1.本发明涉及服装面料技术领域，具体为一种防水防穿刺的服装面料及其制备方法。
背景技术：
2.作为服装的三要素之一，面料不可或缺，直接左右着服装的风格、特性，使其适用于各种场合。户外运动是以自然环境为场地，带有探险性质的一类体育项目，常有攀岩、滑水、探险等多种运动形式，在20世纪80年代初被引入中国，并逐渐被人们接受。我国丰富多样的地貌和人民生活水平的不断提升，近年来已为户外运动提供了有利的条件，促使了户外运动的迅猛发展，现在已成为大众性的生活选择之一。根据不同的运动项目，户外运动服装也有诸多种类和款式，如滑雪衫、冲锋衣、泳衣等，同时户外运动服装也需具有防风、防水、透湿、透气等多种功能，而ptfe膜集众多性能于一身，经过近40年的不断创新，ptfe片层压复合面料已在户外运动服装上有大量应用，在国内外知名户外运动服装品牌中均有使用。相对而言此类面料对应对穿刺的能力有所欠缺。因此，我们提出一种防水防穿刺的服装面料及其制备方法。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于提供一种防水防穿刺的服装面料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种防水防穿刺的服装面料，包括第一片层、第二片层，所述第一片层为聚四氟乙烯改性层，所述第二片层为聚乙烯改性层。
5.进一步的，所述第一片层由以下组分制得：ptfe树脂粉末、硅烷偶联剂。
6.进一步的，所述第二片层由以下组分制得：超高分子量聚乙烯纤维、聚氨酯、纳米氧化锆。
7.一种防水防穿刺的服装面料的制备方法，包括以下步骤：
8.(1)第一片层的制备：
9.取3,5
‑
二羟基苯甲酸、酸酐反应，得到产物a；
10.取产物a、三乙氧基硅烷反应，得到硅烷偶联剂；
11.取ptfe树脂粉末、硅烷偶联剂混合，得到改性ptfe树脂粉末；
12.取改性ptfe树脂粉末、钛酸丁酯、助剂混合，压延成膜，得到膜体；
13.取正对酸乙酯、去离子水混合，得到硅源溶液；涂布于膜体表面，反应，制得第一片层；
14.(2)第二片层的制备：
15.取聚氨酯、纳米氧化锆、溶剂混合，得到浴液；取超高分子量聚乙烯纤维，浸没于浴液中，固化，加捻，定型，针刺，制得第二片层；
16.(3)复合：
17.取共聚酰胺、热塑性聚氨酯粉末分布在第二片层的表面，并覆盖第一片层，进行层压复合，制得面料。
18.进一步的，包括以下步骤：
19.(1)第一片层的制备：
20.(a)制备硅烷偶联剂：
21.取3,5
‑
二羟基苯甲酸、氨基磺酸混合，搅拌，加入酸酐，加热至78～88℃回流反应58～80min，加入去离子水析出，抽滤洗涤，60～80℃真空干燥8～12h，得到产物a；
22.取产物a溶于苯，加入铂催化剂，在氩气氛围中，加热至48～55℃搅拌25～35min，加入三乙氧基硅烷混合，升温至50～70℃，反应3～5h，冷却至室温，旋蒸，过柱，得到硅烷偶联剂；
23.在上述技术方案中，酸酐为乙酸酐、巴豆酸酐、衣康酸酐中的两种或多种；3,5
‑
二羟基苯甲酸、酸酐，在催化剂氨基磺酸作用下发生反应，得到具有两组酰氧基的苯甲酸，即产物a，在产生苯酯的同时，引入碳碳双键；产物a中的碳碳双键在铂催化剂的作用下，与三乙氧基硅烷反应接枝，得到具有苯酯的硅烷偶联剂；
24.(b)制备第一片层：
25.取ptfe树脂粉末加入无水乙醇，浸泡12h，去离子水清洗，置于50～60℃温度下干燥至恒重；在空气氛围中进行γ射线辐射处理，加入硅烷偶联剂混合，在50～60℃温度下，搅拌6～8h，得到改性ptfe树脂粉末；
26.取改性ptfe树脂粉末、钛酸丁酯、助剂混合共挤，压延成膜，干燥，拉伸，定型，得到膜体；
27.取正对酸乙酯、聚丙烯酸、无水乙醇、异丙醇、去离子水混合，得到硅源溶液；涂布于膜体表面，静置8～9h，置于20～40℃温度下干燥1～36h，清洗，干燥，制得第一片层；
28.在上述技术方案中，对ptfe树脂粉末进行清洗，去除表面污物；辐射后再与硅烷偶联剂混合，在ptfe树脂粉末表面接枝硅烷偶联剂；
29.制得的改性ptfe树脂粉末与钛酸丁酯、助剂加热共混，在200℃温度下保温2h，260℃温度下保温4h，使得改性ptfe树脂粉末中具有酰氧基的苯甲酸发生聚合，得到聚苯酯改性聚四氟乙烯；而后进行压延成膜等操作，得到膜体；
30.取正对酸乙酯、聚丙烯酸、无水乙醇、异丙醇、去离子水混合制备硅源溶液，涂布于膜体表面，使得正硅酸乙酯在膜体表面水解，得到二氧化硅；其中异丙醇能够控制二氧化硅的粒径，膜体中硅烷偶联剂在共挤工艺中缩聚，能够作为正对酸乙酯水解形成二氧化硅的晶核，促进二氧化硅的有序沉积，最终在膜体表面形成二氧化硅的纳米柱；聚丙烯酸与正硅酸乙酯形成相界面，促进二氧化硅纳米柱的形成，至此第一片层制备完成；
31.(2)第二片层的制备：
32.取n,n二甲基甲酰胺、甲苯混合，加入聚氨酯、纳米氧化锆，以500～700r/min的速度搅拌2～3h，真空脱泡20～30min，得到浴液；
33.取超高分子量聚乙烯纤维，浸没于浴液中，取出置于去离子水中，取出、加热烘干、定型，进行常温加捻，捻度为250～500t/m，热定型，热定型温度为60～80℃，针刺，制得第二片层；
34.在上述技术方案中，超高分子量聚乙烯纤维通过浴液中，使得聚氨酯、纳米氧化锆包覆在其表面，利用去离子水固化，制得涂层，对超高分子量聚乙烯纤维进行表面改性；
35.(3)复合：
36.取共聚酰胺、热塑性聚氨酯粉末均匀分布在第二片层的表面，并覆盖第一片层，进行层压复合，工艺为：热压温度120～130℃，上胶量8～12g/m2，制得面料。
37.进一步的，所述3,5
‑
二羟基苯甲酸、酸酐的摩尔比为1:(4.0～5.5)，氨基磺酸加入量为3,5
‑
二羟基苯甲酸质量的4.8～5.5％。
38.进一步的，所述酸酐为乙酸酐、巴豆酸酐、衣康酸酐中的两种或多种。
39.进一步的，所述产物a、三乙基硅烷的摩尔比为1:(1.0～1.2)，所述ptfe树脂粉末、硅烷偶联剂的质量分数分别为82～83％、17～18％。
40.进一步的，所述步骤(b)中拉伸工艺为：拉伸温度165～175℃，纵向拉伸倍数8～10倍，横向拉伸倍数3～6倍；定型温度为320～340℃；
41.所述膜体的厚度为20～70μm，厚度均匀度为0～5％，面密度24～26g/m2。
42.进一步的，所述步骤(b)中硅源溶液的质量组分为：20～36％正对酸乙酯、14～16％聚丙烯酸、12～20％无水乙醇、0.2～1.0％异丙醇，余量为去离子水。
43.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
44.1.本发明的防水防穿刺的服装面料及其制备方法，通过3,5
‑
二羟基苯甲酸、酸酐、三乙氧基硅烷制备硅烷偶联剂，接枝于ptfe树脂粉末的表面，利用制备工艺得到聚苯酯改性聚四氟乙烯的膜体，并在膜体表面生长二氧化硅纳米柱，能够在提高第一片层疏水性的同时，提高其断裂强度；同时第一片层双面的二氧化硅纳米柱的排列能够在保持片层柔软度的同时，提高其防穿刺性能。
45.2.本发明的防水防穿刺的服装面料及其制备方法，通过聚氨酯、纳米氧化锆对超高分子量聚乙烯纤维的表面改性，在片层保持防穿刺、抗冲击性能的同时，能够增强所制第二片层的各项力学性能，并能够在第一片层、第二片层复合时，提高二者的结合强度。
46.3.本发明的防水防穿刺的服装面料及其制备方法，通过共聚酰胺、热塑性聚氨酯粉末将第一片层、第二片层层压复合，在保持片层透湿、透气、柔性等的同时，增强二者的结合强度。
具体实施方式
47.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.实施例1
49.(1)第一片层的制备：
50.(a)制备硅烷偶联剂：
51.取3,5
‑
二羟基苯甲酸、氨基磺酸混合，搅拌，加入酸酐，加热至78℃回流反应58min，加入去离子水析出，抽滤洗涤，60℃真空干燥8h，得到产物a；3,5
‑
二羟基苯甲酸、酸酐的摩尔比为1:4.0，氨基磺酸加入量为3,5
‑
二羟基苯甲酸质量的4.8％，酸酐为乙酸酐、衣
康酸酐的混合物；
52.取产物a溶于苯，加入铂催化剂，在氩气氛围中，加热至48℃搅拌25min，加入三乙氧基硅烷混合，升温至50℃，反应3h，冷却至室温，旋蒸，过柱，得到硅烷偶联剂；产物a、三乙基硅烷的摩尔比为1:1.0；
53.(b)制备第一片层：
54.取ptfe树脂粉末加入无水乙醇，浸泡12h，去离子水清洗，置于50℃温度下干燥至恒重；在空气氛围中进行γ射线辐射处理，加入硅烷偶联剂混合，在50℃温度下，搅拌6h，得到改性ptfe树脂粉末；ptfe树脂粉末、硅烷偶联剂的质量分数分别为82％、18％；
55.取改性ptfe树脂粉末、钛酸丁酯、助剂混合共挤，压延成膜，干燥，拉伸，拉伸工艺为：拉伸温度165℃，纵向拉伸倍数8倍，横向拉伸倍数3倍，定型，定型温度为320℃，得到膜体；
56.取正对酸乙酯、聚丙烯酸、无水乙醇、异丙醇、去离子水混合，得到硅源溶液；各组分的质量组分别分为：20％正对酸乙酯、14％聚丙烯酸、12％无水乙醇、0.2％异丙醇，余量为去离子水；
57.涂布于膜体表面，静置8h，置于20℃温度下干燥1h，清洗，干燥，制得第一片层；
58.(2)第二片层的制备：
59.取n,n二甲基甲酰胺、甲苯混合，加入聚氨酯、纳米氧化锆，以500r/min的速度搅拌2h，真空脱泡20min，得到浴液；
60.取超高分子量聚乙烯纤维，浸没于浴液中，取出置于去离子水中，取出、加热烘干、定型，进行常温加捻，捻度为250t/m，热定型，热定型温度为60℃，针刺，制得第二片层；
61.(3)复合：
62.取共聚酰胺、热塑性聚氨酯粉末均匀分布在第二片层的表面，并覆盖第一片层，进行层压复合，工艺为：热压温度120℃，上胶量8g/m2，制得面料。
63.实施例2
64.(1)第一片层的制备：
65.(a)制备硅烷偶联剂：
66.取3,5
‑
二羟基苯甲酸、氨基磺酸混合，搅拌，加入酸酐，加热至80℃回流反应65min，加入去离子水析出，抽滤洗涤，70℃真空干燥10h，得到产物a；3,5
‑
二羟基苯甲酸、酸酐的摩尔比为1:4.7，氨基磺酸加入量为3,5
‑
二羟基苯甲酸质量的5.1％，酸酐为乙酸酐、巴豆酸酐的混合物；
67.取产物a溶于苯，加入铂催化剂，在氩气氛围中，加热至50℃搅拌30min，加入三乙氧基硅烷混合，升温至60℃，反应4h，冷却至室温，旋蒸，过柱，得到硅烷偶联剂；产物a、三乙基硅烷的摩尔比为1:1.0；
68.(b)制备第一片层：
69.取ptfe树脂粉末加入无水乙醇，浸泡12h，去离子水清洗，置于55℃温度下干燥至恒重；在空气氛围中进行γ射线辐射处理，加入硅烷偶联剂混合，在55℃温度下，搅拌7h，得到改性ptfe树脂粉末；ptfe树脂粉末、硅烷偶联剂的质量分数分别为83％、17％；
70.取改性ptfe树脂粉末、钛酸丁酯、助剂混合共挤，压延成膜，干燥，拉伸，拉伸工艺为：拉伸温度170℃，纵向拉伸倍数9倍，横向拉伸倍数4倍，定型，定型温度为330℃，得到膜
体；
71.取正对酸乙酯、聚丙烯酸、无水乙醇、异丙醇、去离子水混合，得到硅源溶液；各组分的质量组分别分为：28％正对酸乙酯、15％聚丙烯酸、16％无水乙醇、0.6％异丙醇，余量为去离子水；
72.涂布于膜体表面，静置8.5h，置于30℃温度下干燥12h，清洗，干燥，制得第一片层；
73.(2)第二片层的制备：
74.取n,n二甲基甲酰胺、甲苯混合，加入聚氨酯、纳米氧化锆，以600r/min的速度搅拌2.5h，真空脱泡25min，得到浴液；
75.取超高分子量聚乙烯纤维，浸没于浴液中，取出置于去离子水中，取出、加热烘干、定型，进行常温加捻，捻度为250t/m，热定型，热定型温度为70℃，针刺，制得第二片层；
76.(3)复合：
77.取共聚酰胺、热塑性聚氨酯粉末均匀分布在第二片层的表面，并覆盖第一片层，进行层压复合，工艺为：热压温度125℃，上胶量10g/m2，制得面料。
78.实施例3
79.(1)第一片层的制备：
80.(a)制备硅烷偶联剂：
81.取3,5
‑
二羟基苯甲酸、氨基磺酸混合，搅拌，加入酸酐，加热至88℃回流反应80min，加入去离子水析出，抽滤洗涤，80℃真空干燥12h，得到产物a；3,5
‑
二羟基苯甲酸、酸酐的摩尔比为1:5.5，氨基磺酸加入量为3,5
‑
二羟基苯甲酸质量的5.5％，酸酐为乙酸酐、巴豆酸酐、衣康酸酐的混合物；
82.取产物a溶于苯，加入铂催化剂，在氩气氛围中，加热至55℃搅拌35min，加入三乙氧基硅烷混合，升温至70℃，反应5h，冷却至室温，旋蒸，过柱，得到硅烷偶联剂；产物a、三乙基硅烷的摩尔比为1:1.2；
83.(b)制备第一片层：
84.取ptfe树脂粉末加入无水乙醇，浸泡12h，去离子水清洗，置于60℃温度下干燥至恒重；在空气氛围中进行γ射线辐射处理，加入硅烷偶联剂混合，在60℃温度下，搅拌8h，得到改性ptfe树脂粉末；ptfe树脂粉末、硅烷偶联剂的质量分数分别为82％、18％；
85.取改性ptfe树脂粉末、钛酸丁酯、助剂混合共挤，压延成膜，干燥，拉伸，拉伸工艺为：拉伸温度175℃，纵向拉伸倍数10倍，横向拉伸倍数6倍，定型，定型温度为340℃，得到膜体；
86.取正对酸乙酯、聚丙烯酸、无水乙醇、异丙醇、去离子水混合，得到硅源溶液；各组分的质量组分别分为：36％正对酸乙酯、16％聚丙烯酸、20％无水乙醇、1.0％异丙醇，余量为去离子水；
87.涂布于膜体表面，静置9h，置于40℃温度下干燥36h，清洗，干燥，制得第一片层；
88.(2)第二片层的制备：
89.取n,n二甲基甲酰胺、甲苯混合，加入聚氨酯、纳米氧化锆，以700r/min的速度搅拌3h，真空脱泡30min，得到浴液；
90.取超高分子量聚乙烯纤维，浸没于浴液中，取出置于去离子水中，取出、加热烘干、定型，进行常温加捻，捻度为500t/m，热定型，热定型温度为80℃，针刺，制得第二片层；
91.(3)复合：
92.取共聚酰胺、热塑性聚氨酯粉末均匀分布在第二片层的表面，并覆盖第一片层，进行层压复合，工艺为：热压温度130℃，上胶量12g/m2，制得面料。
93.对比例1
94.(1)第一片层的制备：
95.取ptfe树脂粉末加入无水乙醇，浸泡12h，去离子水清洗，置于55℃温度下干燥至恒重；在空气氛围中进行γ射线辐射处理，加入硅烷偶联剂混合，在55℃温度下，搅拌7h，得到改性ptfe树脂粉末；ptfe树脂粉末、硅烷偶联剂的质量分数分别为83％、17％；硅烷偶联剂为kh
‑
550；
96.取改性ptfe树脂粉末、助剂混合共挤，压延成膜，干燥，拉伸，拉伸工艺为：拉伸温度170℃，纵向拉伸倍数9倍，横向拉伸倍数4倍，定型，定型温度为330℃，得到膜体；
97.取正对酸乙酯、聚丙烯酸、无水乙醇、异丙醇、去离子水混合，得到硅源溶液；各组分的质量组分别分为：28％正对酸乙酯、15％聚丙烯酸、16％无水乙醇、0.6％异丙醇，余量为去离子水；
98.涂布于膜体表面，静置8.5h，置于30℃温度下干燥12h，清洗，干燥，制得第一片层；
99.(2)第二片层的制备：
100.取n,n二甲基甲酰胺、甲苯混合，加入聚氨酯、纳米氧化锆，以600r/min的速度搅拌2.5h，真空脱泡25min，得到浴液；
101.取超高分子量聚乙烯纤维，浸没于浴液中，取出置于去离子水中，取出、加热烘干、定型，进行常温加捻，捻度为250t/m，热定型，热定型温度为70℃，针刺，制得第二片层；
102.(3)复合：
103.取共聚酰胺、热塑性聚氨酯粉末均匀分布在第二片层的表面，并覆盖第一片层，进行层压复合，工艺为：热压温度125℃，上胶量10g/m2，制得面料。
104.对比例2
105.(1)第一片层的制备：
106.取ptfe树脂粉末、助剂混合共挤，压延成膜，干燥，拉伸，拉伸工艺为：拉伸温度170℃，纵向拉伸倍数9倍，横向拉伸倍数4倍，定型，定型温度为330℃，得到膜体；
107.取正对酸乙酯、聚丙烯酸、无水乙醇、异丙醇、去离子水混合，得到硅源溶液；各组分的质量组分别分为：28％正对酸乙酯、15％聚丙烯酸、16％无水乙醇、0.6％异丙醇，余量为去离子水；
108.涂布于膜体表面，静置8.5h，置于30℃温度下干燥12h，清洗，干燥，制得第一片层；
109.(2)第二片层的制备：
110.取n,n二甲基甲酰胺、甲苯混合，加入聚氨酯、纳米氧化锆，以600r/min的速度搅拌2.5h，真空脱泡25min，得到浴液；
111.取超高分子量聚乙烯纤维，浸没于浴液中，取出置于去离子水中，取出、加热烘干、定型，进行常温加捻，捻度为250t/m，热定型，热定型温度为70℃，针刺，制得第二片层；
112.(3)复合：
113.取共聚酰胺、热塑性聚氨酯粉末均匀分布在第二片层的表面，并覆盖第一片层，进行层压复合，工艺为：热压温度125℃，上胶量10g/m2，制得面料。
114.对比例3
115.(1)第一片层的制备：
116.取ptfe树脂粉末、助剂混合共挤，压延成膜，干燥，拉伸，拉伸工艺为：拉伸温度170℃，纵向拉伸倍数9倍，横向拉伸倍数4倍，定型，定型温度为330℃，得到膜体；
117.取正对酸乙酯、聚丙烯酸、无水乙醇、异丙醇、去离子水混合，得到硅源溶液；各组分的质量组分别分为：28％正对酸乙酯、15％聚丙烯酸、16％无水乙醇、0.6％异丙醇，余量为去离子水；
118.涂布于膜体表面，静置8.5h，置于30℃温度下干燥12h，清洗，干燥，制得第一片层；
119.(2)第二片层的制备：
120.取超高分子量聚乙烯纤维，进行常温加捻，捻度为250t/m，热定型，热定型温度为70℃，针刺，制得第二片层；
121.(3)复合：
122.取共聚酰胺、热塑性聚氨酯粉末均匀分布在第二片层的表面，并覆盖第一片层，进行层压复合，工艺为：热压温度125℃，上胶量10g/m2，制得面料。
123.对比例4
124.(1)第一片层的制备：
125.取ptfe树脂粉末、助剂混合共挤，压延成膜，干燥，拉伸，拉伸工艺为：拉伸温度170℃，纵向拉伸倍数9倍，横向拉伸倍数4倍，定型，定型温度为330℃，制得第一片层；
126.(2)第二片层的制备：
127.取超高分子量聚乙烯纤维，进行常温加捻，捻度为250t/m，热定型，热定型温度为70℃，针刺，制得第二片层；
128.(3)复合：
129.取共聚酰胺、热塑性聚氨酯粉末均匀分布在第二片层的表面，并覆盖第一片层，进行层压复合，工艺为：热压温度125℃，上胶量10g/m2，制得面料。
130.实验
131.取实施例1
‑
3、对比例1
‑
4中得到的面料，制得试样，分别对其性能进行检测并记录检测结果：
132.防水性能：采用静水压法中的增压法进行测定，实验仪器为织物渗水性测试仪，实验标准为gb/t 4744
‑
1997，取实验测得的压力值，即耐静水压表示；
133.防穿刺性能：采用万能强力仪浸出穿刺实验，刀具标准为ga 68
‑
2008，穿刺速度为5mm/min，取实验测得的试样对刀具的作用力，即静态穿刺力表示。
[0134] 耐静水压(kpa)静态穿刺力(n)实施例161.253.8实施例264.462.0实施例362.657.2对比例154.150.3对比例252.548.4对比例351.342.1对比例446.734.8
[0135]
根据上表中的数据，可以清楚得到以下结论：
[0136]
实施例1
‑
3中得到的面料、对比例1
‑
4中得到的面料形成对比，检测结果可知，
[0137]
1、与对比例4相比，实施例1
‑
3中得到的面料，其耐静水压、静态穿刺力数据明显较高，这充分说明本发明实现了对所制面料防水、防穿刺性能的提高；
[0138]
2、与实施例2相比，对比例1中硅烷偶联剂为kh
‑
550，对比例2中未添加硅烷偶联剂，对比例3中未添加硅烷偶联剂且未对超高分子量聚乙烯纤维进行表面改性，对比例4中第一片层、第二片层均未进行改性；
[0139]
对比例1
‑
4中得到的面料，其耐静水压、静态穿刺力数据明显降低，可知本发明中对第一片层、第二片层组分及其制备工艺的设置能够促进改善所制面料防水、防穿刺性能。
[0140]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程方法物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程方法物品或者设备所固有的要素。
[0141]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改等同替换改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。