[发明专利]多级展开散热的防火绝热复合织物、制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及人体或环境温度绝热与防护的轻薄柔性复合材料技术，是一种多级展开散热的防火绝热复合织物的制备及用途。该防火绝热复合织物可适用于消防、军事、探险、工业等特殊场合的人体防护和环境隔热，属于纺织复合材料和功能技术用纺织品领域。

背景技术

在火场等高温强热环境下，存在的最主要的潜在的危险，包括：火场的高温环境，尤其是辐射热对人体的烧伤危险；防护装备器具被火焰引燃以及接触高温物体表面引起高速热传导，造成人体烧伤的危险等。因此，为不致灼伤并正常工作，消防及特殊工作人员应穿着功能服装进行有效的隔热防护。

资料表明，由明火火源产生的热流除少部分(低于30％)对流外，多以电磁波形式传播的辐射热向四周散热。由于辐射热穿透力强，很容易造成人体烧伤或灼伤，因此消防类防火绝热织物的重点在于减少辐射热渗透，降低热传导，使防护服深层升温速度减慢。故而，防火绝热织物不仅要表面对辐射热具有高反射性能，而且本身要具有高吸耗能和快速散热的功能，还要耐火、耐高温，以实现对火源或热源的高效隔绝和对人体的安全有效防护。

对于防火绝热类织物，近年来有较多的研究和专利。如消防员隔热防护服面料(专利号CN200920211471.1)由铝箔、PET聚酯膜和芳纶纤维平纹机织基布组成，其中铝箔为7μm厚的压延铝箔；该发明取得良好的抗辐射热渗透效果，但由于厚度和PET聚酯膜熔点的限制，其热防护效果甚为有限。抗热辐射耐高温阻燃防护服面料(专利号CN200920309275.8)采用由内向外的耐热、阻燃织物纤维层、胶粘剂层和抗热辐射的防护层的复合结构，其中抗热辐射防护层为20～25μm的聚酯镀铝膜；本发明的防护服面料具有较好的抗热辐射性，且质轻、耐高温、收缩率小，但聚酯镀铝膜耐高温性能有限。

铝箔防火隔热手套(专利号CN201020276197.9)由耐焰层、隔热层和内里层组成的多层复合织物制成。其中耐焰层由铝箔层和以芳纶与抗静电棉按Ripstop规律混纺编织的织物层复合而成；隔热层采用永久性阻燃无纺布。手套降低了与热源接触的危险，增强了对高温的隔离防护。

具有反射层、辐射层多重结构的隔热涂层织物(专利号CN201010222904.0)，由基布和涂覆在基布上的隔热浆料制得，其中隔热浆料为含纳米TiO₂的辐射功能层和含中空玻璃微球的反射功能层的两层结构。涂层织物通过反射层的反射功能后再通过辐射层的辐射功能可实现良好的隔热效果，但不适于高温火场环境下的使用。

抗光热辐射纳米复合织物涂层材料(专利号CN200910181069.8)，通过特殊工艺可在织物表面形成陶瓷光热反射层，纳米钛化合物反射层及稳定层，起到对近红外线与可见光进行反射。测试结果表明复合纳米织物涂层能够反光热辐射可达81％以上。抗热辐射耐高温面料(专利号CN201020644530.7)，由外向内分别为厚度为20-25μm的耐高温的聚酯镀铝薄膜防护层、厚度为2-6μm的聚氨酯胶粘剂胶黏层和硅酸铝纤维层复合而成。这种面料主要是针对辐射热防护，聚酯镀铝薄膜虽具有一定的高温稳定性，但在面对火场高温强热流环境时很容易被熔融破坏。

隔热复合膜(专利号CN200510024710.9)是本专利申请人以前的发明专利，采用由高强低导热系数的高聚物基膜、高反射性能的金属层、高隔热性的氧化金属层和低导热性可热粘合的高聚物外覆膜复合而成的结构实现高低温环境下(-150～120℃)的高效、轻质、柔性多功能热防护。

隔热保温柔软薄型复合织物(专利号CN200410066650.2)也是本专利申请人以前的发明专利，一面采用耐高、低温的高性能的涂层织物，另一面采用柔软、舒适、防霜、防凝露的涂层织物，中间采用多层隔热的高聚物与金属复合膜构成的复合织物，多层复合间可带厚度、尺寸稳定的衬网织物，实现一面可承受高温、低温或高、低温复合作用，一面保持5～35℃近室温状态；本发明的复合织物的自然厚度在3～12mm，平方米重量在150～550g/m²，可实现-130～120℃条件下的隔热与防护。虽适用广泛，但隔热效果有限。该专利不是防火用途，并且既无明火辐射热高反射层，也无相变吸热耗散限温层，而且制备方法不同。

由以上专利技术所制得的热防护织物或隔热膜，虽然具有较好的防辐射热渗透性能，但在实际应用中，由于受到铝箔聚合物基体和导热性能的限制，受高温强热作用时容易造成材料表面热量集中和局部过热损坏，如在800～1000℃的高温火场下使用人体会在极短时间被烧伤或灼伤。

发明内容