一种聚酰亚胺保温絮片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚酰亚胺保温絮片及其制备方法，所述絮片至少包括由多孔聚酰亚胺纤维构成的隔热层，以及由纤维素纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维中的一种或几种与多孔聚酰亚胺纤维混纺构成的保温层。所述制备方法中，絮片是由纤维经开松、成网、铺网后制成的，其中多孔聚酰亚胺成分是由聚酰胺酸原丝在开松或成网步骤之后经热亚胺化制得的。本发明专利技术提供的聚酰亚胺保温絮片采用多孔结构的聚酰亚胺纤维增强了其保温隔热能力，同时调整了制备过程中的热亚胺化步骤，以避免过早进行热亚胺化对纤维多孔结构造成破坏，使制得的絮片保有最佳的保温隔热效果。隔热效果。隔热效果。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺保温絮片及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚酰亚胺材料领域，具体地说，涉及一种聚酰亚胺保温絮片及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，纤维制品的应用领域逐渐扩大，一些高性能纤维在航天军工和民用市场得到了广泛应用，多孔聚酰亚胺纤维絮片就是其中代表。对于长期在野外训练，执行任务的军事人员，以及载人航天、狭小空间站内的宇航员，人员在进行长期作业，体表出汗排热后，遇冷后会凝结成水汽汇集在保暖层，水汽越多，保暖性下降越厉害，如羽绒、棉等传统材料的保暖性能下降超过50％。其相应的解决方法为把羽绒、棉等材料做拒水处理，不过这种后处理的拒水性能会随着洗涤次数衰减。
[0003]絮片毛毡作为一种保暖填充材料被广泛应用于防寒服、防寒被等一系列防寒产品中，市场的絮片毛毡原材料多以聚酯纤维为主，高性能纤维絮片产品的应用领域逐年扩大，军用及民用市场广阔。多孔聚酰亚胺纤维不同于国内外市场的普通聚酰亚胺纤维，该种纤维内部及表面分布着很多孔状空间，由于其特殊的物理结构，在其纤维内部形成空气隔热层，具有更小的密度，在同等质量的条件下纤维的数量更多，形成的内部空间结构更密，从而提高了保温效果和隔热效果，尤其适用于条件恶劣的寒冷环境，为絮片毛毡市场提供了新的选择方案。
[0004]絮片毛毡的制备中常常需要对纤维进行开松、梳理等操作，该过程会对纤维造成一定损伤，而聚酰亚胺纤维由于其自身的多孔结构导致其单丝结构不甚致密，会在絮片制备过程中遭到一定程度的损伤和破坏。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。/>
技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种聚酰亚胺保温絮片及其制备方法，所述絮片包括由多孔聚酰亚胺纤维构成的隔热层，以及由纤维素纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维中的一种或几种与多孔聚酰亚胺纤维混纺构成的保温层，所述絮片中的多孔聚酰亚胺成分在絮片制备过程中是由聚酰胺酸原丝在开松或成网步骤之后经热亚胺化制得的。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
[0008]本专利技术提供了一种聚酰亚胺保温絮片，所述絮片至少包括由多孔聚酰亚胺纤维构成的隔热层，以及由纤维素纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维中的一种或几种与多孔聚酰亚胺纤维混纺构成的保温层；所述保温层包括含量为60～90wt％的多孔聚酰亚胺纤维和含量为10～40wt％的其他纤维。
[0009]上述方案中，所述絮片中的组分以多孔聚酰亚胺纤维为主，所述多孔聚酰亚胺纤维能将温暖的空气包在纤维中，保持身体温度，隔绝外界冷空气，其制成的絮片具有永久性
的保暖性能，且较同等轻质絮片暖和，是极佳的功能保暖面料。
[0010]本专利技术的进一步方案为：所述多孔聚酰亚胺纤维靠近径向截面外周的部分呈孔洞状，靠近径向截面中心的部分为实心，所述孔洞部分与实心部分在径向截面上所占面积之比为0.7～1.2:1。
[0011]上述方案中，聚酰亚胺中孔洞部分多靠近纤维外周，且其在纤维径向截面上所占面积相对较大，使得纤维结构偏向疏松，在形成织物后，会产生若干空气隔热层以起到良好的隔热保温效果。
[0012]本专利技术的进一步方案为：所述絮片的克重为800～1000g/m2，厚度为1～100mm，保暖量不小于2m2·
K/W。
[0013]本专利技术还提供了一种如上所述聚酰亚胺保温絮片的制备方法，所述絮片是由纤维经开松、成网、铺网后制成的，并且所述絮片中的多孔聚酰亚胺成分是由聚酰胺酸原丝在开松或成网步骤之后经热亚胺化制得的。
[0014]上述方案中，多孔聚酰亚胺纤维的孔洞部分多存在于靠近纤维外周的位置，在后续制备絮片时，开松过程中的撕扯、打击、分割作用会对该多孔结构造成较大的损毁，之后的梳理过程中工作辊和罗拉的作用也会对其多孔结构产生一定程度的损伤。此外，热亚胺化也会对聚酰胺酸纤维在固化过程中形成的多孔结构造成破坏。而聚酰亚胺絮片的保温效果正是来自其多孔结构所带来的空气隔热层，因此本申请调整了热亚胺化处理的顺序，先对聚酰胺酸原丝进行开松或成网后，再进行热亚胺处理，防止过早的热亚胺化对多孔结构产生进一步的破坏。
[0015]根据上述制备方法，所述热亚胺化采用梯度加热方式，所述聚酰胺酸原丝经过各温区的时间和温度分别为：3.5～4.5min通过温度为210～230℃的第一温区，1.5～3min通过温度为380～420℃的第二温区，1～2min通过温度为550～600℃的第三温区。
[0016]上述方案中，由于聚酰胺酸原丝经过开松或经过开松、成网后，其结构相比单丝较为复杂，因此采用三阶段的梯度热亚胺化，使聚酰胺酸原丝的亚胺化更为均匀、彻底；采用梯度方式还可使亚胺化过程更为稳定，避免过多的多孔结构受到破坏。
[0017]根据上述制备方法，所述聚酰胺酸原丝在经开松、成网后进行热亚胺化处理，再进行铺网，以制得絮片中的隔热层；优选的，所述成网采用梳理机成网。
[0018]根据上述制备方法，所述聚酰胺酸原丝在开松后进行热亚胺化处理，并与经开松处理的纤维素纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维中的一种或几种纤维混配，继而对混合纤维进行成网、铺网，以制得絮片中的保温层；优选的，所述成网采用气流成网。
[0019]上述方案中，隔热层制备过程中，聚酰胺酸原丝在开松、成网后进行热亚胺化处理，由于热亚胺化在开松、成网之后，所述成网可采用梳理机进行。而保温层是聚酰亚胺纤维与其他纤维混合制备，而其他纤维并不能耐受热亚胺化的高温处理，因此在开松之后对聚酰胺酸纤维进行热亚胺化处理，再将得到的聚酰亚胺纤维与其他纤维混配，并采用气流成网方式，可减少摩擦等接触对纤维多孔结构的损伤。
[0020]根据上述制备方法，所述通过针刺、水刺或粘胶工艺将隔热层与保温层合并为絮片，所述隔热层与保温层的厚度比为1～1.3:2～2.5。
[0021]上述方案中，所述粘胶工艺对保温层或隔热层的粘接面进行喷胶，后经加热成型、定型、烫平等工艺制成絮片。
[0022]根据上述制备方法，所述铺网采用交叉铺网或垂直铺网。
[0023]根据上述制备方法，所述聚酰胺酸原丝是由二酐和二胺在溶剂中缩聚成的纺丝原液在40～80℃的凝固浴中固化制得的，所述溶剂选自二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮，所述凝固浴包括水、乙二醇、二甲苯或丙酮中的一种或多种。
[0024]上述方案中，所述二酐选自均苯四甲酸二酐、二苯甲酮四酸二酐或联苯醚二酐中的一种；所述二胺为邻苯二胺或间苯二胺。
[0025]具体的，本专利技术采用如下方法制备聚酰亚胺保温絮片：
[0026](1)制备隔热层：将聚酰胺酸原丝进行开松、梳理成网，后进行梯度热亚胺化处理，再将处理后的纤网送入铺网机，制得隔热层；
[0027](2)制备保温层：将聚酰胺酸原丝进行开松后进行梯度热亚胺化处理，并与经开松处理的纤维素纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维中的一种或几种纤维混配，继而对混合纤维进行成网、铺网，制得保温层；
[0028](3)合并各层：采用针刺、水刺或粘胶工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺保温絮片，其特征在于，所述絮片至少包括由多孔聚酰亚胺纤维构成的隔热层，以及由纤维素纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维中的一种或几种与多孔聚酰亚胺纤维混纺构成的保温层；所述保温层包括含量为60～90wt％的多孔聚酰亚胺纤维和含量为10～40wt％的其他纤维。2.根据权利要求1所述聚酰亚胺保温絮片，其特征在于，所述多孔聚酰亚胺纤维靠近径向截面外周的部分呈孔洞状，靠近径向截面中心的部分为实心，所述孔洞部分与实心部分在径向截面上所占面积之比为0.7～1.2:1。3.根据权利要求2所述聚酰亚胺保温絮片，其特征在于，所述絮片的克重为800～1000g/m2，厚度为10～100mm，保暖量不小于2m2·
K/W。4.一种如权利要求1～3任意一项所述聚酰亚胺保温絮片的制备方法，所述絮片是由纤维经开松、成网、铺网后制成的，其特征在于，所述絮片中的多孔聚酰亚胺成分是由聚酰胺酸原丝在开松或成网步骤之后经热亚胺化制得的。5.根据权利要求4所述聚酰亚胺保温絮片的制备方法，其特征在于，所述热亚胺化采用梯度加热方式，所述聚酰胺酸原丝经过各温区的时间和温度分别为：3.5～4.5min通过温度为210～230℃的第一温区，1.5～3min通过温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄继庆，郭伟，张在娟，程永喜，温婧，郭壮，杨煊赫，贺芳，方涛，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：