CN112553750A - 一种气凝胶填充的三维间隔织物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及三维间隔织物技术领域，公开了一种气凝胶填充的三维间隔织物，阻燃纤维20‑30份、气凝胶纤维10‑20份、相变纤维10‑20份、形状记忆纤维10‑15份、防静电液3‑5份。本发明通过加入气凝胶纤维，使纤维气凝胶直接加入到其他纤维中，一同进行混纺，制成三维间隔织物，不仅省去了将气凝胶直接加入到三维间隔织物，而且使气凝胶与三维间隔织物的结合性更好，本发明通过加入阻燃纤维、相变纤维和形状记忆纤维，不但可以利用阻燃纤维，增加三维间隔织物的阻燃能力，而且经过相变纤维，当环境温度高于某一阈值时，材料相变吸热而具有制冷效果；当环境温度低于某一阈值时，材料相变放热而具有保温效果，以此来控制纤维周围的温度，从而调节三维间隔织物的温度。

Description

一种气凝胶填充的三维间隔织物及其制备方法
技术领域
本发明涉及三维间隔织物技术领域，具体为一种气凝胶填充的三维间隔织物及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，人们对热防护领域中耐高温材料和隔热材料的要求越来越高，目前，各种耐高温的填充材料被广泛使用，如氧化铝、氧化锆和二氧化硅等纳米粉体和气凝胶材料，人们尝试采用二氧化硅气凝胶与各种耐热纤维复合，制备气凝胶复合材料，但是散纤维的力学性能较差，气凝胶与纤维之间的界面结合作用较弱，所以获得的气凝胶复合材料的力学性能提高有限。
专利号CN201810033459.X，公开了一种气凝胶填充织物的制备方法，其特征在于，包括：步骤一、以耐高温纤维为经纬纱，采用三维织造技术织造三维织物作为骨架材料；步骤二、制备醇溶胶；步骤三、将步骤一中的三维织物放入步骤二中得到的醇溶胶中，滴加氨水溶液以形成醇凝胶后，在水浴中静置6-8小时；常压干燥得到气凝胶填充织物，该织物兼具气凝胶的耐高温和隔热特性和三维织物强度高、整体性好的优点，在工业和军工等领域具有广泛应用。
但是，现有的气凝胶填充织物，在制备的过程中，都是将二氧化硅气凝胶填充进入到三维间隔织物中，并不能够与三维间隔织物很好的结合在一起，而且现有的三维间隔织物功能比较单一，不具备调温功能和自复位功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气凝胶填充的三维间隔织物及其制备方法及方法，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气凝胶填充的三维间隔织物，阻燃纤维20-30份、气凝胶纤维10-20份、相变纤维10-20份、形状记忆纤维10-15份、防静电液3-5份。
作为本发明的一种优选实施方式，阻燃纤维20份、气凝胶纤维10份、相变纤维10份、形状记忆纤维10份、防静电液3份。
作为本发明的一种优选实施方式，阻燃纤维25份、气凝胶纤维16份、相变纤维14份、形状记忆纤维16份、防静电液4份。
作为本发明的一种优选实施方式，阻燃纤维30份、气凝胶纤维20份、相变纤维20份、形状记忆纤维15份、防静电液5份。
作为本发明的一种优选实施方式，一种气凝胶填充的三维间隔织物制备方法，利用气凝胶填充的三维间隔织物，所述一种气凝胶填充的三维间隔织物制备方法的步骤如下：
步骤一：阻燃纤维、气凝胶纤维、相变纤维和形状记忆纤维利用混纺机，进行混纺；
步骤二：然后经过引纬机引纬纱，经纬纱相互交织形成面纱层，在梭口打开状态下放入间隔片，间隔纱交织，将两层面纱层捆绑成为一个整体，然后进电机卷取，完成一个完整循环的织造，得到三维机织间隔织物；
步骤三：在得到三维机织间隔织物后，将三维机织间隔织物放入到防静电液中进行浸泡。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤一中的阻燃纤维，可为聚酰亚胺纤维、玄武岩纤维、聚苯硫醚纤维和芳砜纶纤维当中的一种。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤三中将三维机织间隔织物放入到防静电液中浸泡的时间为15-30min。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明通过加入气凝胶纤维，使纤维气凝胶直接加入到其他纤维中，一同进行混纺，制成三维间隔织物，不仅省去了将气凝胶直接加入到三维间隔织物，而且使气凝胶与三维间隔织物的结合性更好，本发明通过加入阻燃纤维、相变纤维和形状记忆纤维，不但可以利用阻燃纤维，增加三维间隔织物的阻燃能力，而且经过相变纤维，当环境温度高于某一阈值时，材料相变吸热而具有制冷效果；当环境温度低于某一阈值时，材料相变放热而具有保温效果，以此来控制纤维周围的温度，从而调节三维间隔织物的温度，不仅如此，形状记忆纤维是在特定条件刺激下能恢复初始形状的一类纤维，其原始形状可设计成直线、波浪、螺旋或其它形状，能够提升三维间隔织物的自复位性能，本发明通过加入抗静电液，将三维间隔织物投入到抗静电液中，增加了三维间隔织物的抗静电性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种气凝胶填充的三维间隔织物及其制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种气凝胶填充的三维间隔织物，阻燃纤维20-30份、气凝胶纤维10-20份、相变纤维10-20份、形状记忆纤维10-15份、防静电液3-5份。
进一步的，阻燃纤维20份、气凝胶纤维10份、相变纤维10份、形状记忆纤维10份、防静电液3份。
进一步的，阻燃纤维25份、气凝胶纤维16份、相变纤维14份、形状记忆纤维16份、防静电液4份。
进一步的，阻燃纤维30份、气凝胶纤维20份、相变纤维20份、形状记忆纤维15份、防静电液5份。
进一步的，一种气凝胶填充的三维间隔织物制备方法，利用气凝胶填充的三维间隔织物，所述一种气凝胶填充的三维间隔织物制备方法的步骤如下：
步骤一：阻燃纤维、气凝胶纤维、相变纤维和形状记忆纤维利用混纺机，进行混纺；
步骤二：然后经过引纬机引纬纱，经纬纱相互交织形成面纱层，在梭口打开状态下放入间隔片，间隔纱交织，将两层面纱层捆绑成为一个整体，然后进电机卷取，完成一个完整循环的织造，得到三维机织间隔织物；
步骤三：在得到三维机织间隔织物后，将三维机织间隔织物放入到防静电液中进行浸泡。
进一步的，所述步骤一中的阻燃纤维，可为聚酰亚胺纤维、玄武岩纤维、聚苯硫醚纤维和芳砜纶纤维当中的一种。
进一步的，所述步骤三中将三维机织间隔织物放入到防静电液中浸泡的时间为15-30min。
实施例一
所述的三维间隔织物材料，包括以下原料及其重量分数：阻燃纤维20份、气凝胶纤维10份、相变纤维10份、形状记忆纤维10份、防静电液3份。
制备步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
步骤一：阻燃纤维、气凝胶纤维、相变纤维和形状记忆纤维利用混纺机，进行混纺；
步骤二：然后经过引纬机引纬纱，经纬纱相互交织形成面纱层，在梭口打开状态下放入间隔片，间隔纱交织，将两层面纱层捆绑成为一个整体，然后进电机卷取，完成一个完整循环的织造，得到三维机织间隔织物；
步骤三：在得到三维机织间隔织物后，将三维机织间隔织物放入到防静电液中进行浸泡。
实施例二
所述的三维间隔织物材料，包括以下原料及其重量分数：阻燃纤维25份、气凝胶纤维16份、相变纤维14份、形状记忆纤维16份、防静电液4份。
制备步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
步骤一：阻燃纤维、气凝胶纤维、相变纤维和形状记忆纤维利用混纺机，进行混纺；
步骤二：然后经过引纬机引纬纱，经纬纱相互交织形成面纱层，在梭口打开状态下放入间隔片，间隔纱交织，将两层面纱层捆绑成为一个整体，然后进电机卷取，完成一个完整循环的织造，得到三维机织间隔织物；
步骤三：在得到三维机织间隔织物后，将三维机织间隔织物放入到防静电液中进行浸泡。
实施例三
所述的三维间隔织物材料，包括以下原料及其重量分数：阻燃纤维30份、气凝胶纤维20份、相变纤维20份、形状记忆纤维15份、防静电液5份。
制备步骤如下：
a.将上述原料按照重量份数称取；
步骤一：阻燃纤维、气凝胶纤维、相变纤维和形状记忆纤维利用混纺机，进行混纺；
步骤二：然后经过引纬机引纬纱，经纬纱相互交织形成面纱层，在梭口打开状态下放入间隔片，间隔纱交织，将两层面纱层捆绑成为一个整体，然后进电机卷取，完成一个完整循环的织造，得到三维机织间隔织物；
步骤三：在得到三维机织间隔织物后，将三维机织间隔织物放入到防静电液中进行浸泡。
传统三维间隔织物数据参数表1如下：
测试项目 阻燃效果 调温效果 自复位效果
参数指标 一般 无 无
实施例一三维间隔织物数据参数表2如下：
测试项目 阻燃效果 调温效果 自复位效果
参数指标 良好 良好 一般
实施例二三维间隔织物数据参数表3如下：
测试项目 阻燃效果 调温效果 自复位效果
参数指标 优 优 良好
实施例三三维间隔织物数据参数表4如下：
测试项目 阻燃效果 调温效果 自复位效果
参数指标 极优 极优 优
综上述，参照表1、表2、表3和表4的数据对比得到，本发明通过加入气凝胶纤维，使纤维气凝胶直接加入到其他纤维中，一同进行混纺，制成三维间隔织物，不仅省去了将气凝胶直接加入到三维间隔织物，而且使气凝胶与三维间隔织物的结合性更好，本发明通过加入阻燃纤维、相变纤维和形状记忆纤维，不但可以利用阻燃纤维，增加三维间隔织物的阻燃能力，而且经过相变纤维，当环境温度高于某一阈值时，材料相变吸热而具有制冷效果；当环境温度低于某一阈值时，材料相变放热而具有保温效果，以此来控制纤维周围的温度，从而调节三维间隔织物的温度，不仅如此，形状记忆纤维是在特定条件刺激下能恢复初始形状的一类纤维，其原始形状可设计成直线、波浪、螺旋或其它形状，能够提升三维间隔织物的自复位性能，本发明通过加入抗静电液，将三维间隔织物投入到抗静电液中，增加了三维间隔织物的抗静电性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种气凝胶填充的三维间隔织物，其特征在于：阻燃纤维20-30份、气凝胶纤维10-20份、相变纤维10-20份、形状记忆纤维10-15份、防静电液3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种气凝胶填充的三维间隔织物，其特征在于：阻燃纤维20份、气凝胶纤维10份、相变纤维10份、形状记忆纤维10份、防静电液3份。
3.根据权利要求1所述的一种气凝胶填充的三维间隔织物，其特征在于：阻燃纤维25份、气凝胶纤维16份、相变纤维14份、形状记忆纤维16份、防静电液4份。
4.根据权利要求1所述的一种气凝胶填充的三维间隔织物，其特征在于：阻燃纤维30份、气凝胶纤维20份、相变纤维20份、形状记忆纤维15份、防静电液5份。
5.一种气凝胶填充的三维间隔织物制备方法，其特征在于，利用权利要求1～4中任一权利要求所述的气凝胶填充的三维间隔织物，所述一种气凝胶填充的三维间隔织物制备方法的步骤如下：
步骤一：阻燃纤维、气凝胶纤维、相变纤维和形状记忆纤维利用混纺机，进行混纺；
步骤二：然后经过引纬机引纬纱，经纬纱相互交织形成面纱层，在梭口打开状态下放入间隔片，间隔纱交织，将两层面纱层捆绑成为一个整体，然后进电机卷取，完成一个完整循环的织造，得到三维机织间隔织物；
步骤三：在得到三维机织间隔织物后，将三维机织间隔织物放入到防静电液中进行浸泡。
6.根据权利要求5所述的一种气凝胶填充的三维间隔织物制备方法，其特征在于：所述步骤一中的阻燃纤维，可为聚酰亚胺纤维、玄武岩纤维、聚苯硫醚纤维和芳砜纶纤维当中的一种。
7.根据权利要求5所述的一种气凝胶填充的三维间隔织物制备方法，其特征在于：所述步骤三中将三维机织间隔织物放入到防静电液中浸泡的时间为15-30min。
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