CN112695537B - 一种保暖面料用浆料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种保暖面料用浆料及其制备方法和应用；所述保暖面料用浆料由包括以下组分的原料制备而成：聚酰亚胺2重量份～10重量份；溶剂25重量份～35重量份；粘合剂80重量份～120重量份；交联剂5重量份～10重量份；促进剂2重量份～5重量份；所述的交联剂为封端的异氰酸酯。与现有技术相比，本发明提供的保暖面料用浆料利用聚酰亚胺材料导热率低的特点，采用特定含量组分，实现整体较好的相互作用，能够赋予面料极佳的保暖隔热性能，并且稳定性好，不会因为染整加工工序对其结构和性能造成任何影响，适用于保暖面料的制备。

Description

一种保暖面料用浆料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及功能面料技术领域，更具体地说，是涉及一种保暖面料用浆料及其制备方法和应用。
背景技术
随着经济的发展及社会的进步，人们对服饰的功能性要求逐步提高，保暖面料成为服饰领域研究和开发的热点。近年来，现有技术主要通过功能性化学品提高面料的保暖性能。如公开号为CN107447536A的中国专利公开了一种保暖面料及其制备工艺，将陶瓷粉添加到纺丝液中或涂层浆料中实现面料的远红外保暖功能；再如公开号为CN109235085A的中国专利公开了一种石墨烯浆料、面料及其制备方法和服饰，将石墨烯原料添加到纺丝液中或涂层浆料中实现面料远红外保暖功能；再如公开号为CN110983795A的中国专利公开了一种气凝胶保暖隔热涂层面料及其制备方法，将气凝胶原料添加到浆料中，通过涂层的方式施加到织物上，利用气凝胶导热系数极低的特点，实现面料的保暖性能。
但是，通过添加陶瓷粉和石墨烯来提高面料保暖性能的方法，都是利用材料的远红外性能来提高面料的升温速率或保暖性能，实际上面料的保温率和克罗值并没有真正提高，穿着者的实际体验不明显；而通过气凝胶来实现面料保暖性能的方法，由于气凝胶材料非常脆弱，在加工过程中其结构被破坏，导致孔隙率减小，静止空气的量大幅降低，效果非常有限。
聚酰亚胺(PI)作为一种特种工程材料，具有机械性能强、绝缘性能好、耐辐射、隔热性好、稳定性好等特点，广泛应用于航空、航天、电子电气、半导体工程等领域。近年来，随着聚酰亚胺技术的发展，聚酰亚胺在服饰领域的应用也有了越来越多的研究和开发，如德国赢创、长春高崎、江苏奥神等公司将聚酰亚胺材料制备成纱线，应用于消防服、保暖内衣面料的开发。
但是，将聚酰亚胺纱线用于服饰领域，由于纺丝及纺纱难度大，产能低，成本非常高；并且，聚酰亚胺具有天然黄色，面料无法染色，在民用服装上的应用受到非常大的限制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种保暖面料用浆料及其制备方法和应用，本发明提供的保暖面料用浆料能够赋予面料极佳的保暖隔热性能，并且稳定性好，不会因为染整加工工序对其结构和性能造成任何影响，适用于保暖面料的制备。
本发明提供了一种保暖面料用浆料，由包括以下组分的原料制备而成：
聚酰亚胺2重量份～10重量份；
溶剂25重量份～35重量份；
粘合剂80重量份～120重量份；
交联剂5重量份～10重量份；
促进剂2重量份～5重量份；
所述的交联剂为封端的异氰酸酯。
优选的，所述溶剂选自二甲基乙酰胺和/或二甲基甲酰胺。
优选的，所述粘合剂选自溶剂型的聚氨酯树脂和/或溶剂型的丙烯酸树脂。
优选的，所述促进剂选自硅烷类促进剂、钛酸酯类促进剂、锆铝酸酯类促进剂和烷基磷酸酯类促进剂中的一种或多种。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的保暖面料用浆料的制备方法，包括以下步骤：
a)将聚酰亚胺和溶剂混合，得到第一混合物；
b)将步骤a)得到的第一混合物与粘合剂、交联剂、促进剂混合后进行搅拌，得到保暖面料用浆料。
优选的，步骤b)中所述搅拌的转速为500r/min～1500r/min，时间为3min～10min。
本发明还提供了一种制备保暖面料的方法，包括以下步骤：
将涂层浆料施加到面料反面，烘干后得到保暖面料；
所述涂层浆料为上述技术方案所述的保暖面料用浆料。
优选的，所述面料为经过预处理的面料；所述预处理的方式包括除油、退浆、染色和定型中的一种或多种。
优选的，所述将浆料施加到面料反面的方式为涂层或印花；
所述施加的厚度为1mm～3mm。
优选的，所述烘干的温度为140℃～170℃，时间为2min～10min。
本发明提供了一种保暖面料用浆料及其制备方法和应用；所述保暖面料用浆料由包括以下组分的原料制备而成：聚酰亚胺2重量份～10重量份；溶剂25重量份～35重量份；粘合剂80重量份～120重量份；交联剂5重量份～10重量份；促进剂2重量份～5重量份；所述的交联剂为封端的异氰酸酯。与现有技术相比，本发明提供的保暖面料用浆料利用聚酰亚胺材料导热率低的特点，采用特定含量组分，实现整体较好的相互作用，能够赋予面料极佳的保暖隔热性能，并且稳定性好，不会因为染整加工工序对其结构和性能造成任何影响，适用于保暖面料的制备。实验结果表明，采用本发明提供的保暖面料用浆料制备得到的聚酰亚胺保暖涂层面料的辐照温差为7.2℃～7.8℃，克罗值为0.16～0.22，保温率为23.6％～27％，热导率为0.0647W(m.K)～0.103W(m.K)。另外，本发明提供的制备方法工艺简单、条件易控，适合规模化生产应用。
并且，本发明提供的制备保暖面料的方法能够将聚酰亚胺材料通过更简单、成本更低的方式施加到面料上，克服了现有技术关于聚酰亚胺材料存在的纺纱、染色等诸多技术问题，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种保暖面料用浆料，由包括以下组分的原料制备而成：
聚酰亚胺2重量份～10重量份；
溶剂25重量份～35重量份；
粘合剂80重量份～120重量份；
交联剂5重量份～10重量份；
促进剂2重量份～5重量份；
所述的交联剂为封端的异氰酸酯。
在本发明中，所述保暖面料用浆料包括聚酰亚胺、溶剂、粘合剂、交联剂和促进剂，优选由聚酰亚胺、溶剂、粘合剂、交联剂和促进剂组成。
在本发明中，所述聚酰亚胺优选为聚酰亚胺粉体；本发明对所述聚酰亚胺粉体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述聚酰亚胺粉体的平均粒径优选为1μm～10μm，更优选为4μm～5μm。在本发明中，所述保暖面料用浆料包括2重量份～10重量份的聚酰亚胺，优选为5重量份～10重量份。
在本发明中，所述溶剂优选选自二甲基乙酰胺(DMAC)和/或二甲基甲酰胺(DMF)，更优选为二甲基甲酰胺(DMF)。本发明对所述溶剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述二甲基乙酰胺(DMAC)和二甲基甲酰胺(DMF)的市售商品即可。在本发明中，所述保暖面料用浆料包括25重量份～35重量份的溶剂，优选为30重量份。
在本发明中，所述粘合剂优选选自溶剂型的聚氨酯树脂和/或溶剂型的丙烯酸树脂，更优选为溶剂型的聚氨酯树脂。本发明对所述粘合剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述溶剂型的聚氨酯树脂和溶剂型的丙烯酸树脂的市售商品即可。在本发明中，所述保暖面料用浆料包括80重量份～120重量份的粘合剂，优选为100重量份。
在本发明中，所述交联剂为封端的异氰酸酯。本发明对所述交联剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的封端的异氰酸酯的市售商品即可。在本发明中，所述保暖面料用浆料包括5重量份～10重量份的交联剂，优选为5重量份～8重量份。
在本发明中，所述促进剂优选选自硅烷类促进剂、钛酸酯类促进剂、锆铝酸酯类促进剂和烷基磷酸酯类促进剂中的一种或多种，更优选为硅烷类促进剂。本发明对所述促进剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述硅烷类促进剂、钛酸酯类促进剂、锆铝酸酯类促进剂和烷基磷酸酯类促进剂的市售商品即可。在本发明中，所述保暖面料用浆料包括2重量份～5重量份的促进剂，优选为3重量份～5重量份。
本发明提供的保暖面料用浆料为聚酰亚胺浆料，利用聚酰亚胺材料导热率低的特点，采用特定含量组分，实现整体较好的相互作用，能够赋予面料极佳的保暖隔热性能，并且稳定性好，不会因为染整加工工序对其结构和性能造成任何影响，适用于保暖面料的制备。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的保暖面料用浆料的制备方法，包括以下步骤：
a)将聚酰亚胺和溶剂混合，得到第一混合物；
b)将步骤a)得到的第一混合物与粘合剂、交联剂、促进剂混合后进行搅拌，得到保暖面料用浆料。
本发明首先将聚酰亚胺和溶剂混合，得到第一混合物。在本发明中，所述聚酰亚胺和溶剂与上述技术方案中的相同，在此不再赘述。
本发明对所述混合的方式没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的简单搅拌的技术方案即可，目的是使各原料混合均匀。
得到所述第一混合物后，本发明将得到的第一混合物与粘合剂、交联剂、促进剂混合后进行搅拌，得到保暖面料用浆料。在本发明中，所述粘合剂、交联剂、促进剂与上述技术方案中的相同，在此不再赘述。
在本发明中，所述搅拌的装置优选采用本领域技术人员熟知的电动搅拌器；所述搅拌的转速优选为500r/min～1500r/min，更优选为1000r/min；所述搅拌的时间优选为3min～10min，更优选为5min。
本发明提供的制备方法工艺简单、条件易控，适合规模化生产应用。
本发明还提供了一种制备保暖面料的方法，包括以下步骤：
将涂层浆料施加到面料反面，烘干后得到保暖面料；
所述涂层浆料为上述技术方案所述的保暖面料用浆料。
在本发明中，所述面料的成分包括以下纤维材质中的一种或多种：棉、黏胶、涤纶、锦纶、氨纶；本发明对所述面料的结构没有特殊限制，可以是针织结构(针织物)，如平针织物，也可以是梭织结构(梭织物)，如春亚纺；同时，本发明对所述面料没有染色要求，可以是本白布，也可以是染色后的织物。
在本发明中，所述面料优选为经过预处理的面料；所述预处理的方式优选包括除油、退浆、染色和定型中的一种或多种。
在本发明中，所述将涂层浆料施加到面料反面的方式优选为涂层或印花；其中，所述涂层优选包括采用刀涂设备涂布或采用圆网涂层机涂布。在本发明中，所述采用刀涂设备涂布优选适用于梭织物；所述采用圆网涂层机涂布优选适用于针织物。
在本发明中，所述施加的厚度优选为1mm～3mm，更优选为2mm。
在本发明中，所述烘干的温度优选为140℃～170℃，更优选为150℃～160℃；所述烘干的时间优选为2min～10min，更优选为3min。本发明对所述烘干的方式没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的焙烘的技术方案即可。
相比于通过聚酰亚胺纱线来实现面料保暖性能的方法，本发明提供的制备保暖面料方法加工简单，成本可控，应用灵活，不受面料纤维成分限制；且由于浆料施加在面料(织物)反面，聚酰亚胺本身的黄色对面料的外观影响较小。并且，相比于传统通过陶瓷粉、石墨烯来实现面料保暖性能的方法，本发明利用聚酰亚胺材料本身导热率低的特性来达到面料保暖性能，且聚酰亚胺材料本身机械性能非常高，在化学品中的稳定性好，不会因为染整加工工序而对其结构和性能造成任何影响，因此其保暖效果及保暖率要远远好于其它加工方式。
本发明提供了一种保暖面料用浆料及其制备方法和应用；所述保暖面料用浆料由包括以下组分的原料制备而成：聚酰亚胺2重量份～10重量份；溶剂25重量份～35重量份；粘合剂80重量份～120重量份；交联剂5重量份～10重量份；促进剂2重量份～5重量份；所述的交联剂为封端的异氰酸酯。与现有技术相比，本发明提供的保暖面料用浆料利用聚酰亚胺材料导热率低的特点，采用特定含量组分，实现整体较好的相互作用，能够赋予面料极佳的保暖隔热性能，并且稳定性好，不会因为染整加工工序对其结构和性能造成任何影响，适用于保暖面料的制备。实验结果表明，采用本发明提供的保暖面料用浆料制备得到的聚酰亚胺保暖涂层面料的辐照温差为7.2℃～7.8℃，克罗值为0.16～0.22，保温率为23.6％～27％，热导率为0.0647W(m.K)～0.103W(m.K)。
另外，本发明提供的制备方法工艺简单、条件易控，适合规模化生产应用。
并且，本发明提供的制备保暖面料的方法能够将聚酰亚胺材料通过更简单、成本更低的方式施加到面料上，克服了现有技术关于聚酰亚胺材料存在的纺纱、染色等诸多技术问题，具有广阔的应用前景。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的聚酰亚胺粉体的型号为赢创公司生产的P84*NT，粉体的平均粒径为4μm；所用的溶剂型聚氨酯的型号为东成化学DAC-230；所用的交联剂的型号为东成化学DAC-555；所用的促进剂的型号为东成化学DAC-950；所用的陶瓷粉体为天津鸿雁天山实业纳米有限公司生产的远红外纳米陶瓷粉，粉体粒径1200目；所用的石墨烯粉体的型号为常州第六元素材料科技股份有限公司生生产的SE4101。
实施例1
(1)将5重量份聚酰亚胺粉体与30重量份DMF进行混合，并简单的搅拌均匀，得到第一混合物。
(2)将步骤(1)得到的第一混合物与100重量份的溶剂型聚氨酯、5重量份交联剂、3重量份促进剂混合，通过电动搅拌器以1000r/min的速度搅拌5min，得到聚酰亚胺涂层浆料，即保暖面料用浆料。
应用实施例1
将实施例1提供的聚酰亚胺涂层浆料通过涂层的方式施加到经过退浆-染色-定型后的面料(50D春亚纺(100％涤纶)，克重为80g/m2)的反面上，面料涂层厚度为2mm，经150℃焙烘3min，得到聚酰亚胺保暖涂层面料。
对比例1
将30重量份DMF与100重量份的溶剂型聚氨酯、5重量份交联剂、3重量份促进剂混合，通过电动搅拌器以1000r/min的速度搅拌5min，得到普通涂层浆料。
应用对比例1
将对比例1提供的普通涂层浆料通过涂层的方式施加到经过退浆-染色-定型后的面料(50D春亚纺(100％涤纶)，克重为80g/m2)的反面上，面料涂层厚度为2mm，经150℃焙烘3min，得到普通涂层面料。
对比例2
(1)将5重量份陶瓷粉体与30重量份DMF进行混合，并简单的搅拌均匀，得到第一混合物。
(2)将步骤(1)得到的第一混合物与100重量份的溶剂型聚氨酯、5重量份交联剂、3重量份促进剂混合，通过电动搅拌器以1000r/min的速度搅拌5min，得到陶瓷粉体涂层浆料。
应用对比例2
将对比例2提供的陶瓷粉体涂层浆料通过涂层的方式施加到经过退浆-染色-定型后的面料(50D春亚纺(100％涤纶)，克重为80g/m2)的反面上，面料涂层厚度为2mm，经150℃焙烘3min，得到陶瓷粉体涂层面料。
对比例3
(1)将5重量份石墨烯粉体与30重量份DMF进行混合，并简单的搅拌均匀，得到第一混合物。
(2)将步骤(1)得到的第一混合物与100重量份的溶剂型聚氨酯、5重量份交联剂、3重量份促进剂混合，通过电动搅拌器以1000r/min的速度搅拌5min，得到石墨烯粉体涂层浆料。
应用对比例3
将对比例3提供的石墨烯粉体涂层浆料通过涂层的方式施加到经过退浆-染色-定型后的面料(50D春亚纺(100％涤纶)，克重为80g/m2)的反面上，面料涂层厚度为2mm，经150℃焙烘3min，得到石墨烯粉体涂层面料。
实施例2
(1)将10重量份聚酰亚胺粉体与30重量份DMF进行混合，并简单的搅拌均匀，得到第一混合物。
(2)将步骤(1)得到的第一混合物与100重量份的溶剂型聚氨酯、8重量份交联剂、5重量份促进剂混合，通过电动搅拌器以1000r/min的速度搅拌5min，得到聚酰亚胺涂层浆料，即保暖面料用浆料。
应用实施例2
将实施例2提供的聚酰亚胺涂层浆料通过涂层的方式施加到经过退浆-染色-定型后的面料(75D塔丝隆(100％涤纶)，克重为130g/m2)的反面上，面料涂层厚度为2mm，经160℃焙烘3min，得到聚酰亚胺保暖涂层面料。
实验例
将本发明应用实施例1～2制备得到的聚酰亚胺保暖涂层面料，及应用对比例1～3制备得到的涂层面料进行各项性能测试；具体包括：
(1)辐照温差所采用的测试方法是F042附录A(照射距离20.0cm，照射时间10.0min)；
(2)克罗值和保温率所采用的测试方法是GB/T 11048-2008(B型仪器)；
(3)热导率所采用的测试方法是GB/T 11048-2008(A型仪器)；
结果参见表1所示。
表1产品各项性能数据
面料 辐照温差，℃ 克罗值 保温率 热导率，W(m.K)
应用实施例1样品 7.2 0.16 23.6％ 0.103
应用对比例1样品 5.6 0.0833 13.3％ 0.197
应用对比例2样品 5.8 0.0855 14.6％ 0.189
应用对比例3样品 6.2 0.0799 12.9％ 0.208
应用实施例2样品 7.8 0.22 27％ 0.0647
从以上测试结果可以得知，聚酰亚胺涂层面料的保暖性能明显优于普通聚氨酯涂层样、陶瓷粉涂层样以及石墨烯涂层样，具有十分显著的保暖效果。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种保暖面料用浆料，由以下组分的原料制备而成：
聚酰亚胺2重量份~10重量份；
溶剂25重量份~35重量份；
粘合剂80重量份~120重量份；
交联剂5重量份~10重量份；
促进剂2重量份~5重量份；
所述溶剂选自二甲基乙酰胺和/或二甲基甲酰胺；所述粘合剂选自溶剂型的聚氨酯树脂和/或溶剂型的丙烯酸树脂；所述的交联剂为封端的异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的保暖面料用浆料，其特征在于，所述促进剂选自硅烷类促进剂、钛酸酯类促进剂、锆铝酸酯类促进剂和烷基磷酸酯类促进剂中的一种或多种。
3.一种权利要求1~2任一项所述的保暖面料用浆料的制备方法，包括以下步骤：
a）将聚酰亚胺和溶剂混合，得到第一混合物；
b）将步骤a）得到的第一混合物与粘合剂、交联剂、促进剂混合后进行搅拌，得到保暖面料用浆料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤b）中所述搅拌的转速为500r/min~1500r/min，时间为3min~10min。
5.一种制备保暖面料的方法，包括以下步骤：
将浆料施加到面料反面，烘干后得到保暖面料；
所述浆料为权利要求1~2任一项所述的保暖面料用浆料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述面料为经过预处理的面料；所述预处理的方式包括除油、退浆、染色和定型中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将浆料施加到面料反面的方式为涂层或印花；
所述施加的厚度为1mm~3mm。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述烘干的温度为140℃~170℃，时间为2min~10min。
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