CN115948916A - 一种负载有隔热涂层的面料及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种负载有隔热涂层的面料，包括织物和隔热涂料，所述隔热涂料的制备原料以重量份计包括：聚合物80‑100份，填料8‑30份，增稠剂0.8‑3份。本发明通过采用无机泡孔颗粒和热塑性丙烯酸聚合物可膨胀微球协同作用，在加热条件下可以组成三维的多孔隔热结构，实现较低的热导率，达到较好的隔热效果。并且通过采用粒径为0.5‑30μm的玻璃微球和孔径为20‑50nm的气凝胶粉末，可以增加隔热涂料的空隙结构，增强涂料的柔软度，改善布料的透气性。同时隔热涂层在面料表面10‑50μm的涂布厚度即可达到优异的隔热效果，使面料轻薄的同时还具有较佳的隔热性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种负载有隔热涂层的面料及其加工方法，涉及B32B，具体涉及面料类的层状产品领域。
背景技术
隔热涂层是通过阻挡，反射等方式实现热量阻隔的功能性涂层，从而达到保温的效果。目前市面上的应用于面料上的隔热涂层由于其保温效果不佳，因此需要多层涂布，采用机械发泡隔热涂层应用于布料的隔热保温，通过刮涂法涂布到布料上，形成的涂层表面光滑，其厚度通常会在1mm以上，柔软和透气性较差，多应用于窗帘布料上，对于衣物，帐篷类的轻薄产品并不适用。
中国发明专利CN201911359536.1公开了一种隔热面料及超轻便携隔热斗篷，通过混合料制备铝层，然后将混合料和纤维网格布多层叠加，达到轻便保温的效果，需要将纤维网格布和铝层多重叠加，使布料的透气性和柔软性下降。中国发明专利CN201110371623.6公开了一种隔热面料，面料层与三层陶瓷微粒层通过粘接剂粘接，红外线不能穿过三层陶瓷微粒层照射到面料层上，从而达到隔热的效果。但是陶瓷颗粒层在布料的表面粘接度不高，长时间使用容易脱落，并且形成的面料厚度较厚，不适合轻薄的衣服面料。
发明内容
为了提高面料的隔热性能，并实现面料的轻质化，本发明的第一个方面提供了一种负载有隔热涂层的面料，包括织物和隔热涂料，所述隔热涂料的制备原料以重量份计包括：聚合物80-100份，填料8-30份，增稠剂0.8-3份。
作为一种优选的实施方式，所述聚合物的固含量为30-60％。
作为一种优选的实施方式，所述聚合物选自聚氨酯、丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯酯、丙烯酸改性聚氨酯、氨基改性丙烯酸酯中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述填料包括无机泡孔颗粒和有机可膨胀微球，优选的，所述无机泡孔颗粒与有机可膨胀微球的重量比为(2-5)：(5-10)。
作为一种优选的实施方式，所述无机泡孔颗粒与有机可膨胀微球的重量比为(3-4)：(7-9)。
作为一种优选的实施方式，所述无机泡孔颗粒与有机可膨胀微球的重量比为3.5：8。
作为一种优选的实施方式，所述无机泡孔颗粒选自玻璃微球、气凝胶颗粒、陶瓷微球、氧化铝微球、氧化锆微球、二氧化硅微球、硼酸盐微球中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述无机泡孔颗粒为玻璃微球、气凝胶颗粒的组合。所述气凝胶颗粒为气凝胶粉末，购自苏州卓纳纳米技术有限公司，牌号AP15。
作为一种优选的实施方式，所述玻璃微球、气凝胶颗粒的重量比为1：(1-4)。
作为一种优选的实施方式，所述玻璃微球、气凝胶颗粒的重量比为1：(2-3)。
作为一种优选的实施方式，所述玻璃微球、气凝胶颗粒的重量比为1：2.5。
作为一种优选的实施方式，所述有机可膨胀微球选自热塑性丙烯酸聚合物可膨胀微球、乳胶可膨胀微球、环氧树脂可膨胀微球、酚醛树脂可膨胀微球中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述有机可膨胀微球为热塑性丙烯酸聚合物可膨胀微球。
作为一种优选的实施方式，所述无机泡孔颗粒的粒径为0.5-30μm，有机可膨胀微球的直径为5-50μm。
申请人在实验过程中采用气凝胶粉末，无机泡孔颗粒和热塑性丙烯酸聚合物可膨胀微球作为填料可以在降低涂层厚度的基础上改善隔热涂层的阻热效果，实现较低的热导率。猜测可能的原因是：涂层内含有粒径为0.5-30μm无机泡孔颗粒和直径为5-50μm热塑性丙烯酸聚合物可膨胀微球，在加热条件下可以组成三维的多孔隔热结构，实现较低的热导率，同时，通过富含空隙的凸起结构可以进一步减少热传导，同时含有孔径为20-50nm的气凝胶粉末具有空隙结构，可以增强涂料的柔软度，增加布料的透气性，使其可以应用于轻薄服装，睡袋等薄层产品中。阵列凸起层之间可以留驻大量空气，减少热传导损失。并且布料与阵列凸起层的底部连贯层可以增强凸起物在布料上的附着，同时减少热对流形成的损失。
作为一种优选的实施方式，所述气凝胶颗粒的孔径为20-50nm，孔隙率≥95％。
作为一种优选的实施方式，所述增稠剂选自水性聚醚类增稠剂、水性聚氨酯类增稠剂、水性丙烯酸类增稠剂。
作为一种优选的实施方式，所述隔热涂料的制备方法包括以下步骤：
将聚合物，增稠剂混合后搅拌15-20min，加入填料，继续搅拌均匀即得。
本发明的第二个方面提供了一种负载有隔热涂层的面料的加工方法，包括以下步骤：
(1)通过带有阵列花纹涂布机或丝网印刷机将隔热涂料涂布至织物表面，在30-80℃烘干，得复合织物；
(2)将复合织物通过连续式烘箱或履带式粘合机中发泡，发泡温度80-200℃，发泡时间≤5min。
作为一种优选的实施方式，所述隔热涂料涂布至织物表面后，会产生凸起，凸起厚度≤2mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述负载有隔热涂层的面料，通过采用无机泡孔颗粒和热塑性丙烯酸聚合物可膨胀微球协同作用，在加热条件下可以组成三维的多孔隔热结构，实现较低的热导率，达到较好的隔热效果。
(2)本发明所述负载有隔热涂层的面料，通过采用粒径为0.5-30μm的玻璃微球和孔径为20-50nm的气凝胶粉末，可以增加隔热涂料的空隙结构，增强涂料的柔软度，改善布料的透气性。
(3)本发明所述负载有隔热涂层的面料，隔热涂层在面料表面10-50μm的涂布厚度即可达到优异的隔热效果，使面料轻薄的同时还具有较佳的隔热性能。
具体实施方式
实施例1
一种负载有隔热涂层的面料，包括织物和隔热涂料，所述隔热涂层的制备原料以重量份计包括：聚合物87.4份，填料11.5份，增稠剂0.6份。
所述聚合物为聚氨酯乳液，购自科思创聚合物(中国)有限公司，牌号为DL1380。
所述增稠剂为水性聚醚类增稠剂，选自合肥泰瑞克新材料科技有限公司，牌号为TRK-928D。
所述填料包括无机泡孔颗粒和有机可膨胀微球，所述无机泡孔颗粒与有机可膨胀微球的重量比为3.5：8。
所述有机可膨胀微球粒径为5-50μm，购自积水化学工业株式会社，牌号em307。
所述无机泡孔颗粒为玻璃微球、气凝胶颗粒的组合，重量比为1：2.5。玻璃微球的粒径为0.5-30μm，购自3M中国有限公司，牌号VS5500。所述气凝胶颗粒为气凝胶粉末，粒径为15μm，孔径为20-50nm，孔隙率≥95％，购自苏州卓纳纳米技术有限公司，牌号AP15。
所述隔热涂料的制备方法包括以下步骤：
将聚合物，增稠剂混合后搅拌20min，加入填料，继续搅拌均匀即得。
一种负载有隔热涂层的面料的加工方法，包括以下步骤：
(1)通过阵列花纹涂布机将隔热涂料涂布至织物表面，在50℃烘干，得复合织物，涂布厚度为22μm；
(2)将复合织物通过履带式粘合机中辊压发泡，发泡温度150℃，发泡时间25s。
实施例2
一种负载有隔热涂层的面料，具体步骤同实施例1，不同点在于，聚合物80.2重量份，增稠剂1.6重量份。
聚合物为丙烯酸乳液，购自上海保立佳化工股份有限公司，牌号BLJ-718。
增稠剂购自路博润添加剂(珠海)有限公司，牌号为SF-1。
所述填料包括无机泡孔颗粒和有机可膨胀微球，所述无机泡孔颗粒与有机可膨胀微球的重量比为1：9.1。
所述有机可膨胀微球粒径为5-50μm，购自积水化学工业株式会社，牌号em403。
所述无机泡孔颗粒为陶瓷微球、气凝胶颗粒的组合，重量比为1：0.5。玻璃微球的粒径为1-12μm，购自3M中国有限公司，牌号W210。所述气凝胶颗粒为气凝胶粉末，粒径为15μm，孔径为20-50nm，孔隙率≥95％，购自苏州卓纳纳米技术有限公司，牌号AP15。
一种负载有隔热涂层的面料的加工方法，包括以下步骤：
(1)通过丝网印刷机将隔热涂料涂布至织物表面，在60℃烘干，得复合织物，涂布厚度为28μm；
(2)将复合织物通过履带式粘合机中辊压发泡，发泡温度165℃，发泡时间15s。
实施例3
一种负载有隔热涂层的面料，具体步骤同实施例1，不同点在于，聚合物84重量份，增稠剂1.8重量份。
聚合物为丙烯酸乳液，购自东莞市龙秦印花材料有限公司，牌号8073。
增稠剂购自东莞荣协化工材料有限公司，牌号为RX-605。
所述填料包括无机泡孔颗粒和有机可膨胀微球，所述无机泡孔颗粒与有机可膨胀微球的重量比为0.5：13.7。
所述有机可膨胀微球粒径为28-40μm，购自美国POLYCHEM公司，牌号220DU30。
所述无机泡孔颗粒为气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒为气凝胶粉末，粒径为15μm，孔径为20-50nm，孔隙率≥95％，购自苏州卓纳纳米技术有限公司，牌号AP15。
一种负载有隔热涂层的面料的加工方法，包括以下步骤：
(1)通过丝网印刷机将隔热涂料涂布至织物表面，在60℃烘干，得复合织物，涂布厚度为32μm；
(2)将复合织物通过履带式粘合机中辊压发泡，发泡温度155℃，发泡时间20s。
对比例1
一种负载有隔热涂层的面料，具体步骤同实施例3，不同点在于，不包含无机泡孔颗粒，有机可膨胀微球含量为14.2％。
对比例2
一种负载有隔热涂层的面料，具体步骤同实施例3，不同点在于，不包含有机可膨胀微球，无机泡孔材料含量为14.2％。
对比例3
一种负载有隔热涂层的面料，具体步骤同实施例3，不同点在于，不包含增稠剂。
性能测试
1.导热率系数与热阻值：按照GB/T 10295-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定》规定的方法，测试试件的热阻与导热率系数。
2.涂层厚度：通过高精度千分尺测试发泡后涂层的厚度。
3.透气性能：按照GB/T 5453-1997《纺织品织物透气性的测定》规定的方法，在压降200Pa下测试布料的透气性率。
测试结果见表1。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 导热率系数/(W/m·k) | 0.029 | 0.031 | 0.024 |
| 热阻值/(m<sup>2</sup>·k/w) | 0.018 | 0.024 | 0.04 |
| 涂层厚度/(mm) | 0.52 | 0.75 | 0.96 |
| 透气性能/(mm/s) | 9.6 | 5.3 | 6.4 |
表2
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 导热率系数/(W/m·k) | 0.032 | 0.031 | 0.025 |
| 热阻值/(m<sup>2</sup>·k/w) | 0.022 | 0.001 | 0.01 |
| 涂层厚度/(mm) | 0.69 | 0.032 | 0.26 |
| 透气性能/(mm/s) | 7.2 | 0.2 | 12.5 |
Claims (10)
1.一种负载有隔热涂层的面料，其特征在于，包括织物和隔热涂料，所述隔热涂料的制备原料以重量份计包括：聚合物80-100份，填料8-30份，增稠剂0.8-3份。
2.根据权利要求1所述负载有隔热涂层的面料，其特征在于，所述聚合物的固含量为30-60％。
3.根据权利要求1所述负载有隔热涂层的面料，其特征在于，所述聚合物选自聚氨酯、丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯酯、丙烯酸改性聚氨酯、氨基改性丙烯酸酯中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述负载有隔热涂层的面料，其特征在于，所述填料包括无机泡孔颗粒和有机可膨胀微球，优选的，所述无机泡孔颗粒与有机可膨胀微球的重量比为(2-5)：(5-10)。
5.根据权利要求4所述负载有隔热涂层的面料，其特征在于，所述无机泡孔颗粒选自玻璃微球、气凝胶颗粒、陶瓷微球、氧化铝微球、氧化锆微球、二氧化硅微球、硼酸盐微球中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求4所述负载有隔热涂层的面料，其特征在于，所述有机可膨胀微球选自热塑性丙烯酸聚合物可膨胀微球、乳胶可膨胀微球、环氧树脂可膨胀微球、酚醛树脂可膨胀微球中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求4所述负载有隔热涂层的面料，其特征在于，所述无机泡孔颗粒的粒径为0.5-30μm，有机可膨胀微球的直径为5-50μm。
8.根据权利要求4所述负载有隔热涂层的面料，其特征在于，所述气凝胶颗粒的孔径为20-50nm，孔隙率≥95％。
9.根据权利要求1所述负载有隔热涂层的面料，其特征在于，所述增稠剂选自水性聚醚类增稠剂、水性聚氨酯类增稠剂、水性丙烯酸类增稠剂中的一种或几种的组合。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述负载有隔热涂层的面料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过带有阵列花纹涂布机或丝网印刷机将隔热涂料涂布至织物表面，在30-80℃烘干，得复合织物；
(2)将复合织物通过连续式烘箱或履带式粘合机中发泡，发泡温度80-200℃，发泡时间≤5min。
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2022
- 2022-07-13 CN CN202210828325.3A patent/CN115948916A/zh active Pending
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