一种车用阻燃涤麻复合面料.pdf

本发明涉及一种车用阻燃涤麻复合面料，所述的涤麻复合面料由纱线编织而成；所述的纱线是由经柔软处理的麻纤维和涤麻包芯纱线组成，所述的若干股麻纤维作为线芯，其外侧反向式缠绕涤麻包芯纱线；所述的涤麻复合面料的表面经过等离子表面预处理、阻燃整理和等离子体表面二次处理工艺后，涤麻复合面料形成层状结构；由下而上依次为织物基体、含纳米粒子的磷-氮系阻燃剂整理层和CF4/CH4等离子体处理的交联碳层。与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：减少化学药剂的使用，有利于环保；纱线具有较高的抗拉强度，同时，又使纱线具有麻纤维的特性。

权利要求书
1.  一种车用阻燃涤麻复合面料，所述的涤麻复合面料由纱线编织而成；其特征在于：所述的纱线是由经柔软处理的麻纤维和涤麻包芯纱线组成，所述的若干股麻纤维作为线芯，其外侧反向式缠绕涤麻包芯纱线；所述的涤麻复合面料的表面经过等离子表面预处理、阻燃整理和等离子体表面二次处理工艺后，涤麻复合面料形成层状结构；由下而上依次为织物基体、含纳米粒子的磷-氮系阻燃剂整理层和CF4/CH4等离子体处理的交联碳层。

2.  根据权利要求1所述的一种车用阻燃涤麻复合面料，其特征在于：所述的麻纤维的柔软处理，是采用纤维素酶在适宜的温度和PH值下对麻纤维进行柔软处理；
其中，所述的纤维素酶由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成,其比例为1:2:1，处理液中各种酶的总含量为0.01％；溶液浸泡麻纤维，其最佳温度为26℃，最佳pH值为7-8.5，处理时间为10-30min；浸泡过程不断搅拌，柔软处理后，麻纤维用清水漂洗，烘干备用。

3.  根据权利要求1所述的一种车用阻燃涤麻复合面料，其特征在于：所述的反向式缠绕的涤麻包芯纱线是以经过柔软处理的麻纤维和涤纶纤维按一定的比例混纺成纱线；其结构为，自缠绕的涤纶纤维为纱线芯，麻纤维反向的缠绕在涤纶纤维周围。

4.  根据权利要求3所述的一种车用阻燃涤麻复合面料，其特征 在于：所述涤纶纤维和麻纤维的比例为80/20-55/45，纱线的直径控制在0.4-0.6mm。

5.  根据权利要求3所述的一种车用阻燃涤麻复合面料，其特征在于：所述的等离子体表面预处理工艺为：将复合面料置于真空环境，真空度为30Pa中，用CF4/CH4等离子体处理5-20min，其强度为2-5kW；等离子处理后的布样密封保存。

6.  根据权利要求1所述的一种车用阻燃涤麻复合面料，其特征在于：所述的阻燃整理工艺为:其整理流程为：织物浸轧工作液→烘干→氨熏→碱洗→皂洗→水洗→烘干；THPC和NH3反应生成的含磷/氮的聚合物可附着在纤维表面，氯元素以HCl的形式释出，可通过碱洗吸收中和；所述织物浸轧工作液的主要组成成分为：THPC和纳米银粒子；其中，THPC的百分比为：10-25％，纳米粒子的百分比为0.01-0.1％；氨熏采用浓度为15-25％的氨水熏蒸浸轧布料，熏蒸时间为5-20min；碱洗过程使用1-3％氢氧化钠溶液浸泡处理好的布样，浸泡时间为10-20min；其他步骤为本领域常规方法。

7.  根据权利要求1所述的一种车用阻燃涤麻复合面料，其特征在于：所述的等离子体二次表面处理工艺为：是通过CF4/CH4等离子体对阻燃剂整理后的织物进行再次处理，CF4/CH4等离子体的后处理为通过等离子的刻蚀作用处理整理层的表面；所述的CF4/CH4等离子体中CF4:CH4为1:8-9，等离子体强度为3-5kW，处理时间为5-15min。

说明书一种车用阻燃涤麻复合面料
技术领域
本发明涉及一种车用纺织面料，具体为一种触感舒适、强度优异和具有良好阻燃性的涤麻复合面料，属于纺织面料领域。
背景技术
纺织品在功能性方面可实现隔热、吸音、防滑、强度高、尺寸稳定、色牢度强和耐磨性好、阻燃、吸水、抗老化、防静电；装饰性方面具有美观、舒适、透气、防污等性能，同时又是经济实用的材料。汽车工业是产业用纺织品的最大用途。一辆汽车所用的纺织品大约在25kg左右，涉及汽车80多个零部件。随着交通行业的迅猛发展，车用纺织品产业获得了巨大的发展空间。目前，随着国内汽车市场需求的快速增长，车用纺织品的供给量以每年15-20％的速度逐年递增。目前，汽车内饰纺织品通常是用聚酯纤维制造的，在车用纺织装饰物市场占有90％以上的份额。近几年来，汽车工业不断寻求成本低、质量轻、强度高、可生物降解且可回收利用的新材料，车用纺织品越来越倾向于天然纤维的应用。涤麻混纺织物不仅可以保持麻作为天然纤维的优良特性，而且可以克服麻纤维某些缺点，使织物的外观和耐用性得到提高。然而，麻纤维和棉纤维一样，其主要成分为纤维素分子。 受热易产生可燃性小分子，属易燃材料。其制品具有潜在的使用危险性，给其广泛应用带来一定局限性。因此，对之进行阻燃处理提高其安全实用性具有很大价值。
阻燃纺织品有两种形成方式，即开发阻燃纤维纺织品和对纺织品进行化学整理。阻燃纤维主要是针对化学纤维而言，可分两类，一类是该纤维本身就具有阻燃性能；另一类是对纤维通过改性的方法制取阻燃纤维，即原丝阻燃改性。上世纪70年代至80年代初是阻燃剂发展的黄金时期，溴系阻燃剂应用广泛；但在80年代到90年代末，溴系阻燃剂受到二恶英问题受到了各方面的压力，应用逐渐受到限制。目前使用的较多的阻燃剂可归结为三类：含磷和含氮阻燃剂系列、在含磷含氮阻燃剂中加入卤系的阻燃剂和含锑及含溴化物阻燃剂系列。后两类阻燃剂以芳香族卤族元素为主，虽具有较好的阻燃效应，但是随着国际上无卤、无甲醛、少烟排放呼声和标准的提高，这一类阻燃剂已经在欧洲被严格禁止，不具有发展前景。因此，目前的阻燃剂的研究主要集中在磷-氮系阻燃剂。磷-氮系列膨胀型阻燃剂可赋予阻燃材料在性能、环保及价格等方面比较优异的综合性能。磷-氮系阻燃剂又称膨胀型阻燃剂，在火灾的高温作用下，膨胀型涂料层的体积可增大几百倍，形成一个多孔层，而空中则充满不燃气体，故可作为隔热和隔氧的屏障。
阻燃整理主要是在纺织品的后整理加工过程中对织物进行表面处理，即通过吸附沉积、化学键合、非极性范德华力结合及粘合等作用，使阻燃剂固着在织物上，从而获得阻燃效果。织物进行阻燃整理 的加工工艺主要有：1.浸轧焙烘法，2.浸渍烘燥法，3.涂布法。各种整理方法各有优势，但都这是针对单一环节处理，存在着一定的弊端。因此，本专利描述了一种从原材料到后整理对涤麻纺织品进行整体设计和处理的阻燃整理方法。
发明内容
本发明的目的在于设计一种触感舒适、具有较高强度和阻燃的车用阻燃涤麻复合面料，为了满足清洁环保和车用内饰纺织品的要求，该由涤麻包芯纱织成的织物具有质量轻、强度高和阻燃性优异的特点，同时环保和可再生利用。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种车用阻燃涤麻复合面料，所述的涤麻复合面料由纱线编织而成；所述的纱线是由经柔软处理的麻纤维和涤麻包芯纱线组成，所述的若干股麻纤维作为线芯，其外侧反向式缠绕涤麻包芯纱线；所述的涤麻复合面料的表面经过等离子表面预处理、阻燃整理和等离子体表面二次处理工艺后，涤麻复合面料形成层状结构；由下而上依次为织物基体、含纳米粒子的磷-氮系阻燃剂整理层和CF4/CH4等离子体处理的交联碳层。
所述的麻纤维的柔软处理，是采用生物酶(一种混合的纤维素酶)在适宜的温度和PH值下对麻纤维进行柔软处理，使得麻纤维变得柔软、触感舒适。
其中，所述的纤维素酶由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶 和β-葡萄糖苷酶组成,其比例为1:2:1，处理液中各种酶的总含量为0.01％；溶液浸泡麻纤维，其最佳温度为26℃，最佳pH值为7-8.5，处理时间为10-30min；浸泡过程不断搅拌，柔软处理后，麻纤维用清水漂洗，烘干备用。
所述的反向式缠绕的涤麻包芯纱线是以经过柔软处理的麻纤维和涤纶纤维按一定的比例混纺成纱线。其结构为，自缠绕的涤纶纤维为纱线芯，麻纤维反向的缠绕在涤纶纤维周围，使纱线具有麻纤维的特性，同时又具有较高的抗拉强度。
其中，所述涤纶纤维和麻纤维的比例为80/20-55/45，纱线的直径控制在0.4-0.6mm。
所述的等离子体表面预处理工艺为：将复合面料置于真空环境，真空度为30Pa中，用CF4/CH4等离子体处理5-20min，其强度为2-5kW；等离子处理后的布样密封保存。通过一定的强度和处理时间对复合布料表面进行刻蚀，破坏纤维表面的结构，使纤维表面活化，易于阻燃整理过程中阻燃剂在纤维表面的附着。
所述的阻燃整理工艺为:其整理流程为：织物浸轧工作液→烘干→氨熏→碱洗→皂洗→水洗→烘干；THPC和NH3反应生成的含磷/氮的聚合物可附着在纤维表面，氯元素以HCl的形式释出，可通过碱洗吸收中和；所述织物浸轧工作液的主要组成成分为：THPC和纳米银粒子；其中，THPC的百分比为：10-25％，纳米粒子的百分比为0.01-0.1％；氨熏采用浓度为15-25％的氨水熏蒸浸轧布料，熏蒸时间为5-20min；碱洗过程使用1-3％氢氧化钠溶液浸泡处理好的布样， 浸泡时间为10-20min；其他步骤为本领域常规方法。含Ag纳米粒子的磷-氮系阻燃剂的整理工艺，其过程为使用混有一定比例Ag纳米颗粒的四羟甲基氯化磷(THPC)和氨(NH3)共同处理布料。浸轧后烘去大部分水分后，用氨熏固着法进行阻燃整理。THPC和NH3起缩合反应，能生成网状结构的聚合物固着在纤维上。THPC在整理过程中释出氯化氢，可通过氢氧化钠(NaOH)溶液吸收中和。
所述的等离子体二次表面处理工艺为：是通过CF4/CH4等离子体对阻燃剂整理后的织物进行再次处理，CF4/CH4等离子体的后处理为通过等离子的刻蚀作用处理整理层的表面；所述的CF4/CH4等离子体中CF4:CH4为1:8-9，等离子体强度为3-5kW，处理时间为5-15min。可使整理层表面沉积一层高度交联的聚合碳膜，该碳膜的存在可进一步的提高织物的阻燃性。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
(1)使用天然的生物酶作为纤维素纤维柔软剂，能减少化学药剂的使用，有利于环保。另外不使用化学柔软剂可避免化学药剂在纤维表面的残留，减少纤维成品对人体的危害。
(2)采用涤麻混纺包芯纱线，可使纱线具有较高的抗拉强度，同时，又使纱线具有麻纤维的特性。且混纺的纱线大部分可降解，亦可循环利用。
(3)等离子体对布样的前处理，破坏纤维的表面，使纤维的表面活化，有利于阻燃整理剂在纤维表面的附着。
(4)含磷-氮和无机纳米粒子阻燃整理剂的使用，其中含磷-氮 整理剂不含卤族元素和重金属离子，对人体无害。无机纳米粒子的加入也能一定程度上增加布料的阻燃性能。
(5)CF4/CH4等离子体的后处理，对经过阻燃整理剂处理的布料进行再次等离子处理，CF4/CH4等离子体的二次处理为等离子作用于整理层表面，可使整理层表面沉积一层高度交联的聚合碳膜，该碳膜的存在可进一步提高织物的阻燃性。
附图说明
图1为本发明涤麻包芯纱线的结构示意图；
图中：1、涤纶纤维；2、麻纤维；
图2为图1的截面结构示意图；
图中：1、涤纶纤维；2、麻纤维；
图3经过阻燃剂整理的涤麻织物表面结构示意图；
图中：10、织物基体；20、含纳米粒子的磷-氮系阻燃剂整理层；30、银纳米粒子；
图4经过CF4/CH4等离子体处理的织物表面结构示意图；
图中：10、织物基体；20、含纳米粒子的磷-氮系阻燃剂整理层；30、银纳米粒子；40、CF4/CH4等离子体处理的交联碳层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的详细说明，其中以下实例仅用于更加清楚地说明本专利的技术方案，而不能以此来限制 本发明的保护范围。
麻纤维的柔软处理，为改善麻纤维粗糙的表面，使用生物活性酶对麻表面进行柔软处理；在不破坏其强度的条件下，使麻纤维变得柔软，触感舒适。
如图1-图4所示，一种车用阻燃涤麻复合面料，所述的涤麻复合面料由纱线编织而成；所述的纱线是由经柔软处理的麻纤维和涤麻包芯纱线组成，所述的若干股麻纤维1作为线芯，其外侧反向式缠绕涤麻包芯纱线2；所述的涤麻复合面料的表面经过等离子表面预处理、阻燃整理和等离子体表面二次处理工艺后，涤麻复合面料形成层状结构；由下而上依次为织物基体10、含银纳米粒子30的磷-氮系阻燃剂整理层20和CF4/CH4等离子体处理的交联碳层40。
参见图1和图2的反向式缠绕的涤麻包芯纱线，为使混合纱线具有一定的强度，采用自缠绕的涤纶纤维1为纱线中芯，麻纤维2按一定的比例反向的缠绕在涤纶纤维1的周围。所制备获得的纱线既具有化纤的高强度，也具有天然麻纤维的特性。其中涤纶纤维1和麻纤维2的比例为80/20-55/45，纱线的直径控制在0.5mm左右，强度达200Mpa以上。
涤麻复合面料的等离子体预处理工艺：为使纤维的表面活化，有利于后期阻燃整理。采用等离子体对布样进行处理，通过等离子体作用于纤维表面，使纤维表面刻蚀，形成缺陷，从而提高纤维的表面能，可提高阻燃剂在纤维表面的牢度和耐久性。其中等离子体强度为2-5kW，处理时间为5-20min。
参见图3所示，为等离子体预处理的布样经过含Ag纳米粒子的磷-氮系阻燃剂整理后的布样。其中整理剂为四羟甲基氯化磷(THPC)。浸轧后烘去大部分水分后，用氨熏固着法进行阻燃整理。THPC和氨(NH3)起缩合反应，能生成网状结构的聚合物固着在纤维上。THPC在整理过程中释出氯化氢，会损伤纤维，可向浸轧液中加入适量缓冲剂(氢氧化钠)。在整理过程中无氯化氢释出，清洁环保。
参见图4所示，为阻燃整理后的布样经过CF4/CH4等离子体进行再次处理。CF4/CH4等离子体作用于整理层的表面，可使整理层表面沉积一层高度交联的聚合碳膜，该碳膜的存在可进一步的提高织物的阻燃性。
麻纤维的柔软处理：
麻纤维的柔软处理，使用纤维素酶(由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成，其比例为1:2:1，处理液中各种酶的总含量为0.01％；溶液浸泡麻纤维，其最佳温度为26℃，最佳pH值为7-8.5，处理时间为10-30min。浸泡过程不断搅拌，柔软处理后，麻纤维用清水漂洗，烘干备用。经柔软处理后的麻纤维强度为5.0cN/dtex以上。
涤麻包芯纱线的纺制：
该涤麻包芯纱为涤纶纤维和经过柔软处理的麻纤维按一定比例混纺而成，其中涤纶纤维:麻纤维＝80：20—55：45。其纱线结构为以自缠绕的涤纶纤维为纱线的中心，麻纤维反向缠绕在涤纶纤维表面。纱线直径约为0.5mm左右，抗拉强度为150MPa以上。
涤麻复合面料的等离子体预处理：
将涤麻面料置于真空环境中，用等离子体处理5-20min，其强度为2-5kW。等离子处理后的布样密封保存。
涤麻复合面料的含磷/氮阻燃剂的整理：
本发明采用四羟甲基氯化磷(THPC)与氨(NH3)混合使用，其产生的网状结构聚合物可固着在纤维素纤维的表面。其整理流程为：织物浸轧工作液→烘干→氨熏→碱洗→皂洗→水洗→烘干。THPC和NH3反应生成的含磷/氮的聚合物可附着在纤维表面，氯元素以HCl的形式释出，可通过碱洗吸收中和。
其中织物浸轧工作液的主要组成成分为：THPC和纳米银粒子。其中THPC的百分比为：10-25％，纳米粒子的百分比为0.01-0.1％。氨熏采用浓度为15-25％的氨水熏蒸浸轧后布料，熏蒸时间为5-20min。碱洗过程使用1-3％氢氧化钠溶液浸泡处理好的布样，浸泡时间为10-20min。
CF4/CH4等离子体二次处理：
经过含纳米粒子的阻燃剂整理后，织物纤维表面附着着一层阻燃剂，织物具有较好的阻燃效果。本发明采用CF4/CH4等离子体再次对阻燃整理后织物进行处理。经过CF4/CH4等离子体二次处理，样品的表面可沉积一层高度交联的聚合碳膜，该碳膜的存在可作为阻挡层，在一定程度上提高样品的阻燃性。CF4/CH4等离子体中CF4:CH4为1:8～9，等离子体强度为3～5kW，处理时间为5～15min左右。
整理后复合面料的黏度提高，热分解温度增加，垂直损毁长度为 10cm左右，无阴燃和续燃，极限氧指数LOI值大于28％，具有良好的阻燃性能，符合MVSS-302(汽车用材料测试要求)标准。