[发明专利]一种透湿型化学防护面料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种透湿型化学防护面料及其制备方法和应用，属于防护面料技术领域。本发明通过在基底和氧化石墨烯膜之间设置具有超强黏附性的聚多巴胺层，聚多巴胺层表面含有大量可以提供二次反应的羟基和氨基活性基团，能够与聚乙烯亚胺形成一层富含氨基官能团的聚乙烯亚胺层，聚乙烯亚胺中的氨基官能团可以与氧化石墨烯中的羧基和环氧基产生共价交联作用。在本发明中，基底材料为面料提供力学支撑作用，聚多巴胺层和聚乙烯亚胺层作为连接基底材料和氧化石墨烯膜的桥梁，提高材料之间的界面结合强度，同时能够增加基底的亲水性，提高基底透湿性能，促进排汗，氧化石墨烯膜层为面料提供化学防护性能，同时允许汗液排出。

技术领域

本发明涉及防护面料技术领域，尤其涉及一种透湿型化学防护面料及其制备方法和应用。

背景技术

化学防护服又叫做防化服，可以保护自身免遭危险化学试剂侵害，广泛应用于实验室、化工厂等地。现有的隔绝式防化服以氯化丁基橡胶为主体材料。氯化丁基橡胶是一种合成橡胶，是由异丁烯和异戊二烯合成，具有良好的气密性和水密性，耐热、耐强酸强碱，使用氯化丁基橡胶制备的隔绝式防化服拥有良好的防护性能，同时也隔绝了水蒸气的排出，而且橡胶类的防化服重量大，增加工作人员的负担，长时间作业，人体代谢产生的热量和水蒸气在服内大量聚集，导致穿着舒适度极差，使人出现热应激反应，危害人体安全。因此，兼具高化学防护和透湿功能的化学防护面料的需求迫切。

氧化石墨烯膜由于其独特的二维层间通道，水分子可以快速通过，其他物质则通过尺寸筛分效应和donnan效应被氧化石墨烯膜阻隔，是一种理想的化学防护材料。但是独立的氧化石墨烯膜力学性能较差，容易破裂，很难直接应用在服装上，需要与其他材料复合使用来弥补自身的缺陷。对于表面非极性的疏水面料，表面没有可以与氧化石墨烯发生化学作用的官能团，复合之后的界面结合强度较弱，在使用过程中可能出现脱落现象，导致氧化石墨烯膜出现破损，从而丧失防护性能。

为了解决界面结合强度弱的问题，目前常用的方法是对疏水面料表面改性，加入特定的官能团与氧化石墨烯的表面基团发生化学反应，以及提高氧化石墨烯分散液对面料的浸润性，从而提升氧化石墨烯膜与疏水面料的界面结合强度。比如中国专利CN201911384752.1一种应用于防护服的聚苯胺芳纶复合导电纤维的制备工艺，该专利通过对芳纶进行等离子体处理，在芳纶表面形成活性位点，然后对氧化石墨烯改性后，能够提高芳纶与氧化石墨烯的结合强度。但是这种方法需要先对防护面料的纤维进行等离子体处理，且需要对氧化石墨烯进行改性，否则无法保证芳纶与氧化石墨烯修饰层之间的剥离强度。

因此，亟需提供一种面料表面修饰层剥离强度高、兼具优异防护性能和透湿性能的化学防护面料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透湿型化学防护面料及其制备方法和应用，本发明提供的透湿型化学防护面料表面修饰层剥离强度高、兼具优异防护性能和透湿性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种透湿型化学防护面料，包括依次设置的基底层和氧化石墨烯层；

所述基底层包括由纤维组成的基底材料、包覆于所述纤维表面的聚多巴胺层和包覆于所述聚多巴胺层表面的聚乙烯亚胺层。

优选地，所述基底材料为高强阻燃织物或疏水面料。

本发明还提供了上述技术方案所述的透湿型化学防护面料的制备方法包括以下步骤：

(1)将基底材料在盐酸多巴胺溶液进行浸渍，得到表面包覆聚多巴胺层的复合材料；

(2)将所述步骤(1)得到的表面包覆聚多巴胺层的复合材料浸渍于聚乙烯亚胺溶液中，进行加成反应，得到基底层；

(3)将氧化石墨烯分散液涂覆到所述步骤(2)中得到的基底层的一侧，进行交联反应，得到透湿型化学防护面料。