本發明屬于紡織面料技術領域，涉及一種功能性面料，尤其涉及一種電弧防護面料。
背景技術：
從纖維的燃燒性能來看，羊毛纖維是一種比較安全的纖維材料。雖然在提供足夠熱量的情況下羊毛纖維能夠被點燃，但當熱源撤離后纖維通常不能持續燃燒或陰燃。
羊毛纖維的這種難燃燒的性質與纖維中比較高的含碳量48％～50％，含氮量15％～16％，含硫量3％～4％(氧23％～25％，氫6％～7％)，以及常溫下高的吸濕性、高的點燃溫度、較低的燃燒熱和火焰溫度有關，從而使得羊毛纖維本身就具有較好的阻燃性能，極限氧指數達到26％左右，遠遠大于其他的天然纖維以及合成纖維，如棉纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維等。羊毛纖維高的點燃溫度(570～600℃)，低燃燒熱(20.5kj/g)、低的火焰溫度以及高的極限氧指數使其具有一定阻燃性。羊毛纖維的另一顯著特點是燃燒時不熔融滴落。羊毛纖維的膨化改性技術起源于新西蘭羊毛研究組織(wronz)，羊毛條經拉伸，加熱(非永久性定型)、松弛后則收縮。混紡膨化羊毛的紗線面料，手感膨松柔軟、不僅服用舒適，而且同等克重下具有更高的厚度，進而賦予面料更高的抗電弧性能。
改性聚丙烯腈纖維，是丙烯腈單體與含阻燃元素的乙烯基化合物共聚而成，其具有永久的阻燃性，在遇到火焰時，發煙量巨大，稀釋了微環境氧濃度，抑制可燃物的燃燒；其產生的hcl氣體能夠有效中斷熱分解的鏈增長反應，減少可燃物，抑制燃燒，達到阻燃目的。所以，其不僅具有優秀的阻燃性能，而且在與其它天然纖維混紡時，也具有不變的阻燃性能，且不會隨著洗滌等操作而降低。
技術實現要素：
本發明所述要解決的技術問題是為電力行業工作人員開發一種具有永久阻燃、抗電弧性能的功能性防護面料。
為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
本發明提供一種電弧防護面料，按質量百分比計，所述電弧防護面料含有15％-20％的羊毛纖維、40％-50％的改性聚丙烯腈纖維、20％-30％的棉纖維素纖維和10％-25％的高強阻燃耐高溫碳化型纖維材料。
進一步地，在所述的電弧防護面料中，所述電弧防護面料含有16％-18％的羊毛纖維、41％-46％的改性聚丙烯腈纖維、22％-26％的棉纖維素纖維和15％-20％的高強阻燃耐高溫碳化型纖維材料。
進一步優選地，在所述的電弧防護面料中，所述電弧防護面料含有17％的羊毛纖維、43％的改性聚丙烯腈纖維、24％的棉纖維素纖維和16％的高強阻燃耐高溫碳化型纖維材料。
進一步地，在所述的電弧防護面料中，所述羊毛纖維為經膨化改性的膨化羊毛纖維。
進一步地，在所述的電弧防護面料中，所述高強阻燃耐高溫碳化型纖維包含芳綸纖維、聚酰亞胺纖維、芳砜綸纖維。
進一步地，在所述的電弧防護面料中，所述電弧防護面料克重為80-300g/m2。
進一步優選地，在所述的電弧防護面料中，所述電弧防護面料克重為150-200g/m2。
進一步地，在所述的電弧防護面料中，所述電弧防護面料為機織面料。
本發明還提供了一種電弧防護面料的制備方法，包括如下步驟：
(1)原料選擇，按質量百分比計，選取15％-20％的羊毛纖維、40％-50％的改性聚丙烯腈纖維、20％-30％的棉纖維素纖維和10％-25％的高強阻燃耐高溫碳化型纖維材料；
(2)紡紗：(ⅰ)先將羊毛纖維、高強阻燃耐高溫碳化型纖維和三分之一的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗；(ⅱ)將棉纖維素纖維和三分之二的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗，而后再將上述步驟(ⅰ)和(ⅱ)的單股紗經倍捻機倍捻，得到24-38s的雙股紗；
(3)織造，將由步驟(2)得到的雙股紗送至織機織造，得到克重為150-300g/m2的電弧防護面料。
進一步地，在所述的電弧防護面料的制備方法中，步驟(2)中所述紡紗為氣流紡紗，所述倍捻的捻度為680-880捻/10cm。
進一步地，在所述的電弧防護面料的制備方法中，步驟(3)中所述織機為劍桿織機。
本發明采用上述技術方案，與現有技術相比，具有如下技術效果：
本發明的電弧防護面料，所采用的質量比15％-20％膨化羊毛纖維，使得面料在同等平方米克重情況下具有更高的面料厚度，進而獲得更高的抗電弧效果；而且混紡膨化羊毛的面料，手感膨松柔軟，具有優異的穿著舒適性；質量比40％-50％的改性聚丙烯腈纖維，確保了整體面料的阻燃性能；質量比10％-25％的高強阻燃耐高溫碳化型纖維，賦予面料優異的抗閃爆強力；面料總體具有阻燃、抗電弧、較高強力，穿著舒適性，可廣泛應用于電力、鋼鐵、消防等特種防護服裝面料。
具體實施方式
本發明為電力行業工作人員提供了一種具有永久阻燃、抗電弧性能的功能性防護面料。具體地，本發明針對電力工作人員可能遇到的危害環境，以及改善現用工作服的穿著舒適性，結合了膨化羊毛纖維一定的阻燃性、穿著舒適性，加上改性聚丙烯腈纖維的協同阻燃性，高強阻燃耐高溫碳化型纖維的高強力，提供一種電弧防護面料及其制備方法。
下面通過具體實施例對本發明進行詳細和具體的介紹，以使更好的理解本發明，但是下述實施例并不限制本發明范圍。
實施例1電弧防護面料的制備
(1)原料選擇，按質量百分比計，選取15％的羊毛纖維、40％的改性聚丙烯腈纖維、20％的棉纖維素纖維和25％的高強阻燃耐高溫碳化型纖維材料；其中，所述羊毛纖維為經膨化改性的膨化羊毛纖維；所述高強阻燃耐高溫碳化型纖維包含芳綸纖維、聚酰亞胺纖維、芳砜綸纖維；
(2)紡紗：(ⅰ)先將羊毛纖維、高強阻燃耐高溫碳化型纖維和三分之一的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至氣流紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗；(ⅱ)將棉纖維素纖維和三分之二的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至氣流紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗，而后再將上述步驟(ⅰ)和(ⅱ)的單股紗經倍捻機倍捻，捻度為680-880捻/10cm，得到24-38s的雙股紗；
(3)織造，將由步驟(2)得到的雙股紗送至劍桿織機織造，得到克重為150g/m2的電弧防護面料。
實施例2電弧防護面料的制備
(1)原料選擇，按質量百分比計，選取15％的羊毛纖維、50％的改性聚丙烯腈纖維、25％的棉纖維素纖維和10％的高強阻燃耐高溫碳化型纖維材料；其中，所述羊毛纖維為經膨化改性的膨化羊毛纖維；所述高強阻燃耐高溫碳化型纖維包含芳綸纖維、聚酰亞胺纖維、芳砜綸纖維；
(2)紡紗：(ⅰ)先將羊毛纖維、高強阻燃耐高溫碳化型纖維和三分之一的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至氣流紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗；(ⅱ)將棉纖維素纖維和三分之二的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至氣流紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗，而后再將上述步驟(ⅰ)和(ⅱ)的單股紗經倍捻機倍捻，捻度為680-880捻/10cm，得到24-38s的雙股紗；
(3)織造，將由步驟(2)得到的雙股紗送至劍桿織機織造，得到克重為200g/m2的電弧防護面料。
實施例3電弧防護面料的制備
(1)原料選擇，按質量百分比計，選取20％的羊毛纖維、45％的改性聚丙烯腈纖維、25％的棉纖維素纖維和10％的高強阻燃耐高溫碳化型纖維材料；其中，所述羊毛纖維為經膨化改性的膨化羊毛纖維；所述高強阻燃耐高溫碳化型纖維包含芳綸纖維、聚酰亞胺纖維、芳砜綸纖維；
(2)紡紗：(ⅰ)先將羊毛纖維、高強阻燃耐高溫碳化型纖維和三分之一的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至氣流紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗；(ⅱ)將棉纖維素纖維和三分之二的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至氣流紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗，而后再將上述步驟(ⅰ)和(ⅱ)的單股紗經倍捻機倍捻，捻度為680-880捻/10cm，得到24-38s的雙股紗；
(3)織造，將由步驟(2)得到的雙股紗送至劍桿織機織造，得到克重為200g/m2的電弧防護面料。
實施例4電弧防護面料的制備
(1)原料選擇，按質量百分比計，選取20％的羊毛纖維、50％的改性聚丙烯腈纖維、20％的棉纖維素纖維和10％的高強阻燃耐高溫碳化型纖維材料；其中，所述羊毛纖維為經膨化改性的膨化羊毛纖維；所述高強阻燃耐高溫碳化型纖維包含芳綸纖維、聚酰亞胺纖維、芳砜綸纖維；
(2)紡紗：(ⅰ)先將羊毛纖維、高強阻燃耐高溫碳化型纖維和三分之一的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至氣流紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗；(ⅱ)將棉纖維素纖維和三分之二的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至氣流紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗，而后再將上述步驟(ⅰ)和(ⅱ)的單股紗經倍捻機倍捻，捻度為680-880捻/10cm，得到24-38s的雙股紗；
(3)織造，將由步驟(2)得到的雙股紗送至劍桿織機織造，得到克重為200g/m2的電弧防護面料。
實施例5電弧防護面料的制備
(1)原料選擇，按質量百分比計，選取17％的羊毛纖維、43％的改性聚丙烯腈纖維、24％的棉纖維素纖維和16％的高強阻燃耐高溫碳化型纖維材料；其中，所述羊毛纖維為經膨化改性的膨化羊毛纖維；所述高強阻燃耐高溫碳化型纖維包含芳綸纖維、聚酰亞胺纖維、芳砜綸纖維；
(2)紡紗：(ⅰ)先將羊毛纖維、高強阻燃耐高溫碳化型纖維和三分之一的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至氣流紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗；(ⅱ)將棉纖維素纖維和三分之二的改性聚丙烯腈纖維原料混合并制成清棉混紡條，再將清棉混紡條引至氣流紡紗裝置紡紗，得到24-38s的單股紗，而后再將上述步驟(ⅰ)和(ⅱ)的單股紗經倍捻機倍捻，捻度為680-880捻/10cm，得到24-38s的雙股紗；
(3)織造，將由步驟(2)得到的雙股紗送至劍桿織機織造，得到克重為180g/m2的電弧防護面料。
試驗測試：以本發明上述實施例1-5制得的電弧防護面料為測試樣，測試依據為dl/t320-2010，具體測試結果如下表一所示：
表一
以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。