[发明专利]具有防水透湿功能的超轻质气凝胶保暖材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有防水透湿功能的超轻质气凝胶保暖材料及其制备方法。所述的具有防水透湿功能的超轻质气凝胶保暖材料，其特征在于，包括仿羽绒结构纤维气凝胶以及复合于仿羽绒结构纤维气凝胶之上的防水透湿膜。该保暖材料体积密度为1～300mg/cm³，且具有高孔隙率、小孔径结构，可防止空气形成对流，有效减小热量的散失，使其导热系数可达到0.015～0.023W/(m·k)，同时还赋予了该保暖材料防水透湿功能，从而进一步提高了该气凝胶材料的服用舒适性及保暖性能。

技术领域

本发明涉及服装保暖材料领域，特别是涉及一种仿羽绒结构纤维气凝胶与一种具有极小孔径或无孔结构的防水透湿膜复合而获得具有防水透湿功能的超轻质气凝胶保暖材料。

背景技术

目前，使用较多的服装保暖材料主要为棉絮、羽绒等絮片及填充材料。为达到较高的保暖效果，必须增加絮片的厚度，从而使产品过于蓬松，易导致穿着者臃肿且行动不便。此外，天然材料还存在易吸湿、强度差、易虫蛀等问题，同时有限的产量使其价格昂贵且难以满足日益增长的保暖市场需求。合成保暖絮料虽具有原料来源广、强度高、耐水洗、防腐抗蛀等优点，但其较大的纤维直径使材料孔径大、孔隙率低，限制其保暖性能的进一步提升。

气凝胶是一种具有多孔网络结构的高分散固态材料，并具有较小的体积密度。其孔隙率高达80～99.8％，孔径尺寸一般在1～100nm之间，使其具有超低热导率，但目前气凝胶材料制备方法主要是溶胶-凝胶法，所得气凝胶材料存在脆性大、机械强度差等缺点，使其在实际应用环境中受到较大限制。国内专利CN201310202293.7公开了一种全纤维结构的气凝胶材料，该材料虽改善了气凝胶的力学强力及柔韧性，但因内部孔径是由纤维相互交叉贯穿构筑产生的，所产生的孔径多为相互连通的开孔结构，难以限制气凝胶内部的空气对流现象，从而阻碍其保暖性能的进一步提升。

另一方面，防水透湿膜不仅具有可抵御雨水、雪或露水等透过或浸透薄膜，且能使薄膜内侧的水蒸气传递至外界的防水透湿功能，同时还具有极小孔径、孔径分布均匀，孔隙率高、薄膜强度高、表面光洁等优点，可有效防止空气形成对流，减小热量的散失，具有优良的防风防寒性能，在服装保暖及舒适性领域有着巨大的应用潜能。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有防水透湿功能的超轻质气凝胶保暖材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种具有防水透湿功能的超轻质气凝胶保暖材料，其特征在于，包括仿羽绒结构纤维气凝胶以及复合于仿羽绒结构纤维气凝胶之上的防水透湿膜。

优选地，所述的具有防水透湿功能的超轻质气凝胶保暖材料的体积密度为1～300mg/cm³，导热系数为0.015～0.023W/(m.k)。

优选地，所述的防水透湿膜平均孔径尺寸不超过5μm，厚度为10～30μm；防水透湿膜的材质为聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚乙烯咔唑、醋酸纤维素酯、聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚醚醚酮、聚丙烯酸、聚乳酸、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、热塑性聚氨酯、尼龙、聚对苯二甲酸二元醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、聚烯烃、聚偏氟乙烯-全氟丙烯、聚偏氟乙烯中的一种或者多种的组合。

本发明还提供了上述的具有防水透湿功能的超轻质气凝胶保暖材料的制备方法，其特征在于，包括：

第一步：采用静电纺丝技术，将聚合物纺丝液分别置于含有粗针头或细针头的注射器内，并将粗针头注射器和细针头注射器相间放置，以无纺布为接收基材并配置合适的静电纺丝参数，得到一种细纤维与粗纤维相互缠绕的仿羽绒结构的纤维毡；

第二步：将交联剂均匀的喷洒在所得到的仿羽绒结构的纤维毡上，进行加热交联，使细纤维与粗纤维之间形成有效的粘结点，形成稳定仿羽绒结构的纤维毡，并去除多余的纺丝液溶剂；