一种防水防辐射面料及其制备方法与流程

本技术涉及功能型面料制备，尤其是涉及一种防水防辐射面料及其制备方法。

背景技术：

1、随着科技的发展，辐射作为对人体伤害的“隐形杀手”逐渐为人们所认知，对防辐射材料的研究亦成为当前材料研究的一个重要方向。电磁辐射指电场和磁场的交互变化产生的电磁波向空间发射或泄露的现象。随着电磁辐射在通信、交通、医疗、军事等领域的广泛应用，人类生存环境日益受到电磁辐射的污染。已有研究表明，电磁辐射可通过多种机理对生物组织产生作用甚至造成损伤。电磁辐射防护已成为各国学者研究的热点。

2、针对电磁辐射的防护，其主要目的是预防或减少电磁辐射的损害，其根本出发点是消除或减弱生物体所在位置的电磁场强度。由于电磁辐射具有广泛性、隐匿性、传播方式多样性、频谱宽等特点，故而使用辐射防护材料成为电磁辐射防护最为有效的手段。纳米材料因其独特的性质，在电磁辐射防护领域已经得到深入研究。

3、目前，将纳米防护材料加工成吸波性能好、耐洗涤、穿着舒适度佳、结构稳定的织物研究尚处于起步阶段，现有的纳米型辐射防护织物制造技术主要有以下3类：（1）复合纺纱技术：该技术最早起源于金属丝或金属纤维混编织物，现在已经可以应用纳米材料制造成纤维丝代替金属丝或金属纤维与服用纤维混编成纱，再织成布。（2）织物的化学镀或电镀技术：将普通的纤维先经过退浆处理后用纳米溶剂浸泡，再经过化学处理或电解处理后使纳米金属沉淀在纤维表面，这种方法制得的织物导电率高，强度高，耐磨、耐腐蚀性好，但手感较差，不均度高，耐洗性差，不透气，服用性能较差。（3）屏蔽织物的涂层整理法：当前最为常用的织物制造技术是在普通织物或纤维上涂上纳米材料，采用黏合剂使纳米材料黏附在织物表面，或将纤维直接软化后与纳米材料黏合。如果通过这种技术使用传统屏蔽材料制造织物，则会出现涂层的牢度差、易脱落、分布不均等缺点，但纳米材料和高聚物材料的加入有效地解决了这些问题，这种方法可大大提高织物的吸波能力，从而对人体起到更好的防护作用。但该技术操作复杂，黏合剂造价高昂，限制了大规模应用。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供了一种防水防辐射面料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供的一种防水防辐射面料，是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种防水防辐射面料，包括基布，所述基布为织物或非织物；所述防水防辐射面料主要是由基布经过防水防辐射型水性聚氨酯树脂后整处理制得；

4、所述防水防辐射型水性聚氨酯树脂主要是由二异氰酸酯、扩链剂、多元醇、催化剂、阴离子型乳化剂、中和剂、抗老化剂、防辐射助剂、颜色料、消泡剂、去离子水、引发剂；

5、所述防水防辐射型水性聚氨酯树脂的固含量为30-36wt%；

6、所述防水防辐射型水性聚氨酯树脂中阴离子型乳化剂含量为0.5-2.0wt%；

7、所述消泡剂的含量为0.4-1.2wt%；

8、所述颜色料的含量为0.1-3.0wt%；

9、所述抗老化剂的含量为0.2-1.2wt%；

10、所述引发剂的含量为0.001-0.05wt%；

11、所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种组合；

12、所述催化剂包括钛酸四异丙酯、有机锡、有机铋中的一种或多种组合；

13、二异氰酸酯中-nco摩尔量与多元醇、扩链剂中活性官能团总摩尔量之比为(1.2-1.5):1.0；

14、多元醇中活性官能团摩尔量与扩链剂中活性官能团摩尔量之比控制在1.0:(1.80-3.2)；

15、所述脂肪族异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种组合；

16、所述多元醇包括数均分子量1000-3000的聚酯多元醇、数均分子量1000-3000的聚醚多元醇、数均分子量1000-3000的聚碳酸酯多元醇中的一种或多种组合；

17、所述扩链剂包括原人参二醇、顺式1,4-丁烯二醇中的至少一种搭配1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷中的至少一种；

18、所述防辐射助剂的含量为2.0-15wt%；

19、所述防辐射助剂包括纳米二氧化锡、纳米二氧化铈、纳米氧化铒、纳米氧化锡锑ato、氮化硼纳米片、氮化硼晶须、石墨烯、碳纳米管、炭黑中的一种或两种组合。

20、本技术中制备的面料具有良好的防水性能和防辐射性能且可改善基布的力学性能。

21、进一步的，所述二异氰酸酯中-nco摩尔量与多元醇、扩链剂中活性官能团总摩尔量之比为(1.24-1.32):1.0；所述多元醇中活性官能团摩尔量与扩链剂中活性官能团摩尔量之比控制在1.0:(2.8-3.0)；所述二异氰酸酯是由异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯以摩尔比(2.0-4.0):1.0组成。

22、通过采用上述技术方案，赋予所制备的防水防辐射面料良好的耐磨性能、耐热性能同时兼具良好抗黄变性能。

23、 进一步的，所述多元醇是由数均分子量2000-3000的聚四氢呋喃醚二醇、数均分子量2000-3000的聚碳酸酯二元醇 pcdl组成；所述数均分子量2000-3000的聚四氢呋喃醚二醇与数均分子量2000-3000的聚碳酸酯二元醇 pcdl的摩尔比为(0.4-2.0):1.0。

24、通过采用上述技术方案，赋予所制备的防水防辐射面料良好的耐水解性能和低温柔顺性能、耐磨性能和粘结性能。

25、 进一步的，所述多元醇是由数均分子量2000-3000的聚四氢呋喃醚二醇、数均分子量2000-3000的聚碳酸酯二元醇 pcdl、数均分子量为1000-2000的四臂聚乙二醇，三臂马来酰亚胺基(酰胺键)一臂羟基以摩尔比为(0.4-2.0):1.0:(0.2-0.6)。

26、通过采用上述技术方案，可改善所制备的防水防辐射面料的耐热性能和机械性能。

27、进一步的，所述扩链剂是由原人参二醇、1,6-己二醇、二羟甲基丙酸以摩尔比(0.1-0.3):1.0:(0.4-0.8)组成。

28、进一步的，所述扩链剂是由原人参二醇、顺式1,4-丁烯二醇、1,6-己二醇、二羟甲基丙酸以摩尔比(0.1-0.3):(0.1-0.3):1.0:(0.4-0.8)组成。

29、通过采用上述技术方案，可改善所制备的防水防辐射面料的耐热性能和机械性能。

30、进一步的，所述多元醇是由数均分子量2000-3000的聚四氢呋喃醚二醇、数均分子量2000-3000的聚碳酸酯二元醇、数均分子量为1000-2000的四臂聚乙二醇，三臂马来酰亚胺基(酰胺键)一臂羟基以摩尔比为(0.4-2.0):1.0:(0.2-0.6)；所述聚碳酸酯二元醇主要是由碳酸二乙酯、1,6-己二醇、2,3,5,6-四氟对苯二甲醇、乙酰丙酮氧钛tio(acac)2以摩尔比1.0:(0.6-0.8):(0.1-0.2):(0.03-0.06)制成。

31、本技术中采用上述技术方案制备的多元醇混合物可改善整体的防辐射性能。

32、进一步的，所述防辐射助剂的含量为14.0-16.0wt%；所述防辐射助剂是由纳米氧化锡锑ato、纳米二氧化铈、氮化硼纳米片组成；所述纳米氧化锡锑ato、纳米二氧化铈、氮化硼纳米片的质量比为1:(0.5-2):(1.0-4.0)。

33、本技术中采用复配形成的防辐射助剂具有更加优异的防辐射性能。

34、进一步的，所述防辐射助剂的含量为10.0-12.0wt%，防辐射助剂是由纳米氧化锡锑ato、纳米二氧化铈、碳纳米管接枝改性氮化硼纳米片以质量比为1:(0.5-1):(2.0-6.0)组成；

35、所述碳纳米管接枝改性氮化硼纳米片的制备方法如下：先向配制的ag(2e4mi)2ac络合物溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮pvp、碳纳米管cnts超声分散3-5h然后加入氮化硼纳米片，所述聚乙烯吡咯烷酮pvp、碳纳米管cnts、氮化硼纳米片的质量比为(1.0-1.2):(0.8-1.2):(40-60)；再进行30-80min的超声分散，减压蒸馏去除ag(2e4mi)2ac络合物溶液中的有机溶剂后，所得固体物置于210±10℃高温烧结处理4-6h，最后所得固体物置于行星球磨机中进行干法球磨处理1-3h得到碳纳米管接枝改性氮化硼纳米片。

36、采用本技术中提供的防辐射助剂混合物，在相同防辐射效果下，上述配方中的防辐射助剂添加量相对低些，可降低整体的生产成本，同时改善所制成面料的柔韧性。

37、第二方面，一种防水防辐射面料的制备方法，是通过以下技术方案得以实现的：

38、一种防水防辐射面料的制备方法，包括以下步骤：

39、步骤一，防水防辐射型水性聚氨酯树脂的制备；

40、同时对基布进行碱减量处理：0.5-2mol/l的氢氧化钠水溶液中处理10-60min；

41、步骤二，将防水防辐射型水性聚氨酯树脂刮涂于步骤一中经过碱减量处理的基布表面，于110-120℃下烘干形成1.0-1.5mm的防水防辐射型水性聚氨酯涂层得成品防水防辐射面料。

42、本技术的制备方法相对简单，操作难度相对较低，便于实现工业化生产。采用本技术中提供的制备方法的防水防辐射面料相对采用抗辐射纱线制成织物生产成本低，且可改善基布整体的力学性能，有利于进行市场开拓、市场推广、普及销售。

43、综上所述，本技术具有以下优点：

44、1、本技术中制备的面料具有良好的防水性能和防辐射性能且可改善基布力学性能。

45、 2、本技术的制备方法相对简单，操作难度相对较低，便于实现工业化生产制造。

46、 3、采用本技术中提供的制备方法的防水防辐射面料相对采用抗辐射纱线制成织物生产成本低，且可改善基布整体的力学性能，有利于进行市场开拓、市场推广、普及销售。