一种二氧化硅气凝胶复合保温面料制造技术

本发明专利技术公开了一种二氧化硅气凝胶复合保温面料。本发明专利技术中的保温面料主要由具有壳核结构的复合纤维编织而成，复合纤维的核材为改性长纤，复合纤维的壳材主要由改性二氧化硅气凝胶、纤维基材混合而成；将改性长纤、壳材复合得到的复合纤维隔热保温效果好，抑菌率高，力学性能优异，使用该符合纤维制备的保温面料耐洗涤效果好，水洗30次以后保温隔热、抑菌性能均无明显降低，使用寿命长，具有较强的实用价值。具有较强的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅气凝胶复合保温面料


[0001]本专利技术涉及面料
，具体为一种二氧化硅气凝胶复合保温面料。

技术介绍

[0002]每当天气降温的时候人们通常会选择添加衣物来抵御寒冷，但是穿着过多的衣物会给人造成笨重、行动不便的困扰，尤其是当人们需要出席一些正式场合的时候，就亟需一款既轻薄又保暖的面料制成的服饰来满足人们的需要。
[0003]二氧化硅气凝胶是一种具有多孔网络结构的材料，具有较高的比表面积、低导热率、低折射率，将其添加到面料中制成的衣物具有超薄、隔热保温，疏水透气的优异性能，但是二氧化硅气凝胶力学性能较差，质脆易裂，限制其发展；目前将二氧化硅气凝胶引入面料中的方法主要有两个，一种是直接将二氧化硅气凝胶涂覆在面料表面；另一种是将二氧化硅直接与纺丝液混合制成面料；前者制备得到的面料中的二氧化硅会随着日常使用和洗涤过程逐渐流失，并使得保温面料的保温性能逐渐下降直至消失；第二种方法由于二氧化硅气凝胶在纺丝液中易发生团聚，容易造成纺丝管道出口的堵塞，增加对机器的维护成本，同时二氧化硅气凝胶的直接添加对纤维性能也具有一定影响。
[0004]为了解决上述问题，人们迫切需要一种轻薄、耐洗涤、保温效果好的面料及其制备方法。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种二氧化硅气凝胶复合保温面料及其制备方法。
[0006]一种二氧化硅气凝胶复合保温面料，所述保温面料主要成分为复合纤维，所述复合纤维包括改性长纤、壳材，所述壳材包裹在改性长纤外，所述改性长纤、壳材的质量比例为(1
‑
3)：5。
[0007]进一步的，所述改性长纤各原料组分如下：以重量份计，改性电气石60
‑
90份、基材混合料100
‑
120份、六钛酸钾晶须25
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45份、碳化硼20
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40份、可溶性淀粉30
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60份。
[0008]本专利技术制得的改性长纤中添加的基材混合料具有较强的隔热保温、耐高温性能，六钛酸钾晶须的加入能够进一步降低基材混合料的热导率，强化改性长纤的隔热保温能力；本专利技术中特别添加的碳化硼在高温环境下发生氧化变成氧化硼，能够显著增强改性长纤熔融物质的浆料粘度，同时对改性长纤的保温隔热、耐高温性能进一步强化；本专利技术中添加的可溶性淀粉在碳化硼尚未氧化成氧化硼时，对熔融物质起到暂时性粘结的作用，待熔融物质的浆料温度进一步升高时，可溶性淀粉在高温下完全氧化分解形成孔隙；制备得到的改性长纤多孔结构以及优异的隔热保温性能。
[0009]进一步的，所述基材混合料为石英石、煤矸石、莫来石、焦宝石中的一种或多种。
[0010]进一步的，所述壳材主要包括改性二氧化硅气凝胶、纤维基材，所述改性二氧化硅气凝胶、纤维基材的质量比例为(1
‑
3):10。
[0011]进一步的，所述改性电气石各原料组分如下：以重量份计，电气石90
‑
100份、阳离子表面活性剂60
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80份、氧化石墨烯50
‑
70份。
[0012]进一步的，所述阳离子表面活性剂为2
‑
烷基氨基乙基咪唑啉、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的一种或多种。
[0013]本专利技术中使用的电气石为纳米尺寸的电气石，而氧化石墨烯、电气石等纳米粒子在水中容易发生团聚，影响反应过程的顺利进行以及产品的生产质量，为了获得高质量产品，提高纳米粒子在水中的分散性，本专利技术使用阳离子表面活性剂对电气石进行改性；阳离子表面活性剂进入水中以后自动解离形成阳离子并作用在电气石上，再通过位阻效应、静电斥力与氧化石墨烯形成复合物，将氧化石墨烯与电气石接枝在一起；阳离子表面活性剂的加入一方面间接增强了电气石的正电性，加强了电气石的抗菌抑菌能力，另一方面通过静电作用增强了改性电气石的分散性，以及电气石与氧化石墨烯之间的界面结合力；氧化石墨烯为改性电气石提供了丰富的反应活性位点，利于后续反应的发生。
[0014]进一步的，所述改性二氧化硅气凝胶各原料组分如下：以重量份计，正硅酸乙酯80
‑
100份、N,N
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二甲基甲酰胺40
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50份、β
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环糊精/金属有机骨架复合物20
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30份、正己烷50
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60份、聚乙烯亚胺30
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35份、交联剂28
‑
32份；所述交联剂为戊二醛。
[0015]本专利技术中制得的二氧化硅气凝胶具有壳核结构，在二氧化硅气凝胶中特别添加β[1]环糊精/金属有机骨架复合物得到二氧化硅气凝胶核层，在二氧化硅气凝胶核层外再包裹一层具有丰富氨基活性位点的聚乙烯亚胺制得改性二氧化硅气凝胶；β
‑
环糊精/金属有机骨架复合物上具有丰富的活性位点，可显著改善二氧化硅气凝胶的力学性能，β
‑
环糊精/金属有机骨架复合物上含有丰富的羟基，使其与二氧化硅溶胶具有较好的相容性，同时大量羟基的存在还能有效避免二氧化硅气凝胶在干燥过程中出现开裂，以及二氧化硅气凝胶孔隙中水分蒸发后，凝胶表面产生毛细管力而产生的孔径坍塌问题；本专利技术中添加的聚乙烯亚胺具有丰富的氨基活性位点，二氧化硅气凝胶核层上具有丰富的羟基，将聚乙烯亚胺、二氧化硅气凝胶核层之间通过戊二醛进行交联，将聚乙烯亚胺包裹在二氧化硅气凝胶核层外得到改性二氧化硅气凝胶；改性二氧化硅气凝胶上存在大量的氨基，由于静电作用力，使得改性二氧化硅气凝胶在纤维基材中的分散性更好。
[0016]本专利技术将改性二氧化硅气凝胶、纤维基材混合制成壳材并包裹在改性长纤外，改性二氧化硅气凝胶上存在大量氨基，改性长纤上由于氧化石墨烯的存在而含有大量的有机官能团，通过分子间作用力，改性二氧化硅气凝胶逐渐被接枝在改性长纤上，部分改性二氧化硅气凝胶还会接枝在改性长纤上的孔洞中，粘结在改性二氧化硅气凝胶上的纤维基材也会随之吸附在改性长纤上，从而使得纤维基材也能充分渗入纤维长纤的孔洞，并形成物理锁扣，有效避免了改性二氧化硅气凝胶的流失，增强了复合纤维的力学性能。
[0017]所述纤维基材为聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯中的一种或多种。
[0018]一种二氧化硅气凝胶复合保温面料，包括以下步骤：S1.制备改性电气石；S2.制备改性长纤；S3.制备改性气凝胶；S4.制备保温面料。
[0019]具体包括以下步骤：
S1.制备改性电气石：a.将电气石加入到去离子水中搅拌分散，加入阳离子表面活性剂超声分散70
‑
90min，得到A液；b.将氧化石墨烯置于去离子水中超声分散70
‑
90min得到B液；c.将B液缓缓倒入A液中超声分散60
‑
80min，抽滤干燥得到改性电气石；S2.制备改性长纤：a.将改性电气石、基材混合料、六钛酸钾晶须混合均匀，加入去离子水并球磨4
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅气凝胶复合保温面料，其特征在于：所述改性长纤、壳材的质量比例为2：5；所述改性长纤各原料组分如下：以重量份计，改性电气石75份、基材混合料110份、六钛酸钾晶须35份、碳化硼30份、可溶性淀粉45份；所述改性二氧化硅气凝胶、纤维基材的质量比例为1:5；所述改性电气石各原料组分如下：以重量份计，电气石95份、阳离子表面活性剂70份、氧化石墨烯60份；所述改性二氧化硅气凝胶各原料组分如下：以重量份计，正硅酸乙酯90份、N,N
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二甲基甲酰胺45份、β
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环糊精/金属有机骨架复合物25份、正己烷55份、聚乙烯亚胺33份、交联剂30份；该复合保温面料的制备方法包括以下步骤：S1.制备改性电气石：a.将电气石加入到去离子水中搅拌分散，加入阳离子表面活性剂超声分散80min，得到A液；b.将氧化石墨烯置于去离子水中超声分散80min得到B液；c.将B液缓缓倒入A液中超声分散70min，抽滤干燥得到改性电气石；S2.制备改性长纤：a.将改性电气石、基材混合料、六钛酸钾晶须混合均匀，加入去离子水并球磨6h得到混合物料A；使得各原料组分之...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClC零四B三五一六，
申请(专利权)人：朱晶晶，
类型：发明
国别省市：