CN112553917B - 一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，将基布水洗后烘干，然后进行等离子处理；将热阻隔涂料以1‑6g/m2的用量对处理后的基布进行涂层，所述热阻隔涂料由3‑15％的气相二氧化硅‑旋光聚氨酯组合物、30‑50％的稳定剂和45‑60％的渗透剂组成，气相二氧化硅‑旋光聚氨酯组合物由质量比为1:(10‑25)的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成，将涂层后的基布干燥，水洗，再干燥，即得。本发明通过气凝胶‑旋光聚氨酯复配体系形成保暖有效组分，聚氨酯具有良好的成膜性，纳米二氧化硅具有很好的保暖性及致孔作用，通过特定配比组合，可以在织物表面呈均匀透气膜，使织物具有透气性的同时还具有优良的保暖性能。

Description

一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法
技术领域
本发明涉及功能纺织材料制备领域，具体涉及一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法。
背景技术
在织物的热阻隔技术中，较常见的有涂层技术、静电纺丝技术和成膜技术等。自上个世纪70年代以来，我国逐步开始研究涂层技术，涂层产品相继问世。涂层整理是将一层或几层高聚物等物质均匀地涂覆在纺织品的表面，以改善织物的外观和风格为目的，赋予织物一种或几种新的功能，目前，较普遍的涂层面料多为防水、防油、防污、耐磨、阻燃、防静电、防辐射、弹性、柔软等，这些涂层整理拓宽了织物的用途，大大提高产品的性能和附加值。因此，织物的涂层整理作为一项后整理技术，在当今纺织业中占有不可撼动的一席之位。
织物的涂层整理中，涂层物与基布之间的结合方式有两种，一种物理作用，包括吸附、浸润作用；另一种是化学力结合，是通过一定手段如面料表面氧化活化、高能辐射、等离子活化等技术使得面料表面生成具有反应活性的基团或者自由基。耐水洗牢度是涂层面料一个非常重要的性能指标，耐水洗性能的优劣将直接影响最终涂层织物的使用情况。现有技术的涂层织物耐水洗性能不佳，从而导致保暖性能不佳。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，本发明对功能热阻隔材料的复配技术，结合高能辐射技术对面料进行处理，实现气凝胶体系在织物表面的强力附着，赋予织物优良的保暖性能。
技术方案
一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将基布水洗后烘干，然后进行等离子处理，得到处理后的基布；
(2)制备热阻隔涂料，以1-6g/m2的用量对处理后的基布进行涂层，得到涂层后的基布；以热阻隔涂料的总重为100％计，所述热阻隔涂料由3-15％的气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物、30-50％的稳定剂和45-60％的渗透剂组成，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:(10-25)的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成；
(3)将涂层后的基布进行干燥，然后水洗，再干燥，得到气凝胶热阻隔复合织物材料。
进一步，步骤(1)中，水洗温度为60-80℃，时间为40-100min。
进一步，步骤(1)中，所述烘干温度为40-70℃，时间为20-50min。
进一步，步骤(1)中，所述等离子处理在氧气、氢气或氩气气氛下进行，处理时间为2-6min，等离子处理的功率为60-300w。优选等离子处理在氧气气氛下进行，具有更优的氧化能力，可以在布面形成较多的活性基团。
进一步，步骤(2)中，所述稳定剂为抗热黄变剂、抗日晒黄变剂或抗氧化黄变剂中的一种或两种以上任意比例的混合物。
进一步，步骤(2)中，所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、硫酸化蓖麻油、烷基磺酸钠或磷酸酯中的任意一种。
进一步，步骤(2)中，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物的用量占热阻隔涂料的 9％。此时，热阻隔效率最高。
进一步，步骤(3)中，所述水洗温度为20-25℃。
进一步，步骤(3)中，所述干燥温度为50-100℃。
本发明的有益效果：本发明通过气凝胶-旋光聚氨酯复配体系形成保暖有效组分，聚氨酯具有良好的成膜性，纳米二氧化硅具有很好的保暖性，同时具有致孔作用，通过特定配比组合，可以在织物表面呈均匀透气膜，保证织物具有一定的透气性的同时，还具有优良的保暖性能。
附图说明
图1实施例1-5、对比例1制得的气凝胶热阻隔复合织物材料的SEM图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做详细的描述。下述实施例中，渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；稳定剂为抗热黄变剂、抗日晒黄变剂和抗氧化黄变剂质量比为1:1:1 的混合物，抗热黄变剂、抗日晒黄变剂和抗氧化黄变剂均购自于广东德美精细化工有限公司。但不限于此。
实施例1
一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用海岛丝制备的面料作为基布，海岛丝单纤维细度为0.01D，基布经80℃水煮 60min，在60℃下干燥30min，冷却至室温后，在氧气气氛下等离子处理2min，等离子处理的功率为200w，得到处理后的基布；
(2)制备热阻隔涂料，以4g/m2的用量对处理后的基布进行涂层，得到涂层后的基布；以热阻隔涂料的总重为100％计，所述热阻隔涂料由3％的气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物、 47％的稳定剂和50％的渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)组成，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:10的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成；
(3)将涂层后的基布在60℃下干燥30min，然后水洗，再在60℃下干燥30min，得到气凝胶热阻隔复合织物材料。
实施例2
步骤(2)中，气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:15的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成。其余与实施例1相同。
实施例3
步骤(2)中，气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:18的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成。其余与实施例1相同。
实施例4
步骤(2)中，气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:20的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成。其余与实施例1相同。
实施例5
步骤(2)中，气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:25的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成。其余与实施例1相同。
对比例1
步骤(2)中，热阻隔涂料中不含旋光聚氨酯，热阻隔涂料由3％的气相二氧化硅、47％的稳定剂和50％的渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)组成。其余与实施例1相同。
图1为实施例1-5、对比例1制得的气凝胶热阻隔复合织物材料的SEM图，其中，图1A为对比例1制得的气凝胶热阻隔复合织物材料的SEM图，图1B为实施例1，图1C为实施例2，图1D为实施例3，图1E为实施例4，图1F为实施例5，由图1可以看出，实施例3制得的气凝胶热阻隔复合织物材料，即气相二氧化硅和旋光聚氨酯在质量比为1:18 时最佳，较少团聚，覆盖率也较高。
实施例6
一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用海岛丝制备的面料作为基布，海岛丝单纤维细度为0.01D，基布经80℃水煮 60min，在60℃下干燥30min，冷却至室温后，在氧气气氛下等离子处理2min，等离子处理的功率为200w，得到处理后的基布；
(2)制备热阻隔涂料，以6g/m2的用量对处理后的基布进行涂层，得到涂层后的基布；以热阻隔涂料的总重为100％计，所述热阻隔涂料由3％的气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物、 47％的稳定剂和50％的渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)组成，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:18的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成；
(3)将涂层后的基布在60℃下干燥30min，然后水洗，再在60℃下干燥30min，得到气凝胶热阻隔复合织物材料。
实施例7
一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用海岛丝制备的面料作为基布，海岛丝单纤维细度为0.01D，基布经80℃水煮 60min，在60℃下干燥30min，冷却至室温后，在氧气气氛下等离子处理3min，等离子处理的功率为200w，得到处理后的基布；
(2)制备热阻隔涂料，以4g/m2的用量对处理后的基布进行涂层，得到涂层后的基布；以热阻隔涂料的总重为100％计，所述热阻隔涂料由3％的气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物、 47％的稳定剂和50％的渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)组成，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:18的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成；
(3)将涂层后的基布在60℃下干燥30min，然后水洗，再在60℃下干燥30min，得到气凝胶热阻隔复合织物材料。
实施例8
一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用海岛丝制备的面料作为基布，海岛丝单纤维细度为0.01D，基布经80℃水煮 60min，在60℃下干燥30min，冷却至室温后，在氧气气氛下等离子处理4min，等离子处理的功率为200w，得到处理后的基布；
(2)制备热阻隔涂料，以4g/m2的用量对处理后的基布进行涂层，得到涂层后的基布；以热阻隔涂料的总重为100％计，所述热阻隔涂料由3％的气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物、 47％的稳定剂和50％的渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)组成，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:18的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成；
(3)将涂层后的基布在60℃下干燥30min，然后水洗，再在60℃下干燥30min，得到气凝胶热阻隔复合织物材料。
实施例9
一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用海岛丝制备的面料作为基布，海岛丝单纤维细度为0.01D，基布经80℃水煮 60min，在60℃下干燥30min，冷却至室温后，在氧气气氛下等离子处理3min，等离子处理的功率为200w，得到处理后的基布；
(2)制备热阻隔涂料，以4g/m2的用量对处理后的基布进行涂层，得到涂层后的基布；以热阻隔涂料的总重为100％计，所述热阻隔涂料由6％的气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物、 44％的稳定剂和50％的渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)组成，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:18的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成；
(3)将涂层后的基布在60℃下干燥30min，然后水洗，再在60℃下干燥30min，得到气凝胶热阻隔复合织物材料。
实施例10
一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用海岛丝制备的面料作为基布，海岛丝单纤维细度为0.01D，基布经80℃水煮 60min，在60℃下干燥30min，冷却至室温后，在氧气气氛下等离子处理3min，等离子处理的功率为200w，得到处理后的基布；
(2)制备热阻隔涂料，以4g/m2的用量对处理后的基布进行涂层，得到涂层后的基布；以热阻隔涂料的总重为100％计，所述热阻隔涂料由9％的气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物、 41％的稳定剂和50％的渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)组成，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:18的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成；
(3)将涂层后的基布在60℃下干燥30min，然后水洗，再在60℃下干燥30min，得到气凝胶热阻隔复合织物材料。
实施例11
一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用海岛丝制备的面料作为基布，海岛丝单纤维细度为0.01D，基布经80℃水煮 60min，在60℃下干燥30min，冷却至室温后，在氧气气氛下等离子处理3min，等离子处理的功率为200w，得到处理后的基布；
(2)制备热阻隔涂料，以4g/m2的用量对处理后的基布进行涂层，得到涂层后的基布；以热阻隔涂料的总重为100％计，所述热阻隔涂料由12％的气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物、40％的稳定剂和48％的渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)组成，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:18的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成；
(3)将涂层后的基布在60℃下干燥30min，然后水洗，再在60℃下干燥30min，得到气凝胶热阻隔复合织物材料。
实施例12
一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用海岛丝制备的面料作为基布，海岛丝单纤维细度为0.01D，基布经80℃水煮 60min，在60℃下干燥30min，冷却至室温后，在氧气气氛下等离子处理3min，等离子处理的功率为200w，得到处理后的基布；
(2)制备热阻隔涂料，以4g/m2的用量对处理后的基布进行涂层，得到涂层后的基布；以热阻隔涂料的总重为100％计，所述热阻隔涂料由15％的气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物、40％的稳定剂和45％的渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)组成，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:18的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成；
(3)将涂层后的基布在60℃下干燥30min，然后水洗，再在60℃下干燥30min，得到气凝胶热阻隔复合织物材料。
性能测试
测试基布及实施例3、6-12制得的气凝胶热阻隔复合织物材料的厚度、保温率和热传系数，保温率和热传系数的测试方法参考的是GB/T 11048-1989，测试结果见表1：
表1
Figure 1
由表1的测试结果可以看出，与未处理的基布相比，本发明实施例制得的气凝胶热阻隔复合织物材料具有很好的保温率和较低的热传系数。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将基布水洗后烘干，然后进行等离子处理，得到处理后的基布；
（2）制备热阻隔涂料，以1-6g/m2的用量对处理后的基布进行涂层，得到涂层后的基布；以热阻隔涂料的总重为100%计，所述热阻隔涂料由3-15%的气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物、30-50%的稳定剂和45-60%的渗透剂组成，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物由质量比为1:（10-25）的气相二氧化硅和旋光聚氨酯组成；
（3）将涂层后的基布进行干燥，然后水洗，再干燥，得到气凝胶热阻隔复合织物材料；
步骤（1）中，所述等离子处理在氧气、氢气或氩气气氛下进行，处理时间为2-6min，等离子处理的功率为60-300w。
2.如权利要求1所述气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，水洗温度为60-80℃，时间为40-100min。
3.如权利要求1所述气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述烘干温度为40-70℃，时间为20-50min。
4.如权利要求1所述气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述稳定剂为抗热黄变剂、抗日晒黄变剂或抗氧化黄变剂中的一种或两种以上任意比例的混合物。
5.如权利要求1所述气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、硫酸化蓖麻油、烷基磺酸钠或磷酸酯中的任意一种。
6.如权利要求1所述气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述气相二氧化硅-旋光聚氨酯组合物的用量占热阻隔涂料的9%。
7.如权利要求1所述气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述水洗温度为20-25℃。
8.如权利要求1至7任一项所述气凝胶热阻隔复合织物材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述干燥温度为50-100℃。
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