向不大于2s，损毁长度经向不大于100mm，纬向不大于100mm。水洗后对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、大肠杆菌的抑菌率大于80％，对固态污物的耐沾污性大于等于5级。本发明工艺成熟、原材料价格低廉，可批量生产；结合实施例1～4可以看出，实施例3使用超高分子量聚乙烯纤维和阻燃锦纶混纺织物制得的气柱材料的断裂强力和撕破强力要优于其他纤维制得的气柱材料，但是阻燃性能不如实施例4使用聚乙烯和芳纶混纺织物制得的气柱材料。实施例1选择聚乙烯织物制得的气柱材料，相较于其他混纺纤维，其断裂强力较低，其余性能相差不大。实施例2选择聚乙烯和涤纶混纺织物制得的气柱材料，各项指标较为平均。综合对比分析，可根据实际需求，选择不同种类的织物，制备出满足要求的、综合性能优异的气柱材料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种气柱材料，其特征在于，包括基布和复合在所述基布表面的气密/防护层；
所述基布为骨架层织物；
所述气密/防护层的制备原料包括热塑性聚氨酯弹性体橡胶和添加剂；
所述添加剂包括抗菌母粒和阻燃母粒。
2.如权利要求1所述的气柱材料，其特征在于，所述骨架层织物为平纹织物；
所述骨架层织物的克重为100～120g/m2。
3.如权利要求2所述的气柱材料，其特征在于，所述骨架层织物的材料为超高分子量聚乙烯、阻燃涤纶、阻燃锦纶和芳纶中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的气柱材料，其特征在于，所述骨架层织物的材料包括质量比为5:95～95:5的超高分子量聚乙烯和阻燃涤纶；
或所述骨架层植物的材料包括质量比为5:95～95:5的超高分子量聚乙烯和芳纶。
5.如权利要求1所述的气柱材料，其特征在于，所述阻燃母粒包括溴系阻燃母粒和/或磷系阻燃母粒；
所述溴系阻燃母粒包括溴化多苯醚；
所述磷系阻燃母粒包括三聚磷酸酯。
6.如权利要求1所述的气柱材料，其特征在于，所述抗菌母粒包括银、氯化铝和氯化铜中的一种或几种。
7.如权利要求1～6任一项所述的气柱材料，其特征在于，所述气密/防护层的单面克重为110～130g/m2；
所述气密/防护层的厚度为0.01～0.1mm。
8.如权利要求7所述的气柱材料，其特征在于，所述气密/防护层的制备方法包括以下步骤：
将热塑性聚氨酯弹性体橡胶和添加剂混合，得到成膜原料；
采用流延复合加工工艺，将所述成膜原料进行成膜处理，得到所述气密/防护层。
9.权利要求1～8任一项所述气柱材料在抗菌帐篷中的应用。
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