CN106945362A - 具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料及其制备 - Google Patents

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CN106945362A CN201710215987.2A CN201710215987A CN106945362A CN 106945362 A CN106945362 A CN 106945362A CN 201710215987 A CN201710215987 A CN 201710215987A CN 106945362 A CN106945362 A CN 106945362A
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Abstract

本发明提供了一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料及其制备方法。该具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，其特征在于，包括至少一层防水透湿膜和至少一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料。所得保暖材料兼具有防水透湿功能及高孔隙率、小孔径特点，有效降低了空气的对流作用，提高该材料的保暖性能及服用舒适性，使其导热系数可达0.015～0.023W/(m·k)，同时在纤维气凝胶材料内部引入的三维多孔框架结构，提高了气凝胶材料的力学性能，其拉伸强度可达20～50kPa，扩宽了该保暖材料在保暖领域的应用范围。

Description

具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料及其制备
技术领域
本发明涉及一种保暖材料。特别涉及一种内含三维多孔框架的增强纤维气凝胶材料与防水透湿膜进行复合获得一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
背景技术
目前使用量最大的保暖絮料为天然絮料，但其普遍存在易吸湿、强度差、易虫蛀等问题为达到一定的保暖性能，所生产出的产品体积密度过大，使穿着者臃肿且行动不便。而合成保暖絮料因具有原料来源广、强度高、耐水洗、防腐抗蛀等优点，有望满足当前防寒保暖应用的迫切需求，但其较大的纤维直径使材料孔径大、孔隙率低，导致其保暖性能难以进一步提升。
气凝胶作为一种具有三维多孔网络结构并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料。具备极高的孔隙率、极低的热导率、超低体密、高比表面积等优点，是一种新型轻质高效保暖材料。目前气凝胶制备方法主要是溶胶-凝胶法，所产生的气凝胶结构多为粒子相互聚结构成，孔隙率高达80～99.8％，孔径尺寸一般在1～100nm之间，有望实现超轻质高效保暖应用的迫切需求。但由于其脆性大、机械强度差、制备工艺复杂、成本较高等缺点，使其在实际应用环境中受到较大限制。国内文献[Ultralight nanofibre-assembledcellular aerogels with superelasticity and multifunctionality.[J]Naturecommunications，2014，5，5802～5810]及国内专利CN201310201999.1均报道公开了一种将一维纤维经三维网络重构方法获得三维纤维气凝胶材料及其制备方法。虽然该方法制备出的气凝胶材料是全纤维结构，但其机械强度主要依靠纤维间的粘结点，使该材料的拉伸强度及剪切强度仍存在较大的不足，限制其在实际环境中的应用。
另一方面，防水透湿膜具有极小孔径、孔径分布均匀，孔隙率高、薄膜强度高、表面光洁等优点，可有效防止空气形成对流，减小热量的散失，具有优良的防风防寒性能，在服装保暖及舒适性领域有着巨大的应用潜能。国内专利CN031000814.3公开了一种将PTFE微孔膜与羽绒、涤纶、腈纶、粘胶、羊毛类絮毡复合获得一种层压保暖材料，但该材料中的天然和合成絮毡存在体积密度大和保暖性能不足的缺点，使其在实际应用中存在一定限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，其特征在于，包括至少一层防水透湿膜和至少一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料。
优选地，所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的导热系数可达0.015～0.023W/(m.k)，拉伸强度可达到20～50kPa。
优选地，所述的防水透湿膜的平均孔径尺寸不超过5μm，厚度为10～30μm；所述的防水透湿膜的原料为聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚乙烯咔唑、醋酸纤维素酯、聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚醚醚酮、聚丙烯酸、聚乳酸、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、热塑性聚氨酯、尼龙、聚对苯二甲酸二元醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、聚烯烃、聚偏氟乙烯-全氟丙烯、聚偏氟乙烯中的一种或者多种的组合。。
优选地，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
优选地，所述的三维多孔框架的三维成型技术为三维编织技术、3D打印技术、发泡成型技术中的一种或者多种的组合。
优选地，所述的三维多孔框架的力学强度不低于10kPa；三维多孔框架材质为天然材料和/或合成材料和/或无机材料的一种或多种组合；三维多孔框架体积密度在1～500mg/cm3，所述三维多孔框架的孔径大小为1～20mm。
优选地，所述的天然材料为：棉、木棉、麻、木浆、竹浆、毛、蚕丝、木材、甲壳素、胶原蛋白、丝素蛋白的一种或多种组合。
优选地，所述的合成材料为：聚乳酸-己内酯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、聚丙烯酸、聚偏氟乙烯酸、聚吡咯烷酮、聚乳酸、聚乳酸乙醇酸、聚砜、聚乙二炔、聚苯乙烯共聚马来酸酐、聚甲基三乙氧基硅烷、聚谷氨酸、聚己内酯、聚对苯乙炔、聚乙丙交酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚氯乙烯、聚二氧环己酮、聚三羟基丁酸酯、聚羟基丁酸酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯并恶嗪、聚对苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮、聚偏氟乙酸、聚环氧乙烷、聚乙烯咔唑、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚苯胺、聚芳酰胺、聚丁二酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯的一种或多种的组合。
优选地，所述的无机纤维为：二氧化硅、氧化镍、氧化铜、氧化锌、二氧化锆、二氧化锗、五氧化二钒、三氧化二铟、三氧化二铝、三氧化二锰、四氧化三锰、二氧化钛、氧化钯、氧化铌、氧化铝、氧化铈、氧化钴、氧化锡、氧化镍铁、氧化锰锂、氧化钛美、铜、钴、铁、铝、碳、石墨、碳化硅、碳化锆、氮化镓、氮化锆中的一种或多种的混合物。
本发明还提供了上述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法，其特征在于，包括：
第一步：将纤维原料分散在对其不溶的溶剂中，制得均匀的纤维分散浆液；
第二步：将三维多孔框架置于在第一步中所得的纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行成型处理，形成凝固块；
第三步：对第二步中所得的凝固块进行溶剂干燥处理，得到预处理纤维气凝胶；
第四步：对第三步中得到的预处理纤维气凝胶进行固化处理，获得三维多孔框架增强纤维气凝胶材料；
第五步：将所得三维多孔框架增强纤维气凝胶材料与防水透湿膜进行复合，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
优选地，所述的纤维原料为天然纤维和/或合成纤维和/或无机纤维，所述纤维的平均直径为20nm～30um，纤维的平均长径比为5～50000，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、叔丁醇和丙酮的一种或多种组合；
其中天然纤维为：棉纤维、木棉纤维、麻纤维、木浆纤维、竹浆纤维、毛纤维、蚕丝纤维、蛛丝纤维、木质素纤维和细菌纤维素纤维的一种或多种组合；
合成纤维为：粘胶纤维、铜氨纤维、醋酸纤维素纤维、皂化醋酯纤维、乙基纤维素纤维、羟丙基纤维素纤维、甲壳素纤维、壳聚糖纤维、透明质酸纤维、胶原纤维、硝化纤维素纤维、明胶纤维、丝素蛋白纤维、沥青纤维、聚乳酸-己内酯纤维、弹性蛋白纤维、植物蛋白纤维、右旋糖苷纤维、海藻酸钠纤维、聚氧化乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯醇缩丁醛纤维、酚醛树脂纤维、再生蛋白质纤维、聚丙烯酸纤维、聚偏氟乙烯酸纤维、聚吡咯烷酮纤维、聚乳酸纤维、聚乳酸乙醇酸纤维、聚砜纤维、聚乙二炔纤维、聚苯乙烯共聚马来酸酐纤维、聚甲基三乙氧基硅烷纤维、聚谷氨酸纤维、聚己内酯纤维、聚对苯乙炔纤维、聚乙丙交酯纤维、聚氨酯纤维、聚苯乙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚醋酸乙烯酯纤维、聚丙烯纤维、聚乙二醇纤维、聚丙烯酰胺纤维、聚乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚二氧环己酮纤维、聚三羟基丁酸酯纤维、聚羟基丁酸酯纤维、聚碳酸酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚醚酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯并恶嗪纤维、聚对苯二甲酰间苯二胺纤维、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维、聚对苯二甲酸丙二酯纤维、聚甲基丙烯酸甲酯纤维、聚醚醚酮纤维、聚偏氟乙酸纤维、聚环氧乙烷纤维、聚乙烯咔唑纤维、聚偏氟乙烯纤维、聚酰胺纤维、聚苯胺纤维、聚芳酰胺纤维、聚丁二酸丁二醇酯纤维和聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯纤维的一种或多种的组合；
无机纤维为：玻璃纤维、二氧化硅纤维、石棉纤维、氧化镍纤维、氧化铜纤维、氧化锌纤维、二氧化锆纤维、二氧化锗纤维、五氧化二钒纤维、三氧化二铟纤维、三氧化二铝纤维、三氧化二锰纤维、四氧化三锰纤维、二氧化钛纤维、氧化钯纤维、氧化铌纤维、氧化铝纤维、氧化铈纤维、氧化钴纤维、氧化锡纤维、氧化镍铁纤维、氧化锰锂纤维、氧化钛美纤维、铜纤维、钴纤维、铁纤维、铝纤维、碳纤维、石墨纤维、碳化硅纤维、碳化锆纤维、氮化镓纤维、氮化锆纤维、硅化钴纳米线/棒、硅化钨纳米线/棒、硅化镍纳米线/棒、硅化钼纳米线/棒、硅化铁纳米线/棒、硫化锌纳米线/棒、硫化镉纳米线/棒、硫化镍纳米线/棒、氧化铟纳米线/棒、二氧化钒纳米线/棒、氧化铁纳米线/棒、氧化铜纳米线/棒、氧化钇纳米线/棒、氧化锰锌纳米线/棒、二氧化钕纳米线/棒、氧化锌纳米线/棒、氧化铈纳米线/棒、氧化锆纳米线/棒、二氧化钛纳米线/棒、氧化铝纳米线/棒、氧化锡纳米线/棒、氧化钼纳米线/棒、氧化锰纳米线/棒、氧化镍纳米线/棒、四氧化三钴纳米线/棒、氮化镓纳米线/棒、氮化铝纳米线/棒、氮化硅纳米线/棒、氮化钛纳米线/棒、氮化硼纳米线/棒、氮化钙纳米线/棒、硒化锌纳米线/棒、硒化银纳米线/棒、碳化硅纳米线/棒、碳化钛纳米线/棒、碲化银纳米线/棒、碲化镉纳米线/棒、钛化铌纳米线/棒、铁纳米线/棒、银纳米线/棒、硅纳米线/棒、碳纳米线/棒、金纳米线/棒、碳纳米管、镍纳米管、氧化锆纳米管、硒化镉纳米管、石墨炔纳米管、氮化硼纳米管、羟基磷灰石纳米管、聚膦腈纳米管、二硫化钨纳米管、聚吡咯纳米管、氧化钛纳米管、碳化硅纳米管、硫化镉纳米管、二氧化铈纳米管、氮化碳纳米管和氮化铝纳米中的一种或多种的混合物。
优选地，所述的浆液成型处理为陈化处理、冷冻处理中的一种或多种的组合。
优选地，所述的溶剂干燥处理采用超临界干燥、冷冻干燥、真空干燥、微波干燥和红外干燥中的一种或多种的组合。
优选地，所述的固化处理为热交联固化、超声交联固化、微波辐射交联固化、红外线辐照交联固化、紫外线辐照交联固化、电子束辐照交联固化、等离子体辐照交联固化、伽马射线辐照交联固化和X射线辐照固化中的一种或者多种的组合。
优选地，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料与防水透湿膜进行复合的方法为超声波粘合法或粘结剂热熔层压复合中的一种或者多种的组合。
优选地，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料与防水透湿膜的复合方式为一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料与一层防水透湿膜复合或一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料与一层防水透湿膜复合并重复此复合方式叠加，或是两层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料夹一层防水透湿膜或两层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料夹一层防水透湿膜并重复此复合方式叠加，或是两层防水透湿膜间夹一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料复合或两层防水透湿膜间夹一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料复合并重复此复合方式叠加而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的制备方法不同于复杂耗时的溶胶-凝胶化过程，制备工艺简单且所用原料限制少，可适用一系列广泛的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备，并且所制备的气凝胶材料尺寸不受原料的限制。具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料以三维多孔框架为支撑增强结构，纤维间的交联点呈现有效地粘结互连，因此纤维材料具有较好的力学强度与回弹性能。
2、本发明制备的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，填充在三维框架网孔中的无规分散纤维间形成的高孔隙率、小孔径结构有利于存储较多的静止空气。此外，与防水透湿膜进行复合后，有效降低气凝胶材料与外界大气的热量对流损失，从而减小导热系数，不仅极大的提高了纤维气凝胶复合材料的保暖性能，同时还使纤维气凝胶复合材料具备有防水透湿功能。
附图说明
图1为本发明中具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的示意图；
图2为本发明中三维多孔框架增强纤维气凝胶的示意图；
其中，1为防水透湿膜，2为三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，3为三维多孔框架，4为纤维。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明中所使用的防水透湿膜，均购于上海东翔纳米科技有限公司。粘结剂为上海天洋热熔粘结材料股份有限公司生产的EVA热熔胶网膜。
实施例1
如图1所示，一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括2层防水透湿膜1和2层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将10g平均直径为20μm，平均长径比为40000的棉纤维原料分散在500g纯水中，制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的三维编织技术制得体积密度为300mg/cm3，网孔尺寸为15mm，力学强度为10kPa的20g立方体形状的三维多孔棉织物浸没在510g所述棉纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在20℃进行陈化处理13h，形成凝固块。
第三步：采用超临界干燥处理技术，在40℃、15MPa条件下，以二氧化碳为干燥介质干燥处理2.5h，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，并对其以400W的超声功率，进行超声固化3min，进行超声交联固化处理，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶与平均孔径为100nm，厚度为2μm的聚氨酯防水透湿膜进行超声波粘结复合，以400W的超声功率，进行超声处理10min，复合方式为一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料与一层防水透湿膜复合，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.017W/(m.k)，其拉伸强度为35kPa。
实施例2
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括1层防水透湿膜1和2层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将5g平均直径为15μm，平均长径比为30000的蚕丝纤维原料分散在400g纯水中，制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的三维编织技术制得体积密度为280mg/cm3，网孔尺寸为10mm，力学强度为15kPa的60g立方体形状的三维多孔丝织物浸没在405g所述粘胶纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在18℃进行陈化处理13h，形成凝固块。
第三步：采用超临界干燥处理技术，在40℃、15MPa条件下，以二氧化碳为干燥介质干燥处理2.5h，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，采用红外交联固化处理技术，以波长段为0.8～5μm的红外线进行红外辐射20min，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶与平均孔径为200nm，厚度为5μm的聚砜防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为两层增强纤维气凝胶之间夹一层防水透湿膜，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.020W/(m.k)，其拉伸强度为25kPa。
实施例3
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括2层防水透湿膜1和1层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将3.6g平均直径为10μm，平均长径比为50000的聚酰亚胺纤维原料分散在200g水和200g异丙醇的混合溶剂中，制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的发泡成型技术制备体积密度为60mg/cm3，网孔尺寸为3mm，力学强度为25kPa的20g立方体形状的三维多孔聚氨酯泡沫浸没在403.6g所述聚酰亚胺纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在-196℃进行冷冻成型处理20min，形成凝固块。
第三步：采用真空干燥处理，在真空度为611.73Pa以下、温度为0℃以下进行真空干燥处理12h，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行微波交联固化处理，以2800兆赫兹微波辐射30min进行交联固化，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶材料与平均孔径为65nm，厚度为5μm的聚偏氟乙烯防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为两层防水透湿膜之间夹一层增强纤维气凝胶材料，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 110482008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.017W/(m.k)，其拉伸强度为36kPa。
实施例4
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括1层防水透湿膜1和2层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将2.4g平均直径为600nm，平均长径比为50000的聚丙烯腈纤维原料分散在400g乙醇中，制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的发泡成型技术制备体积密度为5mg/cm3，网孔尺寸为1mm，力学强度为15kPa的10g立方体形状的三维多孔二氧化硅泡沫浸没在402.4g所述聚丙烯腈纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在20℃进行溶胶化成型处理20h，形成凝固块。
第三步：采用超临界干燥处理技术，在40℃、15MPa条件下，以二氧化碳为干燥介质干燥处理2.5h，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行伽马射线辐照交联固化处理10min，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶与平均孔径为500nm，厚度为10μm的聚醚砜防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为两层增强纤维气凝胶之间夹一层防水透湿膜，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 110482008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.023W/(m.k)以下，其拉伸强度为26kPa。
实施例5
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括1层防水透湿膜1和1层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将10g平均直径为500nm，平均长径比为30000的透明质酸纤维原料分散在400g乙醇中，制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的三维编织技术制得体积密度为500mg/cm3，网孔尺寸为5mm，力学强度为20kPa的50g立方体形状的三维多孔毛织物浸没在410g所述透明质酸纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在-18℃进行冷冻成型处理20h，形成凝固块。
第三步：采用红外干燥处理，以波长段为0.8～5μm的红外线进行红外干燥20min，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行等离子体辐照交联处理10min，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶材料与平均孔径为2μm，厚度为5μm的聚酰胺酸防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为一层增强纤维气凝胶材料与一层防水透湿膜复合，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.023W/(m.k)以下，其拉伸强度为38kPa。
实施例6
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括2层防水透湿膜1和1层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将4.8g平均直径为600nm，平均长径比为30000的聚乙烯醇缩丁醛纤维原料分散在500g水中，制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的3D打印技术制得体积密度为10mg/cm3，网孔尺寸为3mm，力学强度为10kPa的15g立方体形状的三维多孔聚乳酸框架浸没在504.8g所述聚乙烯醇缩丁醛纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在18℃进行陈化成型处理10h，形成凝固块。
第三步：采用红外干燥处理，以波长段为0.8～5μm的红外线进行红外干燥20min，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行紫外线辐照交联固化处理，在波长为10～400nm的紫外线条件下辐射10min，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶材料与平均孔径为80nm，厚度为5μm的聚丙烯酸防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为两层防水透湿膜间夹一层增强纤维气凝胶材料，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.019W/(m.k)，其拉伸强度为40kPa。
实施例7
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括1层防水透湿膜1和1层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将5g平均直径为100nm，平均长径比为30000的铝纤维原料分散在200g水中，制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的3D打印技术制得体积密度为15mg/cm3，网孔尺寸为2mm，力学强度为10kPa的10g立方体形状的三维多孔碳化硅框架浸没在205g所述铝纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在-100℃进行冷冻成型处理4h，形成凝固块。
第三步：采用红外干燥处理，以波长段为0.8～5μm的红外线进行红外干燥20min，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行电子束辐照交联固化处理10min，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶材料与平均孔径为750nm，厚度为3μm的聚乙烯醇防水透湿膜进行超声粘合复合，以400W的超声功率，进行超声处理10min进行粘结复合，复合方式为一层防水透湿膜与一层增强纤维气凝胶进行复合，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 110482008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.023W/(m.k)以下，其拉伸强度为32kPa。
实施例8
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括1层防水透湿膜1和1层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将5g平均直径为20μm，平均长径比为30000的聚二氧环已酮纤维原料分散在400g水中，制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的三维编织技术制得体积密度为10mg/cm3，网孔尺寸为8mm，力学强度为20kPa的15g立方体形状的三维多孔铜氨织物浸没在405g所述聚二氧环已酮纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在-196℃进行冷冻成型处理4h，形成凝固块。
第三步：采用真空干燥处理，在真空度为611.73Pa以下、温度为0℃以下进行真空干燥处理12h，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行100℃热交联固化处理，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶材料与平均孔径为60nm，厚度为5μm的聚环氧乙烷防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为一层增强纤维气凝胶材料与一层防水透湿膜复合得到，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.016W/(m.k)，其拉伸强度为30kPa。
实施例9
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括1层防水透湿膜1和2层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将5g平均直径为3μm，平均长径比为3000的聚氨酯纤维原料分散在350g叔丁醇中，制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的发泡成型技术制得体积密度为8mg/cm3，网孔尺寸为3mm，力学强度为28kPa的15g立方体形状的三维多孔聚乳酸泡沫浸没在355g所述聚氨酯纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在-196℃进行冷冻成型处理4h，形成凝固块。
第三步：采用真空干燥处理，在真空度为611.73Pa以下、温度为0℃以下进行真空干燥处理12h，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行红外交联固化处理，以波长段为0.8～5μm的红外线进行红外辐照20min，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶材料与平均孔径为5μm，厚度为10μm的聚丙烯腈防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为两层增强纤维气凝胶夹一层防水透湿膜复合，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.023W/(m.k)，其拉伸强度为40kPa。
实施例10
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括1层防水透湿膜1和1层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将5g平均直径为5μm，平均长径比为30000的醋酸纤维素纤维分散在350g叔丁醇中，将2g平均直径为5nm，平均长径比为20000的氧化锆纳米棒分散在250g纯水中，再将二者混合制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的发泡成型技术制得体积密度为5mg/cm3，网孔尺寸为1mm，力学强度为28kPa的10g立方体形状的三维多孔聚环氧乙烷泡沫，并浸没在607g所述混合纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在18℃进行陈化处理12h，形成凝固块。
第三步：采用微波干燥处理，2800兆赫兹微波辐射30min去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行120℃热交联固化处理，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶材料与无孔膜，厚度为10μm的亲水性聚氨酯防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为一层增强纤维气凝胶与一层防水透湿膜复合，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.016W/(m.k)，其拉伸强度为30kPa。
实施例11
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括1层防水透湿膜1和2层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将5g平均直径为10μm，平均长径比为3000的聚苯乙烯纤维分散在200g乙醇中，将2g平均直径为5nm，平均长径比为20的氧化钛纳米棒分散在200g纯水中，再将二者混合制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的3D打印技术制得体积密度为30mg/cm3，网孔尺寸为5mm，力学强度为18kPa的20g立方体形状的三维多孔聚乳酸框架浸没在407g所述混合纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在-20℃进行冷冻处理12h，形成凝固块。
第三步：采用红外干燥处理，以波长段为0.8～5μm的红外线进行红外干燥20min，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行伽马射线交联固化处理10min，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶材料与平均孔径为1000nm，厚度为8μm的聚丙烯腈防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为两层增强纤维气凝胶与一层防水透湿膜复合，并依此复合方式重叠一次，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.018W/(m.k)，其拉伸强度为30kPa。
实施例12
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括2层防水透湿膜1和1层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将10g平均直径为30μm，平均长径比为300的聚乳酸纤维分散在500g叔丁醇中，制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的3D打印技术制得体积密度为20mg/cm3，网孔尺寸为5mm，力学强度为18kPa的8g立方体形状三维多孔聚乙烯醇框架浸没在510g聚乳酸纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在-70℃进行冷冻处理5h，形成凝固块。
第三步：采用红外干燥处理，以波长段为0.8～5μm的红外线进行红外干燥20min，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行伽马射线辐照交联固化处理10min，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶材料与平均孔径为15μm，厚度为30μm的聚丙烯腈防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为两层防水透湿膜与一层增强纤维气凝胶复合，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.015W/(m.k)，其拉伸强度为40kPa。
实施例13
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括1层防水透湿膜1和2层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将10g平均直径为10μm，平均长径比为3000的粘胶纤维分散在500g叔丁醇中，制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的发泡成型技术制得体积密度为10mg/cm3，网孔尺寸为2mm，力学强度为15kPa的15g立方体形状的三维多孔聚乙丙交酯框架浸没在510g粘胶纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在20℃进行溶胶凝胶处理12h，形成凝固块。
第三步：采用微波干燥处理，2800兆赫兹微波辐射30min去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行紫外线辐照交联固化处理，采用波长为10～400nm的紫外线辐射10min，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶材料与平均孔径为3μm，厚度为20μm的聚乙烯醇防水透湿膜进行超声波粘合复合，以400W的超声功率，进行超声处理10min，复合方式为两层增强纤维气凝胶夹一层防水透湿膜复合，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.018W/(m.k)，其拉伸强度为28kPa。
实施例14
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括1层防水透湿膜1和1层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将10g平均直径为20μm，平均长径比为30000的聚二氧环已酮纤维分散在300g乙醇中，将10g平均直径为10μm，平均长径比为80的碳化硅纳米线/棒分散在200g二甲基亚砜中，再将二者混合制得均匀的纤维分散浆液。
第二步：采用常规的三维编织技术制得体积密度为100mg/cm3，网孔尺寸为10mm，力学强度为30kPa的10g立方体形状的三维多孔聚丙烯腈织物浸没在520g所述混合纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在-20℃进行冷冻处理12h，形成凝固块。
第三步：采用红外干燥处理，以波长段为0.8～5μm的红外线进行红外干燥20min，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行X射线交联固化处理15min，构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将所得每层厚度为10mm的增强纤维气凝胶材料与平均孔径为800nm，厚度为15μm的聚碳酸酯防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为一层增强纤维气凝胶与一层防水透湿膜复合，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.020W/(m.k)，其拉伸强度为40kPa。
实施例15
一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，包括1层防水透湿膜1和2层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料2。
如图2所示，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架3和纤维4，三维多孔框架3作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法为：
第一步：将5g平均直径为20nm，平均长径比为5的四氧化三钴纳米/棒、2g平均直径为20nm，平均长径比为50的氮化镓纳米线/棒、3g平均直径为20nm，平均长径比为60的氮化铝纳米线/棒分散在300g水中，6g平均直径为600nm，平均长径比为4000的氧化锰锂纤维、3g平均直径为50μm，1g平均长径比为50000的铁纤维分散在300g丙酮中，然后将上述分散液混合，制得均匀的纤维混合浆液。
第二步：采用常规的三维编织技术制得体积密度为200mg/cm3，网孔尺寸为20mm，力学强度为30kPa的20g立方体形状的三维多孔聚丙烯酰胺织物浸没在620g所述混合纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行在-20℃进行冷冻处理12h，形成凝固块。
第三步：采用真空干燥处理，在真空度为611.73Pa以下、温度为0℃以下进行真空干燥处理12h，去除凝固块中的溶剂，得到预处理纤维气凝胶。
第四步：将所得的预处理纤维气凝胶，进行红外线交联固化处理，以波长段为0.8～5μm的红外线进行红外辐照20min构筑稳定的三维纤维网络结构，获得了以三维多孔框架增强纤维气凝胶材料，使其具备良好的力学性能及压缩回弹性能。
第五步：将每层厚度为10mm的所得增强纤维气凝胶材料与平均孔径为1μm，厚度为30μm的聚酰胺防水透湿膜进行粘结剂热熔层压复合，将EVA热熔胶网膜粘结剂平铺在防水透湿膜和三维多孔框架增强纤维气凝胶之间，于真空烘箱60℃下进行30min热熔粘合。复合方式为两层增强纤维气凝胶夹一层防水透湿膜复合，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
采用厚度为10mm、长度为35cm、宽度为35cm的该气凝胶材料作为试验样品。基于GB/T 11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试标准，采用YG606纺织品热阻测试仪测得该试样导热系数为0.018W/(m.k)，其拉伸强度为50kPa。

Claims (10)

1.一种具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，其特征在于，包括至少一层防水透湿膜和至少一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料。
2.如权利要求1所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，其特征在于，所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的导热系数可达0.015～0.023W/(m·k)，拉伸强度可达到20～50kPa。
3.如权利要求1所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，其特征在于，所述的防水透湿膜的孔径尺寸不超过5μm，厚度为10～30μm；所述的防水透湿膜的原料为聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚乙烯咔唑、醋酸纤维素酯、聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚醚醚酮、聚丙烯酸、聚乳酸、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、热塑性聚氨酯、尼龙、聚对苯二甲酸二元醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、聚烯烃、聚偏氟乙烯-全氟丙烯、聚偏氟乙烯中的一种或者多种的组合。
4.如权利要求1所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，其特征在于，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料含有三维多孔框架作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于纤维分散浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。
5.如权利要求1所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，其特征在于，所述的三维多孔框架的三维成型技术为三维编织技术、3D打印技术、发泡成型技术中的一种或者多种的组合。
6.如权利要求1所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料，其特征在于，所述的三维多孔框架的力学强度不低于10kPa；三维多孔框架材质为天然材料和/或合成材料和/或无机材料的一种或多种组合；三维多孔框架体积密度在1～500mg/cm3，所述三维多孔框架的孔径大小为1～20mm；
所述的天然材料为：棉、木棉、麻、木浆、竹浆、毛、蚕丝、木材、甲壳素、胶原蛋白、丝素蛋白的一种或多种组合；
所述的合成材料为：聚乳酸-己内酯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、聚丙烯酸、聚偏氟乙烯酸、聚吡咯烷酮、聚乳酸、聚乳酸乙醇酸、聚砜、聚乙二炔、聚苯乙烯共聚马来酸酐、聚甲基三乙氧基硅烷、聚谷氨酸、聚己内酯、聚对苯乙炔、聚乙丙交酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚氯乙烯、聚二氧环己酮、聚三羟基丁酸酯、聚羟基丁酸酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯并恶嗪、聚对苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮、聚偏氟乙酸、聚环氧乙烷、聚乙烯咔唑、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚苯胺、聚芳酰胺、聚丁二酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯的一种或多种的组合；
所述的无机纤维为：二氧化硅、氧化镍、氧化铜、氧化锌、二氧化锆、二氧化锗、五氧化二钒、三氧化二铟、三氧化二铝、三氧化二锰、四氧化三锰、二氧化钛、氧化钯、氧化铌、氧化铝、氧化铈、氧化钴、氧化锡、氧化镍铁、氧化锰锂、氧化钛美、铜、钴、铁、铝、碳、石墨、碳化硅、碳化锆、氮化镓、氮化锆中的一种或多种的混合物。
7.权利要求1-6中任一项所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法，其特征在于，包括：
第一步：将纤维原料分散在对其不溶的溶剂中，制得均匀的纤维分散浆液；
第二步：将三维多孔框架置于在第一步中所得的纤维分散浆液中，并对混合的浆液进行成型处理，形成凝固块；
第三步：对第二步中所得的凝固块进行溶剂干燥处理，得到预处理纤维气凝胶；
第四步：对第三步中得到的预处理纤维气凝胶进行固化处理，获得三维多孔框架增强纤维气凝胶材料；
第五步：将所得三维多孔框架增强纤维气凝胶材料与防水透湿膜进行复合，获得具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料。
8.如权利要求7所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法，其特征在于，所述的纤维原料为天然纤维和/或合成纤维和/或无机纤维，所述纤维的平均直径为20nm～30um，纤维的平均长径比为5～50000，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、叔丁醇和丙酮的一种或多种组合；
其中天然纤维为：棉纤维、木棉纤维、麻纤维、木浆纤维、竹浆纤维、毛纤维、蚕丝纤维、蛛丝纤维、木质素纤维和细菌纤维素纤维的一种或多种组合；
合成纤维为：粘胶纤维、铜氨纤维、醋酸纤维素纤维、皂化醋酯纤维、乙基纤维素纤维、羟丙基纤维素纤维、甲壳素纤维、壳聚糖纤维、透明质酸纤维、胶原纤维、硝化纤维素纤维、明胶纤维、丝素蛋白纤维、沥青纤维、聚乳酸-己内酯纤维、弹性蛋白纤维、植物蛋白纤维、右旋糖苷纤维、海藻酸钠纤维、聚氧化乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯醇缩丁醛纤维、酚醛树脂纤维、再生蛋白质纤维、聚丙烯酸纤维、聚偏氟乙烯酸纤维、聚吡咯烷酮纤维、聚乳酸纤维、聚乳酸乙醇酸纤维、聚砜纤维、聚乙二炔纤维、聚苯乙烯共聚马来酸酐纤维、聚甲基三乙氧基硅烷纤维、聚谷氨酸纤维、聚己内酯纤维、聚对苯乙炔纤维、聚乙丙交酯纤维、聚氨酯纤维、聚苯乙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚醋酸乙烯酯纤维、聚丙烯纤维、聚乙二醇纤维、聚丙烯酰胺纤维、聚乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚二氧环己酮纤维、聚三羟基丁酸酯纤维、聚羟基丁酸酯纤维、聚碳酸酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚醚酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯并恶嗪纤维、聚对苯二甲酰间苯二胺纤维、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维、聚对苯二甲酸丙二酯纤维、聚甲基丙烯酸甲酯纤维、聚醚醚酮纤维、聚偏氟乙酸纤维、聚环氧乙烷纤维、聚乙烯咔唑纤维、聚偏氟乙烯纤维、聚酰胺纤维、聚苯胺纤维、聚芳酰胺纤维、聚丁二酸丁二醇酯纤维和聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯纤维的一种或多种的组合；
无机纤维为：玻璃纤维、二氧化硅纤维、石棉纤维、氧化镍纤维、氧化铜纤维、氧化锌纤维、二氧化锆纤维、二氧化锗纤维、五氧化二钒纤维、三氧化二铟纤维、三氧化二铝纤维、三氧化二锰纤维、四氧化三锰纤维、二氧化钛纤维、氧化钯纤维、氧化铌纤维、氧化铝纤维、氧化铈纤维、氧化钴纤维、氧化锡纤维、氧化镍铁纤维、氧化锰锂纤维、氧化钛美纤维、铜纤维、钴纤维、铁纤维、铝纤维、碳纤维、石墨纤维、碳化硅纤维、碳化锆纤维、氮化镓纤维、氮化锆纤维、硅化钴纳米线/棒、硅化钨纳米线/棒、硅化镍纳米线/棒、硅化钼纳米线/棒、硅化铁纳米线/棒、硫化锌纳米线/棒、硫化镉纳米线/棒、硫化镍纳米线/棒、氧化铟纳米线/棒、二氧化钒纳米线/棒、氧化铁纳米线/棒、氧化铜纳米线/棒、氧化钇纳米线/棒、氧化锰锌纳米线/棒、二氧化钕纳米线/棒、氧化锌纳米线/棒、氧化铈纳米线/棒、氧化锆纳米线/棒、二氧化钛纳米线/棒、氧化铝纳米线/棒、氧化锡纳米线/棒、氧化钼纳米线/棒、氧化锰纳米线/棒、氧化镍纳米线/棒、四氧化三钴纳米线/棒、氮化镓纳米线/棒、氮化铝纳米线/棒、氮化硅纳米线/棒、氮化钛纳米线/棒、氮化硼纳米线/棒、氮化钙纳米线/棒、硒化锌纳米线/棒、硒化银纳米线/棒、碳化硅纳米线/棒、碳化钛纳米线/棒、碲化银纳米线/棒、碲化镉纳米线/棒、钛化铌纳米线/棒、铁纳米线/棒、银纳米线/棒、硅纳米线/棒、碳纳米线/棒、金纳米线/棒、碳纳米管、镍纳米管、氧化锆纳米管、硒化镉纳米管、石墨炔纳米管、氮化硼纳米管、羟基磷灰石纳米管、聚膦腈纳米管、二硫化钨纳米管、聚吡咯纳米管、氧化钛纳米管、碳化硅纳米管、硫化镉纳米管、二氧化铈纳米管、氮化碳纳米管和氮化铝纳米中的一种或多种的混合物。
9.如权利要求8所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法，其特征在于，所述的浆液成型处理为陈化处理、冷冻处理中的一种或多种的组合。
10.如权利要求8所述的具有防水透湿功能的框架增强气凝胶保暖材料的制备方法，其特征在于，所述的三维多孔框架增强纤维气凝胶材料与防水透湿膜的复合方式为一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料与一层防水透湿膜复合或一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料与一层防水透湿膜复合并重复此复合方式叠加，或是两层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料夹一层防水透湿膜或两层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料夹一层防水透湿膜并重复此复合方式叠加，或是两层防水透湿膜间夹一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料复合或两层防水透湿膜间夹一层三维多孔框架增强纤维气凝胶材料复合并重复此复合方式叠加而成。
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