[发明专利]一种高效涤纶非织造隔热材料的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及非织造深加工领域，更具体的说涉及一种高效涤纶非织造隔热材料的加工方法，其制得的非织造材料可以适用于汽车内饰、墙面等的隔热技术需求。

背景技术

随着技术的不断进步和经济的迅速成长，社会发展对能源的依存度大大提高，使得能源资源的供应状况日趋紧张，因此以节能、环保为特征的材料是我国发展的重点。在民用领域，人们越来越多的使用空调调整居住和工作环境，但当气温调整后，由于固体导热、对流导热和辐射导热的作用，其会迅速与外界环境发生热交换，导致室内温度又急剧变化，需要继续使用空调进行温度调节，造成能源的大量浪费；对于工业领域，工业高温炉窑和加热定型等设备常因热传导浪费了大量能源，同时热量散失后，周围环境气温上升，还影响了工人的作业条件。因此，以隔热为主要技术特征的材料应运而生。此外，在航空航天等特殊领域，更需要具有优良隔热性能的材料。

针刺非织造材料具有空隙率高、隔热性能较好、且易于加工成型的优点，是目前低水平隔热要求材料中的首选材料。但是，目前非织造隔热材料主要以矿物纤维纤维为主，由于矿物纤维刚性大，在加工上存在一定的困难，往往会损坏生产设备，限制了非织造隔热材料的发展，由此迫切需要使用常规纤维得到具有高隔热性能的产品。涤纶非织造布是目前广泛应用的一种非织造材料，具有弹性好、强度高的特点，但其隔热性能难以满足更高要求的隔热技术要求。

在新型的隔热材料中，气凝胶具有的超凡隔热性引起人们广泛的注意。气凝胶具有纳米级多孔结构，气孔率高达90％以上，且孔洞平均尺寸低于100nm，其具有密度低和质量轻的特点，是目前已知的热导率最低的固体材料。常见的气凝胶材料有：二氧化硅气凝胶、二氧化钛气凝胶、三氧化二铝气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、多组分气凝胶、超低密度气凝胶以及多种掺杂气凝胶等等。

在气凝胶的制备方法中，通常采用溶胶-凝胶的方式进行制备和加工。所采用的一般工艺过程：溶胶前躯体→酸或碱催化水解→陈化(老化)→凝胶→干燥(洗脱水分)→(热处理)。中国专利申请“一种一元或多元气凝胶隔热材料及其制备方法”(申请号201210038638)公开了由纳米二氧化硅、三氧化二铝中的一种或两种物质组成的气凝胶隔热材料的制备方法；中国专利申请“一种氧化铝纳米多孔隔热材料的制备方法”(申请号201110331274)公开了含纳米氧化铝的气凝胶隔热材料的制备方法；中国专利申请“一种多孔粉体掺杂的硅石气凝胶隔热材料的制备方法”(申请号200510012154.3)公开了常压制取二氧化硅气凝胶隔热材料的方法等等。通过该技术过程得到的气凝胶，由于气凝胶的多孔骨架结构存在强度低、韧性差等力学缺陷，难以单独使用。

在气溶胶隔热材料的制备方法中，为提高隔热材料的力学特征，通常采用以下两种途径提高材料的强度与韧性。

①与其他高聚物共混制成隔热材料。隔热涂料即为其中的典型代表，它以气凝胶与高分子树脂或粘合剂或成膜剂共混，而后涂布在需要保温隔热的其他材料表面，实现隔热功能。比如专利申请“一种SiO2气凝胶隔热保温乳胶涂料及其制备方法”(申请号201210023962.X)公开了气凝胶与乳胶漆共混得到隔热涂料的制备方法；专利申请“隔热聚合物泡沫体和气凝胶复合制品”(申请号201080033356.5)公开了将气凝胶分布于发泡聚合物中制备热塑性聚合物泡沫体制品的方法；专利申请“气凝胶复合柔性保温隔热薄膜及其制备方法”(申请号200310109280.1)公开了气凝胶与有机硅树脂混合并涂布在聚酰亚胺薄膜上获得保温隔热薄膜的加工方法；专利申请“一种汽车玻璃纳米隔热材料及其制作方法”(申请号201010576986)则公开了多组分气凝胶与成膜剂共混涂布在汽车玻璃上制取隔热玻璃的方法。上述加工方式因添加的高聚物对微孔的封堵作用以及聚合物作为连续相的影响，而使得隔热效率降低，通常在足够的使用量下才能保证具备足够的隔热效果。