天津纺织工学院纺织品系 顾振亚 宋国文 陈克宁

刘崇源 颛小女 崔振兴

北京防化研究院 陈焕琪 姜林太 刘平峰



【摘要】本文研究了 一种用耐高温的玻璃纤维织物与阻燃的棉织物层压而成的新型热防护复合织物。该织物对传导热、辐射热和对流热均有良好的防护作用，而且透气、透湿性好。用以制作高温作业工作人员的防护服，有显著的热防护效果。



１ 引言

防护织物是纺织产品向高性能发展的重要方向之一。近几年来，我系对高性能防护织物进行了较为广泛的研究。对防X射线柔性聚氨酯泡沫塑料层压织物和防水透湿织物的研究已有报导［１］。本文将对最近研制的热防护织物作概要介绍。

各类防护织物中，热防护织物是应用最广的品种之一，其作用主要是保护人体不受各种热的伤害，如；对流热、传导热、辐射热、熔融金属溅射以及热蒸汽或热气体等的伤害［２］。众所周知，人的皮肤对热是非常敏感的。人的皮肤在44℃以上出现烧伤，最先发生创痛形成一度烧伤，继而起泡，出现二度烧伤。在55℃时，一度烧伤维持20秒，以后二度及三度烧伤相

继出现，在72℃时，则完全烧焦［３］［４］。因此作为热防护服必须满足以下要求［５］［６］：

①阻燃性；

②完整性(遇热或熔融后服装保持完整)；

③.隔热性(阻止热的转移，燃烧时无煤焦油等导热液体的滴落)；

④拒液性(阻止油、溶剂、水及其它液体渗入织物)。

根据以上要求，我们采用耐高温的玻璃纤维织物与经过阻燃整理的棉织物加工成复合织物，使其既能防传导热、辐射热、又有阻燃作用。将此复合织物制成高温作业工作人员的工作服，具有显著的热防护作用。

２ 热防护服的制备及评价方法

2.1 织物

(1)无碱性玻璃纤维织物

(2)阻燃棉织物

2.2 复合工艺

(1)焰熔层压工艺

(2)粘合层压工艺

2.3 评价方法

防热辐射性能；参考ISO－6924测试

阻燃性；按GB5455－85测试

抗金属熔滴性；参考BS6357：1983测试。

将熔融金属滴落在45°放置的试样上，观察织物背面PVC薄膜遭受破坏所需金属重量，称临界破坏重量。

透气性；按GB5455－85测试

透湿性；按ASTM E 96－80B测试

克罗值；按 ASTM D 1518－77测试

粘合强度；按FZ／T 01010－81测试

３ 结果与讨论

3.1 复合工艺的研究

3.1.1 焰熔层压工艺研究

关于焰熔层压工艺Hager等早有详尽研究［７］，在焰熔层压过程中，聚氨酯泡沫塑料薄片经火焰灼烧后，发生熔融裂解，产生粘性物质能将不同的织物层压在一起成为复合织物。小样实验取得各项数据后，在西德制的焰熔层压机上进行大样试验。所得复合织物性能测试结果见表一和表二。

表一 焰熔层压复合织物性能



聚氨酯泡沫塑料薄片厚度为1mm

表二 焰熔层压织物的防热辐射性能



正面指棉织物面，反面指玻纤织物面

辐射源强度为25KW／m2

由表一和表二数据可知，该复合织物对传导热(熔融金属)、对流热(火焰)以及辐射热均有良好的防护作用，因而认为将玻纤织物和阻燃棉织物复合成热防护织物是可行的。需要指出的是，本研究采用的聚氨酯泡沫塑料薄片较厚，经焰熔层压后还残留一层聚氨酯泡沫塑料，但由于聚氨酯泡沫塑料的燃烧导致整个复合物阻燃性下降。因此，采用焰熔层压织物工艺时聚氨酯泡沫塑料薄片的厚度应尽可能的小，以在焰熔过程中完全分解为粘性物质，无残余聚氨酯泡沫塑料层为最佳。这样不仅提高了复合物织物整体阻燃性，而且使粘合强度大大提高，同时有利于改善复合织物的悬垂性。当然，欲将聚氨酯泡沫塑料切得很薄，就要求聚氨酯泡沫塑料有较高的密度和强度。

3.1.2 粘合层压工艺

粘合层压工艺是利用粘合剂将两种织物复合在一起。通过小样实验，确定聚丙烯酸酯类粘合剂SZ－1为本研究的粘合剂。

①阻燃棉织物的预处理

为提高粘合强度，必须以粘合剂能均匀铺展于棉织物而又不渗入棉织物为前提。为此应使阻燃棉织物的临界表面张力降低，以防止粘合剂渗入棉织物内，但阻燃棉织物的临界表面张力过低，则会影响粘合剂在棉织物表面的均匀铺展，从而降低粘合强度。因此，选择适当的整理剂和整理工艺是十分重要的。经试验选用氟系防水整理剂对阻燃棉织物进行预处理，取得了较好的效果，见表三。

表三 阻燃棉织物预处理对粘合强度的影响



表三说明，经预处理的阻燃棉织物与玻纤织物(不论脱蜡与否)复合均有较高的粘合强度。实验证明明，阻燃棉织物在粘合前进行防水处理是必要而有效的。

②玻纤织物的表面预处理

为了在玻纤抽丝和纺织工序中达到集束、润滑和消除静电的目的，抽丝时，在丝上涂了一层纺织型浸润剂，通常是石蜡乳剂，故俗称此过程为“上蜡”。此浸润剂残留在纤维表面上，将妨碍纤维与基体的粘接，从而降低复合材料的性能。因此在复合前应将玻纤表面的浸润剂去除。此外，为进一步提高复合材料的粘合强度，玻纤在纺丝后常涂覆偶联剂。显然偶联剂的种类也将影响粘合强度。针对玻纤织物表面有无蜡质以及是否施加偶联剂，施加何种偶联剂作了试验，结果见表四

表四 玻纤织物预处理对复合织物粘合强度的影响



注：均与经预处理的阻燃棉织复合

实验结果证明，未经脱蜡玻纤织物经偶联剂A预处理后有利于提高粘合强度。结合表三数据可知，阻燃棉织物和玻纤织物分别进行预处理后再层压而成的复合物织物具有较高的粘合强度。

此外，玻纤织物的厚度对复合织物的粘合强度和柔软性均有显著的影响。试验结果认为玻纤织物厚度以0.09mm为佳。

③粘合层压工艺综上所述，采用粘合层压工艺的最佳路线如下：



3.2 复合物织物的后处理

为了解决玻纤织物刺激人体皮肤，引起刺痒感的问题，在复合之后，又进行了适当的后处理，使玻纤织物毛羽平伏，表面光洁，从而减少纤维茸毛对皮肤的刺激，并能防止在缝制过程中形成针孔。

3.3 复合织物的综合性能

通过以上试验，确认粘合层压工艺优于焰熔层压工艺。采用粘合层压工艺制得的复合织物综合性能见表五和表六。

表五 粘合层压复合织性能



复合织物已经防痒后处理

表六 粘合层压织物的防热辐射性能



*正面指棉织物面，背面指玻纤织物面

**辐射源强度为35KW／m2

４ 结论

1.热防护复合织物可用焰熔层压工艺和粘合层压工艺制得。粘合层压工艺制得的复合织物在粘合强度、织物柔软性和阻燃性方面优于焰熔层压复织物。

2.阻燃棉织物在表现预处理和玻纤织物的偶联剂预处理是提高复合织物粘合强度有效措施。

3.以无碱玻璃纤维织物和阻燃棉织物层压而成的复合织物具有较好的热防护性能。

５ 参考文献

1.顾振亚，陈克宁 中韩纺织科技研讨会论文集(中文版)P113 1995

2.Ｐｕｓｈｐａ　Ｂａｊａｊ　ａｎｄ　Ａ．ｋ．Ｓｅｎｇｕｐｔａ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　１９９２，Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２／３／４ｐ．１

3.严灏景编著 纤维材料学导论 P360 纺织工业出版社 1990

4.Ｃ．Ｐａｎｅｋ　ｉｎ　“Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　Ｃｌｏｔｈｉｎｇ”（Ｓｈｉｒｌｅｙ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓ　４５），Ｓｈｉｒｌｅｙ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ　１９８２，Ｐ４７

5.Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｓｈｉｒｌｅｙ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｍｅｎｃｈｅｓｔｅｒ　１９９６

6.Ｐ．Ｓａｍｐｌｅｓ，Ｉｎｄｕｓｔｒ．Ｆａｂ．Ｐｒｏｄ．Ｒｅｖ．１９８６，Ｖｏｌ．６３　Ｎｏ．１，４２

7.Ｈａｎｇｅｒ，ｋ．Ｆ　ａｎｄ　Ｍ．Ｂ，Ｂｒｏｄｂｅｃｋ　Ｊ．Ｃｅｌｌ．Ｐｌａｓｔｉｃｓ，１９６８．Ｎｏ．４，２７６