[發明專利]具備隔熱阻燃及自清潔性能的柔性防護結構的制備方法

在審

• 申請號: 202111055259.2
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113756100A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 馬宇;黃廣炎;楊云仙;蘭旭柯;吳廣
• 申請（專利權）人: 北京理工大學重慶創新中心;北京理工大學
• 主分類號: D06M15/643
• 分類號: D06M15/643;D06M11/82;D06M13/203;D06M15/256;B32B27/02;B32B27/34;B32B27/32;B32B27/06;B32B5/18;B32B33/00;D06M101/20;D06M101/36
• 代理公司: 重慶智慧之源知識產權代理事務所(普通合伙) 50234
• 代理人: 余洪;高彬

本發明提供一種具備隔熱阻燃及自清潔性能的柔性防護結構的制備方法，其中，方法通過芳綸或超高分子量聚乙烯纖維制備納米纖維氣凝膠材料，氣凝膠材料本身具有優異的隔熱性能，在制備過程中添加植酸鹽阻燃劑增強氣凝膠材料的阻燃性能，然后通過氟碳樹脂表面噴涂增強氣凝膠材料的疏水性能，最后應用納米纖維氣凝膠材料包裹剪切變硬膠增強多層柔性織物防護層，得到兼具隔熱、阻燃、耐玷污、自清潔性能的人體柔性防護結構。

技術領域

本發明涉及人體柔性防護裝備制備技術領域，尤其涉及一種具備隔熱阻燃及自清潔性能的柔性防護結構的制備方法。

背景技術

在軍事作戰過程中，軍用人體防護裝備是士兵生命安全的最后一道屏障，承擔著降低士兵傷亡概率，保障軍隊有生力量的重擔，士兵在訓練及作戰過程中高負重、長距離的運動特點要求防護裝備應當具有高強度及輕質的特性，并且士兵在訓練過程中常常經受酷暑、嚴寒及高濕泥濘環境，且作戰過程中常常應對戰場爆燃等突發狀況，所以進一步對軍用人體防護裝備提出了隔熱、阻燃、耐玷污、自清潔的性能要求。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種具備隔熱阻燃及自清潔性能的柔性防護結構的制備方法。

一種具備隔熱阻燃及自清潔性能的柔性防護結構的制備方法，所述方法包括：S1在使用有機溶劑對預設的高強度纖維材料進行溶解分散的同時，加入植酸鹽阻燃劑混合加入納米纖維分散體中，并經過攪拌溶解、濕紡凝膠、無水乙醇清洗和蒸發無水乙醇處理后，得到具有阻燃性能的納米纖維氣凝膠結構；S2對所述納米纖維氣凝膠結構的表面進行氟碳樹脂噴涂處理，形成樹脂膜，得到具有疏水性和阻燃性能的目標納米纖維氣凝膠結構；S3根據硼酸及羥基硅油聚合獲取聚合物基體，根據所述聚合物基體和二甲基硅油及油酸得到聚合物橡膠，在聚合物橡膠中加入過氧化苯甲酰，并進行高溫硫化反應，冷卻后得到剪切變硬膠；S4使用丙酮或異丙醇按照預設質量比對剪切變硬膠進行溶解稀釋，得到稀釋液；S5多次重復將柔性織物在所述稀釋液中完全浸漬，取出后并排出多余液體，得到剪切變硬膠充分附著在表面的目標柔性織物；S6將所述目標柔性織物進行烘干，待丙酮或異丙醇完全揮發后，得到剪切變硬膠增強的柔性織物復合材料，并按照一定角度堆疊，形成柔性防護層；S7將目標納米纖維氣凝膠結構和所述柔性防護層進行組裝，得到具備隔熱阻燃自清潔性能的柔性防護結構。

在其中一個實施例中，所述步驟S1中預設的高強度纖維材料，具體為芳綸或者超高分子量聚乙烯纖維。

在其中一個實施例中，所述步驟S1中的有機溶劑具體為二甲基亞砜。

在其中一個實施例中，所述步驟S1，具體為：將芳綸或超高分子量聚乙烯纖維使用有機溶劑二甲基亞砜進行溶解分散；同時添加植酸鹽阻燃劑，進行磁力攪拌，形成均勻分散體，即得到納米纖維分散體；將所述納米纖維分散體緩慢置入去離子水混凝浴中進行凝膠處理，形成薄膜結構或實體結構，得到納米纖維凝膠結構；應用無水乙醇多次清洗所述納米纖維凝膠結構，讓所述納米纖維凝膠結構內部的去離子水混凝液被清洗干凈，得到納米纖維水凝膠材料；將所述納米纖維水凝膠材料進行冷凍或二氧化碳超臨界干燥過程，使無水乙醇溶劑完全升華蒸發，得到具有阻燃性能的納米纖維氣凝膠結構。

在其中一個實施例中，所述將芳綸或超高分子量聚乙烯纖維使用有機溶劑二甲基亞砜進行溶解分散步驟之后，還包括：對100g溶解分散后的液體中，加入2～4g氫氧化鉀。

在其中一個實施例中，所述步驟S3，具體為：按照50mg/ml的比例將硼酸及羥基硅油進行混合，并在180～240℃的高溫環境下持續進行磁力攪拌超過2h，進行聚合反應，待產生明顯的絲綢樣光澤后，得到聚合物基體；聚合物基體冷卻至室溫時，按照1wt.％的質量分數向聚合物基體內部加入二甲基硅油及油酸進行增塑，靜止2h以上后，取出聚合物基體在開煉機揉煉30min使聚合物基體混合均勻，得到聚合物橡膠；按照4wt.％的質量分數在所述聚合物橡膠中加入過氧化苯甲酰進行充分反應后，再應用開煉機進行充分混合得到混合物，將混合物置于95℃的高溫環境下進行硫化反應2h，冷卻到室溫后得到剪切變硬膠。