[发明专利]一种轻便型二氧化硅气凝胶复合保温面料及其制备方法

说明书

本发明涉及面料领域，具体涉及一种轻便型二氧化硅气凝胶复合保温面料及其制备方法。一种轻便型二氧化硅气凝胶复合保温面料，至少包括表层的耐磨防护面料层、中间层的保温隔热层以及内层的贴身舒适面料层，耐磨防护面料层的材质为锦纶，保温隔热层的材质为二氧化硅气凝胶/粘胶纤维复合材料，贴身舒适面料层的材质为腈纶。通过选用特定尺寸的粘胶纤维和采用含羧基的硅烷偶联剂对二氧化硅气凝胶/粘胶纤维复合材料进行改性等技术手段相结合，有效地提高了复合材料耐水洗、耐缩水的性能，进一步保障了复合面料的轻便与保温效果。

技术领域

本发明涉及面料领域，具体涉及一种轻便型二氧化硅气凝胶复合保温面料及其制备方法。

背景技术

随着科技的发展以及社会的进步，人们对生活质量的要求也越来越高，纺织品从传统的遮体御寒功能延伸到美观、舒适、轻便等功能。随着人们消费理念的发展，各种智能化、功能性面料得到广泛关注与发展。近些年来，各种改性复合等新型保暖材料不断出现，如水洗棉、定型脱脂水洗棉、羽绒絮毡、毛织物、复合针刺、熔喷棉等保暖材料，同时也不断有新技术、新工艺、新设备的出现，对传统的保暖材料进行改进研究，扬长避短，提高技术含量，提高其综合性能。

气凝胶因其独特的三维纳米级孔隙结构，极低的密度与导热系数，被认为是改变世界中最轻的材料，不仅可以作为气体过滤的原料，还可以制备做隔热保温材料。其中最为常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶，但是由于构成二氧化硅气凝胶网络结构的骨架较细，且二氧化硅气凝胶次级粒子之间的作用力较弱，使其存在易吸水、韧性差等缺点，因此不能单独使用，多和其他材料(如玻璃纤维、粘胶纤维、树脂等)复合制备多功能气凝胶，此多功能材料具有气凝胶的优良特性，广泛应用于面料、医药、军工、航天、航海、高铁、造纸等领域。

但是，二氧化硅气凝胶与粘胶纤维复合时，其制备的轻便保温面料具有韧性差，不耐水洗，经长时间重复水洗后尺寸稳定性较差等缺点，此外，复合面料还容易吸湿，缩水较为严重，进而导致制得的二氧化硅气凝胶复合材料的隔热、保温等性能差的现象发生。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种轻便型二氧化硅气凝胶复合保温面料，至少包括表层的耐磨防护面料层、中间层的保温隔热层以及内层的贴身舒适面料层，所述耐磨防护面料层的材质为锦纶，所述保温隔热层的材质为二氧化硅气凝胶/粘胶纤维复合材料，所述贴身舒适面料层的材质为腈纶。

作为本发明一种优选的技术方案，所述耐磨防护面料层与保温隔热层、保温隔热层与贴身舒适面料层之间通过粘合剂粘贴在一起。

作为本发明一种优选的技术方案，所述粘合剂为有机硅树脂粘合剂。

作为本发明一种优选的技术方案，所述粘胶纤维的切断长度为35～40mm，纤度为1.0～2.5旦。

作为本发明一种优选的技术方案，所述粘胶纤维的切断长度为36.5～38.5mm，纤度为1.2～2.0旦。

作为本发明一种优选的技术方案，所述二氧化硅气凝胶/粘胶纤维复合材料为硅烷偶联剂改性二氧化硅气凝胶/粘胶纤维复合材料。

作为本发明一种优选的技术方案，所述硅烷偶联剂为含有羧基的硅烷偶联剂。

作为本发明一种优选的技术方案，所述二氧化硅气凝胶/粘胶纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将正硅酸乙酯、水、乙醇以摩尔比为1:(3～7):(6～10)的比例混合，向前驱体溶液加入0.05～0.25mol/L草酸溶液，将该溶液pH调整至3～4.5之间，搅拌20～40min后，将混合溶液取出置于水浴锅中恒温水解13～18h，再加入0.45～0.65mol/L的氨水溶液，调节pH值至7～8，搅拌后静置，得到硅溶胶；

(2)用模具将粘胶纤维定型，得到纤维预制件，再抽真空浸渍硅溶胶，封口保存，得到凝胶1，将凝胶1置于乙醇溶液中老化10～13h，溶剂交换1～2.5d，得到凝胶2；