本發明涉及服裝保暖材料領域,特別是涉及一種仿羽絨結構纖維氣凝膠與一種具有極小孔徑或無孔結構的防水透濕膜復合而獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料。
背景技術:
目前,使用較多的服裝保暖材料主要為棉絮、羽絨等絮片及填充材料。為達到較高的保暖效果,必須增加絮片的厚度,從而使產品過于蓬松,易導致穿著者臃腫且行動不便。此外,天然材料還存在易吸濕、強度差、易蟲蛀等問題,同時有限的產量使其價格昂貴且難以滿足日益增長的保暖市場需求。合成保暖絮料雖具有原料來源廣、強度高、耐水洗、防腐抗蛀等優點,但其較大的纖維直徑使材料孔徑大、孔隙率低,限制其保暖性能的進一步提升。
氣凝膠是一種具有多孔網絡結構的高分散固態材料,并具有較小的體積密度。其孔隙率高達80~99.8%,孔徑尺寸一般在1~100nm之間,使其具有超低熱導率,但目前氣凝膠材料制備方法主要是溶膠-凝膠法,所得氣凝膠材料存在脆性大、機械強度差等缺點,使其在實際應用環境中受到較大限制。國內專利cn201310202293.7公開了一種全纖維結構的氣凝膠材料,該材料雖改善了氣凝膠的力學強力及柔韌性,但因內部孔徑是由纖維相互交叉貫穿構筑產生的,所產生的孔徑多為相互連通的開孔結構,難以限制氣凝膠內部的空氣對流現象,從而阻礙其保暖性能的進一步提升。
另一方面,防水透濕膜不僅具有可抵御雨水、雪或露水等透過或浸透薄膜,且能使薄膜內側的水蒸氣傳遞至外界的防水透濕功能,同時還具有極小孔徑、孔徑分布均勻,孔隙率高、薄膜強度高、表面光潔等優點,可有效防止空氣形成對流,減小熱量的散失,具有優良的防風防寒性能,在服裝保暖及舒適性領域有著巨大的應用潛能。
技術實現要素:
本發明的目的是提供一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料及其制備方法。
為了達到上述目的,本發明提供了一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,其特征在于,包括仿羽絨結構纖維氣凝膠以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠之上的防水透濕膜。
優選地,所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的體積密度為1~300mg/cm3,導熱系數為0.015~0.023w/(m.k)。
優選地,所述的防水透濕膜平均孔徑尺寸不超過5μm,厚度為10~30μm;防水透濕膜的材質為聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚乙烯咔唑、醋酸纖維素酯、聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯亞胺、聚醚醚酮、聚丙烯酸、聚乳酸、聚環氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、熱塑性聚氨酯、尼龍、聚對苯二甲酸二元醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸縮水甘油酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、聚烯烴、聚偏氟乙烯-全氟丙烯、聚偏氟乙烯中的一種或者多種的組合。
本發明還提供了上述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法,其特征在于,包括:
第一步:采用靜電紡絲技術,將聚合物紡絲液分別置于含有粗針頭或細針頭的注射器內,并將粗針頭注射器和細針頭注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置合適的靜電紡絲參數,得到一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈;
第二步:將交聯劑均勻的噴灑在所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,進行加熱交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,并去除多余的紡絲液溶劑;
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法將其均勻分散在對其不溶的溶劑內,形成仿羽絨纖維漿液;
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液依次進行成型處理-溶劑干燥-固化處理,獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠;
第五步:將所得的仿羽絨結構纖維氣凝膠與防水透濕膜進行復合,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料。
優選地,所述的細針頭的針頭孔徑為0.1~0.4mm,所述的粗針頭的針頭孔徑為0.5~1.5mm。
優選地,所述的聚合物紡絲液的質量分數為2~35%,紡絲電壓為20~50kv,接收距離5~30cm,灌注速度0.1~10ml/h,溫度20~35℃,相對濕度5~60%。
優選地,所述的聚合物為醋酸纖維素、聚丁二酸丁二醇酯、聚己內酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚砜、聚乙烯醇縮丁醛、聚丙烯腈、聚乳酸、聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、聚苯乙烯、聚羥基乙酸、聚環氧乙烷、聚丙烯酸、聚乙烯亞胺、聚丙烯酰胺和聚偏二氟乙烯中的一種或者多種聚合物的混合物。
優選地,所述聚合物紡絲液的溶劑為甲酸、四氫呋喃、n,n-二甲基甲酰胺,n,n-二甲基乙酰胺,三氯甲烷、六氟異丙醇中的一種,或兩種及兩種以上的混合物。
優選地,所述的聚合物紡絲液的質量分數分別為:
聚合物為醋酸纖維素,聚合物紡絲液的質量分數為8~20%;
聚合物為聚丁二酸丁二醇酯,聚合物紡絲液的質量分數為8~20%;
聚合物為聚己內酯,聚合物紡絲液的質量分數為16~19%;
聚合物為聚乙烯醇,聚合物紡絲液的質量分數為6~12%;
聚合物為聚乙烯吡咯烷酮,聚合物紡絲液的質量分數為6~12%;
聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯,聚合物紡絲液的質量分數為5~10%;
聚合物為聚氨酯,聚合物紡絲液的質量分數為6~17%;
聚合物為聚砜,聚合物紡絲液的質量分數為15~22%;
聚合物為聚乙烯醇縮丁醛,聚合物紡絲液的質量分數為20~35%;
聚合物為聚丙烯腈,聚合物紡絲液的質量分數為11~20%;
聚合物為聚乳酸,聚合物紡絲液的質量分數為2~11%;
聚合物為聚碳酸酯,聚合物紡絲液的質量分數為10~18%;
聚合物為聚醚酰亞胺,聚合物紡絲液的質量分數為15~22%;
聚合物為聚苯乙烯,聚合物紡絲液的質量分數為10~15%;
聚合物為聚羥基乙酸,聚合物紡絲液的質量分數為5~10%;
聚合物為聚環氧乙烷,聚合物紡絲液的質量分數為8~10%;
聚合物為聚丙烯酸,聚合物紡絲液的質量分數為10~12%;
聚合物為聚乙烯亞胺,聚合物紡絲液的質量分數為10~15%;
聚合物為聚丙烯亞胺,聚合物紡絲液的質量分數為15~20%;
聚合物為聚偏二氟乙烯,聚合物紡絲液的質量分數為18~25%;
優選地,所述的細纖維直徑為100~800nm,粗纖維的直徑為2~10μm。
優選地,所述的仿羽絨結構纖維漿液質量分數為1%~30%。
優選地,所述的打漿速度為1000rpm~6000rpm,打漿時間為10~60min。
優選地,所述的交聯劑為多官能團氮丙啶交聯劑,交聯劑質量分數為0.01%~0.5%。
優選地,所述的對仿羽絨結構纖維不溶的溶劑為水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、叔丁醇和丙酮的一種或多種組合。
優選地,所述的成型處理為陳化處理、冷凍處理中的一種或多種的組合;所述的溶劑干燥采用超臨界干燥、冷凍干燥、真空干燥、微波干燥和紅外干燥中的一種或多種的組合;所述的固化處理為熱交聯、超聲交聯、微波輻射交聯、紅外線輻照交聯、紫外線輻照交聯、電子束輻照交聯、等離子體輻照交聯、伽馬射線輻照交聯和x射線輻照中的一種或者多種的組合。
優選地,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠與防水透濕膜進行復合的方法為粘結劑熱熔層壓復合。
優選地,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠與膜進行復合的方式為一層仿羽絨結構纖維氣凝膠與一層防水透濕膜復合或一層仿羽絨結構纖維氣凝膠與一層防水透濕膜復合并重復此復合方式疊加,或是兩層仿羽絨結構纖維氣凝膠加一層防水透濕膜復合或兩層仿羽絨結構纖維氣凝膠加一層防水透濕膜復合并重復此復合方式疊加,或是兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠復合或兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠復合并重復此復合方式疊加而成。
與現有技術相比,本發明的有益效果:
本發明制備的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,其原料組成為仿羽絨結構的纖維,所形成的纖維集合體具有類似羽絨的保暖性能。此外,采用三維重構的方法所制備得到的氣凝膠材料,其內部結構為仿羽絨結構纖維的相互貫穿交叉,構筑了小孔徑、高孔隙率的多孔蓬松結構,有利于存儲更多的靜止空氣,提升保暖性能。
本發明制備的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料與防水透濕膜進行復合后,有效阻隔了氣凝膠材料內部孔隙與空氣的連通,有效減小熱量的散失,降低熱傳導系數。
附圖說明
圖1為本發明中具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的示意圖;
圖2為本發明中具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的局部內部結構示意圖;
圖3為本發明中具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的局部sem圖像。
其中,1為防水透濕膜,2為仿羽絨結構纖維氣凝膠,3為粗纖維,4為細纖維。
具體實施方式
下面結合具體實施例,進一步闡述本發明。應理解,這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解,在閱讀了本發明講授的內容之后,本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改,這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
其中本發明中使用的交聯劑為廣州市卓能有限公司生產的多官能團氮丙啶,型號為cx-100。本發明所使用的聚合物中醋酸纖維素的取代度為2.45,重均分子量為3.0×104,聚乙烯醇分子量8萬,聚乙烯吡咯烷酮分子量為4萬,聚甲基丙烯酸甲酯分子量為50萬,聚碳酸酯分子量為4.5萬,聚丙烯酸分子量為2000,聚羥基乙酸分子量為8萬,均購于上海阿拉丁生化科技股份有限公司;聚丁二酸丁二醇酯分子量為20萬,聚砜分子量為8萬,聚乙烯醇縮丁醛分子量為4萬,聚丙烯腈分子量為5萬,聚醚酰亞胺分子量為5.5萬,聚偏二氟乙烯分子量為57萬,聚苯乙烯分子量為30萬,聚環氧乙烷分子量為20萬,均購于上海聯意化工有限公司;聚己內酯分子量8萬,聚乳酸分子量10萬,聚丙烯酰胺分子量為10萬,購于上海天清生物材料有限公司;聚氨酯分子量為5萬,聚乙烯亞胺分子量為7萬,均購于江蘇寶澤高分子材料股份有限公司。本發明中的防水透濕膜,均購于上海東翔納米科技有限公司。,粘結劑為上海天洋熱熔粘結材料股份有限公司生產的eva熱熔膠網膜
實施例1
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將25g質量分數為8%的醋酸纖維素紡絲液注入針頭直徑為0.38mm的細針頭注射器內,將25g質量分數為20%的聚乙烯醇縮丁醛紡絲液注入針頭直徑為1.2mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為25kv,接收距離為15cm,灌注速度為0.5ml/h,溫度為25℃,相對濕度為40%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為3μm,細纖維平均直徑為500nm。
第二步:將20g質量分數為0.3%的交聯劑均勻的噴灑在6g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以5000rpm打漿30min,將其均勻分散在400g純水內,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為3%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在20℃進行陳化處理13h,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h,去除凝固塊中的多余的純水,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,再對其以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能,獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為15nm,厚度為30μm的聚四氟乙烯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將粘結劑eva熱熔膠網膜平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為一層仿羽絨結構纖維氣凝膠與一層防水透濕膜復合,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,如圖3所示,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為10mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該保暖材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.016w/(m·k)。
實施例2
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將25g質量分數為10%的聚乙烯醇紡絲液注入針頭直徑為0.28mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為16%的聚己內酯紡絲液注入針頭直徑為1.1mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為20kv,接收距離為18cm,灌注速度為1ml/h,溫度為28℃,相對濕度為45%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為4μm,細纖維平均直徑為600nm。
第二步:將20g質量分數為0.5%的交聯劑均勻的噴灑在所得到的5g仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以3000rpm打漿45min將其均勻分散在400g丙酮內,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為2%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在18℃進行陳化處理12h,形成凝固塊,繼而采用紅外干燥處理15min,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,再對其以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為150nm,厚度為2μm的聚氨酯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將粘結劑eva熱熔膠網膜平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層氣凝膠材料之間夾一層防水透濕膜,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為8mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.020w/(m·k)。
實施例3
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為12%的聚乙烯吡咯烷酮紡絲液注入針頭直徑為0.18mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為10%的聚甲基丙烯酸甲酯紡絲液注入針頭直徑為1.0mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為35kv,接收距離為20cm,灌注速度為0.8ml/h,溫度為30℃,相對濕度為48%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為5μm,細纖維平均直徑為300nm。
第二步:將25g質量分數為0.01%的交聯劑均勻的噴灑在5g仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以5000rpm打漿20min將其均勻分散在400g甲醇內,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為6%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在-196℃進行冷凍處理20min,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h。去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,再以波長為0.8~5um的紅外線進行紅外輻射30min對其進行交聯固化處理,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為400nm,厚度為5μm的聚四氟乙烯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將粘結劑eva熱熔膠網膜平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜之間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為15mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.021w/(m·k)。
實施例4
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為11%的聚丙烯腈紡絲液注入針頭直徑為0.22mm的細針頭注射器內,將35g質量分數為22%的聚砜紡絲液注入針頭直徑為1.2mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為20kv,接收距離為30cm,灌注速度為0.8ml/h,溫度為35℃,相對濕度為50%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為8μm,細纖維平均直徑為400nm。
第二步:將20g質量分數為0.3%的交聯劑均勻的噴灑在8g仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以2000rpm打漿50min將其均勻分散在400g純水內,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為8%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在-60℃進行冷凍處理2h,形成凝固塊,繼而在真空度為611.7pa以下、溫度為0℃以下的條件下進行真空干燥處理12h,去除凝固塊中的純水,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并在180℃條件下進行熱交聯固化處理1.5h,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為5μm,厚度為5μm的聚醚醚酮防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜之間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為28mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.023w/(m·k)。
實施例5
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為20%的聚丁二酸丁二醇酯紡絲液注入針頭直徑為0.38mm的細針頭注射器內,將30g質量分數為22%的聚醚酰亞胺紡絲液注入針頭直徑為1.5mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為35kv,接收距離為25cm,灌注速度為6ml/h,溫度為35℃,相對濕度為40%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為10μm,細纖維平均直徑為500nm。
第二步:將20g質量分數為0.5%的交聯劑均勻的噴灑在6g仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以5000rpm打漿45min將其均勻分散在400g異丙醇內,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為10%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在-18℃進行冷凍處理12h,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并采用高速電子射流對其進行輻射10min進行等離子體輻照交聯固化處理使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與厚度為5μm的聚酰亞胺防水透濕無孔膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將粘結劑eva熱熔膠網膜平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層仿羽絨結構纖維氣凝膠之間夾一層防水透濕膜,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為30mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.015w/(m·k)。
實施例6
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為2%的聚乳酸紡絲液注入針頭直徑為0.4mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為18%的聚碳酸酯紡絲液注入針頭直徑為1.5mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為25kv,接收距離為15cm,灌注速度為0.5ml/h,溫度為25℃,相對濕度為40%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為8μm,細纖維平均直徑為900nm。
第二步:將20g質量分數為0.08%的交聯劑均勻的噴灑在20g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以6000rpm打漿15min將其均勻分散在400g叔丁醇中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為20%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在18℃進行陳化處理12h,形成凝固塊,繼而采用2800兆赫茲微波輻射30min進行干燥處理,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,再對其進行以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為800nm,厚度為5μm的聚酰亞胺防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將粘結劑eva熱熔膠網膜平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為一層仿羽絨結構纖維氣凝膠與一層防水透濕膜復合,獲得超輕質高保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為60mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.023w/(m·k)。
實施例7
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為10%的聚丁二酸丁二醇酯紡絲液注入針頭直徑為0.28mm的細針頭注射器內,將30g質量分數為12%的聚丁二酸丁二醇酯紡絲液注入針頭直徑為1.3mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為25kv,接收距離為15cm,灌注速度為0.5ml/h,溫度為25℃,相對濕度為40%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為3μm,細纖維平均直徑為500nm。
第二步:將20g質量分數為0.05%的交聯劑均勻的噴灑在10g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以4000rpm打漿30min將其均勻分散在400g純水中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為30%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在20℃進行陳化處理13h,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其進行以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為200nm,厚度為5μm的聚酰亞胺防水透濕進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層仿羽絨結構纖維氣凝膠之間夾一層防水透濕膜,并按此復合方式疊加兩次,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為300mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.015w/(m·k)。
實施例8
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為10%的聚苯乙烯紡絲液注入針頭直徑為0.1mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為22%的聚醚酰亞胺紡絲液注入針頭直徑為1.2mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為50kv,接收距離為30cm,灌注速度為8ml/h,溫度為25℃,相對濕度為60%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為10μm,細纖維平均直徑為700nm。
第二步:將20g質量分數為0.2%的交聯劑均勻的噴灑在30g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以6000rpm打漿10min將其均勻分散在400g丙醇內,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為25%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在-196℃進行冷凍處理1h,形成凝固塊,繼而采用波長段為0.8~5μm的紅外線進行紅外干燥20min,,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并采用波長為10~400nm的紫外線輻射10min進行紫外線輻照交聯固化處理,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為300nm,厚度為5μm的聚丙烯酰胺防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為一層仿羽絨結構纖維氣凝膠之間夾一層防水透濕膜,并按此復合方式疊加三次,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為200mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.017w/(m·k)。
實施例9
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為5%的聚羥基乙酸紡絲液注入針頭直徑為0.1mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為10%的聚羥基乙酸紡絲液注入針頭直徑為0.5mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為35kv,接收距離為5cm,灌注速度為1ml/h,溫度為25℃,相對濕度為40%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為5μm,細纖維平均直徑為100nm。
第二步:將20g質量分數為0.2%的交聯劑均勻的噴灑在2g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以5500rpm打漿35min將其均勻分散在400g純水中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為1%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在-196℃進行冷凍處理1h,形成凝固塊,繼而在真空度為611.73pa以下、溫度為0℃以下進行真空干燥處理12h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為500nm,厚度為5μm的聚丙烯酰胺防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜之間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為1mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.019w/(m·k)。
實施例10
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為8%的聚環氧乙烷紡絲液注入針頭直徑為0.4mm的細針頭注射器內,將30g質量分數為12%的聚丙烯酸紡絲液注入針頭直徑為1.2mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為50kv,接收距離為30cm,灌注速度為10ml/h,溫度為25℃,相對濕度為45%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為5μm,細纖維平均直徑為200nm。
第二步:將20g質量分數為0.07%的交聯劑均勻的噴灑在5g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以5000rpm打漿20min將其均勻分散在400g甲醇中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為11%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在26℃進行陳化處理20h,形成凝固塊,繼而采用波長為0.8~5μm的紅外線輻射30min進行紅外干燥處理,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并采用波長為0.8~5μm的紅外線輻射30min進行紅外線輻照交聯固化處理,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為1μm,厚度為5μm的聚氯乙烯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為一層防水透濕膜復合一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為40mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.020w/(m·k)。
實施例11
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為12%的聚丙烯酸紡絲液注入針頭直徑為0.4mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為15%的聚乙烯亞胺紡絲液注入針頭直徑為1.2mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為25kv,接收距離為15cm,灌注速度為0.5ml/h,溫度為25℃,相對濕度為40%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為5μm,細纖維平均直徑為300nm。
第二步:將20g質量分數為0.1%的交聯劑均勻的噴灑在5g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以1000rpm打漿60min將其均勻分散在400g純水中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為5%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在20℃進行陳化處理13h,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為3μm,厚度為5μm的聚氯乙烯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為20mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.021w/(m·k)。
實施例12
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為12%的聚丙烯酸紡絲液注入針頭直徑為0.4mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為15%的聚丙烯亞胺紡絲液注入針頭直徑為1.2mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為25kv,接收距離為15cm,灌注速度為0.5ml/h,溫度為25℃,相對濕度為40%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為5μm,細纖維平均直徑為300nm。
第二步:將20g質量分數為0.5%的交聯劑均勻的噴灑在6g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以1500rpm打漿30min將其均勻分散在400g純水中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為5%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在20℃進行陳化處理13h,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為3μm,厚度為5μm的聚氯乙烯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為20mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.021w/(m·k)。
實施例13
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為10%的聚丙烯酸紡絲液注入針頭直徑為0.2mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為15%的聚苯乙烯紡絲液注入針頭直徑為1.5mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為50kv,接收距離為25cm,灌注速度為6ml/h,溫度為35℃,相對濕度為5%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為5μm,細纖維平均直徑為300nm。
第二步:將20g質量分數為0.3%的交聯劑均勻的噴灑在10g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以2000rpm打漿45min將其均勻分散在400g丙酮中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為15%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在26℃進行陳化處理20h,形成凝固塊,繼而采用波長為0.8~5μm的紅外線輻射30min進行紅外干燥處理,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其在100℃條件下進行熱交聯固化處理1.5h,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為3μm,厚度為5μm的聚氯乙烯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為65mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.020w/(m·k)。
實施例14
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將30g質量分數為18%的聚偏二氟乙烯紡絲液注入針頭直徑為0.1mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為25%的聚偏二氟乙烯紡絲液注入針頭直徑為1.2mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為50kv,接收距離為30cm,灌注速度為0.5ml/h,溫度為25℃,相對濕度為40%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為10μm,細纖維平均直徑為100nm。
第二步:將20g質量分數為0.3%的交聯劑均勻的噴灑在10g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以3000rpm打漿30min將其均勻分散在400g純水中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為13%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在-26℃進行冷凍處理20h,形成凝固塊,繼而在真空度為611.73pa以下進行真空干燥處理10h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其進行x射線輻照交聯固化處理10min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為3μm,厚度為5μm的聚四氟乙烯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為一層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為75mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.019w/(m·k)。
實施例15
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為6%的聚乙烯醇紡絲液注入針頭直徑為0.1mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為20%的醋酸纖維素紡絲液注入針頭直徑為1.2mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為45kv,接收距離為28cm,灌注速度為0.1ml/h,溫度為25℃,相對濕度為40%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為5μm,細纖維平均直徑為300nm。
第二步:將20g質量分數為0.2%的交聯劑均勻的噴灑在20g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以5000rpm打漿20min將其均勻分散在400g純水中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為30%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在-20℃進行冷凍處理10h,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為3μm,厚度為5μm的聚氯乙烯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為300mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048--2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.018w/(m·k)。
實施例16
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為12%的聚乙烯醇紡絲液注入針頭直徑為0.3mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為17%的聚氨酯紡絲液注入針頭直徑為1.5mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為20kv,接收距離為18cm,灌注速度為3ml/h,溫度為25℃,相對濕度為40%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為8μm,細纖維平均直徑為100nm。
第二步:將20g質量分數為0.08%的交聯劑均勻的噴灑在15g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以3000rpm打漿30min將其均勻分散在400g丙酮中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為19%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在20℃進行陳化處理13h,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為6μm,厚度為5μm的聚氨酯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為160mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.021w/(m·k)。
實施例17
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為5%的聚甲基丙烯酸甲酯紡絲液注入針頭直徑為0.4mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為20%的聚丙烯亞胺紡絲液注入針頭直徑為1.2mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為25kv,接收距離為15cm,灌注速度為0.5ml/h,溫度為25℃,相對濕度為40%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為3μm,細纖維平均直徑為300nm。
第二步:將20g質量分數為0.04%的交聯劑均勻的噴灑在3g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以5000rpm打漿30min將其均勻分散在400g甲醇中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為1%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在18℃進行陳化處理10h,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并在波長為10~400nm的紫外線條件下輻射10min進行紫外線輻照交聯固化處理,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為5μm,厚度為5μm的聚丙烯腈防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為10mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.020w/(m·k)。
實施例18
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為10%的聚環氧乙烷紡絲液注入針頭直徑為0.2mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為15%的聚苯乙烯紡絲液注入針頭直徑為1.4mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為50kv,接收距離為20cm,灌注速度為10ml/h,溫度為20℃,相對濕度為50%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為10μm,細纖維平均直徑為300nm。
第二步:將20g質量分數為0.5%的交聯劑均勻的噴灑在8g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以3000rpm打漿20min將其均勻分散在400g丙醇中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為5%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在20℃進行陳化處理13h,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為3μm,厚度為5μm的聚氯乙烯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為30mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.019w/(m·k)。
實施例19
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為19%的聚己內酯紡絲液注入針頭直徑為0.4mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為11%的聚乳酸紡絲液注入針頭直徑為1.4mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為50kv,接收距離為20cm,灌注速度為7ml/h,溫度為20℃,相對濕度為50%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為6μm,細纖維平均直徑為500nm。
第二步:將20g質量分數為0.3%的交聯劑均勻的噴灑在20g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以3000rpm打漿60min將其均勻分散在400g異丙醇中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為25%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在20℃進行陳化處理13h,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為5μm,厚度為5μm的聚醋酸乙烯酯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為200mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.021w/(m·k)。
實施例20
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為19%的聚己內酯紡絲液注入針頭直徑為0.4mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為15%的聚砜紡絲液注入針頭直徑為1.4mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為50kv,接收距離為20cm,灌注速度為7ml/h,溫度為20℃,相對濕度為50%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為6μm,細纖維平均直徑為500nm。
第二步:將20g質量分數為0.09%的交聯劑均勻的噴灑在30g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以2000rpm打漿55min將其均勻分散在400g乙醇中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為25%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在20℃進行陳化處理13h,形成凝固塊,繼而在40℃、15mpa條件下,以二氧化碳為干燥介質,采用超臨界干燥技術進行干燥處理2.5h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為5μm,厚度為5μm的聚醋酸乙烯酯防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為200mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.021w/(m·k)。
實施例21
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為8%的聚丁二酸丁二醇酯和質量分數為6%的聚乙烯吡咯烷酮紡絲液分別注入針頭直徑為0.3mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為18%的聚碳酸酯紡絲液注入針頭直徑為1.5mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為50kv,接收距離為20cm,灌注速度為7ml/h,溫度為20℃,相對濕度為50%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為8μm,細纖維平均直徑為500nm。
第二步:將20g質量分數為0.2%的交聯劑均勻的噴灑在20g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以1000rpm打漿60min將其均勻分散在400g叔丁醇中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為25%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在-196℃進行陳化處理10min,形成凝固塊,繼而在真空度為611.73pa以下、溫度為0℃以下的條件下進行冷凍干燥處理10h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并在波長為0.8~5μm的紅外線條件下輻照10min進行紅外線輻照交聯固化處理,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為5μm,厚度為5μm的聚醚醚酮防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為200mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.021w/(m·k)。
實施例22
如圖1所示,一種具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料包括仿羽絨結構纖維氣凝膠2以及復合于仿羽絨結構纖維氣凝膠2之上的防水透濕膜1。
如圖2所示,所述的仿羽絨結構纖維氣凝膠2包含粗纖維3和細纖維4。
所述的具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料的制備方法為:
第一步:采用靜電紡絲技術,將20g質量分數為14%的聚醚酰亞胺紡絲液分別注入針頭直徑為0.3mm的細針頭注射器內,將20g質量分數為25%的聚丙烯腈和質量分數為15%的聚醚酰亞胺紡絲液注入針頭直徑為1.5mm的粗針頭注射器內,將兩種注射器相間放置,以無紡布為接收基材并配置靜電紡絲參數為:調試紡絲電壓為50kv,接收距離為20cm,灌注速度為7ml/h,溫度為20℃,相對濕度為50%,獲得一種細纖維與粗纖維相互纏繞的仿羽絨結構的纖維氈,所得纖維氈中粗纖維平均直徑為8μm,細纖維平均直徑為500nm。
第二步:將20g質量分數為0.5%的交聯劑均勻的噴灑在30g所得到的仿羽絨結構的纖維氈上,并在50℃真空環境下熱處理交聯,使細纖維與粗纖維之間形成有效的粘結點,形成穩定仿羽絨結構的纖維氈,同時通過真空干燥使紡絲液溶劑蒸發以去除纖維氈上的殘留溶劑。
第三步:將穩定仿羽絨結構的纖維氈裁剪成碎片,采用高速打漿法以6000rpm打漿20min將其均勻分散在400g異丙醇中,形成仿羽絨纖維漿液,所述漿液的質量分數為30%。
第四步:對第三步所得到的仿羽絨纖維漿液在-196℃進行陳化處理10min,形成凝固塊,繼而在真空度為611.73pa以下、溫度為0℃以下進行冷凍干燥處理10h,去除凝固塊中的溶劑,得到預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠,并對其以400w的超聲功率,進行超聲固化3min,使仿羽絨結構纖維之間形成粘結交聯點,使其具備良好的力學性能及壓縮回彈性能。獲得仿羽絨結構纖維氣凝膠。
第五步:將每層厚度為10mm的所得的預處理仿羽絨結構纖維氣凝膠與平均孔徑為5μm,厚度為5μm的聚醚醚酮防水透濕膜進行粘結劑熱熔層壓復合,將eva熱熔膠網膜粘結劑平鋪在防水透濕膜和仿羽絨結構纖維氣凝膠之間,于真空烘箱60℃下進行30min熱熔粘合。復合方式為兩層防水透濕膜間夾一層仿羽絨結構纖維氣凝膠,獲得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料,所得具有防水透濕功能的超輕質氣凝膠保暖材料體積密度為280mg/cm3。
采用厚度為10mm、長度為35cm、寬度為35cm的該氣凝膠材料作為試驗樣品。基于gb/t11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測試標準,采用yg606紡織品熱阻測試儀測得該試樣導熱系數為0.022w/(m·k)。