针织气凝胶保温面料及其制备方法技术

本发明专利技术属于纺织领域，具体涉及针织气凝胶保温面料及其制备方法。本发明专利技术将气凝胶干粉加入到涤纶纺丝液中，用机械搅拌器进行共混后，通过喷丝板制得的气凝胶共混纤维，并纺织成针织气凝胶保温面料。本发明专利技术不需要经过任何化学助剂处理，便具备轻暖功效，气凝胶比重在10

【技术实现步骤摘要】
针织气凝胶保温面料及其制备方法


[0001]本专利技术属于纺织领域，具体涉及针织气凝胶保温面料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着时代的发展进步，有关生态、环保、无公害等绿色概念将越来越深入人心。人们对于面料服饰保温、轻便等方面的要求也越来越高，然而目前服装面料的保温性能一般，已经不能满足时代的需求。
[0003]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。
[0004]但是，二氧化硅气凝胶与面料复合使用时，往往将气凝胶作为复合层夹在机棉面料层、有机棉、涤纶交织面料层之间，具有不耐水洗，经长时间重复水洗后尺寸稳定性较差等缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种针织气凝胶保温面料的制备方法。
[0006]本专利技术的再一目的在于提供上述制备方法得到的针织气凝胶保温面料。
[0007]根据本专利技术具体实施方式的针织气凝胶保温面料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)熔融：将PET聚酯材料投入螺杆机进行熔融；
>[0009](2)混合：将二氧化硅气凝胶从投料口加入螺杆机中，与PET聚酯材料混合，均化，得到纺丝熔体，其中，二氧化硅气凝胶与PET聚酯材料的质量比为1:10
‑
50，二氧化硅颗粒的直径为10
‑
20um，均化温度为288～292℃；
[0010](3)将步骤(2)得到的纺丝熔体输送到纺丝箱体；
[0011](4)螺杆机挤压喷丝：在压力650
‑
750万帕，温度285～290℃条件下，将混合熔体挤压成熔体细流，纺丝速率为1000
‑
1500m/min，经冷却、上油、卷绕后，形成气凝胶纤维；
[0012](5)将步骤(4)得到的气凝胶纤维并纱上浆，纺织成针织面料，所述针织面料的规格为5d/72f或75d/48f，克重为140
‑
300g/
㎡
。
[0013]根据本专利技术具体实施方式的针织气凝胶保温面料的制备方法，步骤(1)中，设定螺杆机不同工作区的温度，以将PET聚酯材料熔融：
[0014]螺杆机冷却区的温度为50～100℃，并在螺杆机的夹套中通入冷却水；螺杆机预热区的温度为265～285℃；螺杆机熔融区的温度为290～295℃。
[0015]根据本专利技术具体实施方式的针织气凝胶保温面料的制备方法，步骤(3)中，纺丝熔体依次经过法兰区、弯管区输入至纺丝箱体，法兰区的温度为280～292℃；弯管区的温度为
275～280℃。
[0016]根据本专利技术具体实施方式的针织气凝胶保温面料的制备方法，步骤(3)中，纺丝箱体的温度为290～295℃。
[0017]根据本专利技术具体实施方式的针织气凝胶保温面料的制备方法，先将PET聚酯材料用高速粉碎机进行粉碎处理后，再投入螺杆机。
[0018]根据本专利技术具体实施方式的针织气凝胶保温面料的制备方法，步骤(4)中，纺丝速率为1000
‑
1500m/min。
[0019]具体的，螺杆机的工作区包括1个冷却区，5个加热区，其中，
[0020](1)冷却区温度为50～100℃，夹套通冷却水；
[0021]该区为进料段前半部，其作用是防止环结堵料，即软化的PET聚酯材料切片黏结于螺杆，保护螺杆传动部分不受热。
[0022](2)预热段区温度：熔点+265～285℃；。
[0023]该区为加热一区和加热二区前半部，其作用：预热切片，使物料进入压缩段时温度能升高到聚合物熔点以上，又要求切片不能过早熔化。
[0024]温度升高
→
切片在到达压缩段前过早熔化
→
原来固体颗粒间的空隙消失
→
熔体体积＜原固体堆砌体积
→
熔体在等深螺杆内无法压紧压实
→
熔体向前推动力下降
→
后面来的未熔化的切片黏结在熔体上造成环结温度下降
→
切片进人压缩段后不能顺利熔融
→
切片在压缩段内堵塞。
[0025](3)熔融区温度：熔点
±
25～35℃
→
290～295℃；
[0026]该区为加热二区后半部和加热三区，PET聚酯材料在该区内熔融，产生机头熔体压力，排除PET聚酯材料中夹带空气及微量水蒸气后，从进料口将二氧化硅气凝胶投入到螺杆机中。
[0027](3)均化区温度：熔融区温度
‑
2～5℃
→
288～292℃；
[0028]该区为加热四区和加热五区，PET聚酯材料与二氧化硅气凝胶在该区段中熔化、混合、均化，保持压缩区已建立的熔体压力，并稳定均匀的输送熔体。
[0029](5)熔体输送
[0030](5
‑
1)法兰区温度：280～292℃。
[0031]法兰区起到连接螺杆和弯管的作用，由于法兰本身较短，熔体在其内停留的时间较短，从而对纺丝熔体温度的影响也较小，设置280～292℃的温度可有效保证纺丝熔体不在此区段内冻结。
[0032](5
‑
2)弯管区温度：275～280℃
[0033]弯管区与法兰区相连，继续输送纺丝熔体。
[0034]将弯管区温度设置高于法兰区，将提高纺丝熔体的流动性，从而有利于后续纺丝。
[0035](5
‑
3)纺丝箱体温度：290～295℃
[0036]纺丝箱体可以通过熔体分配管输送和分配纺丝熔体到各个纺丝部位，并能够对纺丝熔体进行保温和补充加热。
[0037]本专利技术将部分温度设置为290～295℃，能够增加纺丝成型，不但能够有效避免纺丝熔体喷出喷孔时黏附喷丝板，从而降低组件更换率，而且保证纺丝熔体在喷丝孔中的具有合适的剪切应力，防止纺丝熔体破裂，避免纺出的丝条断面不匀，甚至不能纺丝，同时可
以避免拉伸纤维时产生毛丝、断头。
[0038](6)纺丝温度：285～290℃。
[0039]喷丝条件：650万帕
‑
750万帕(螺杆挤出机出口的熔体压力)，该压力下克服纺丝熔体在管道和混合器等设备内的阻力，保证计量泵入口有一定的纺丝熔体。
[0040]熔体细流被冷却介质冷却，凝固成丝条，并逐步细化。
[0041]上油润滑，增加纤维抱合力，抗静电。
[0042]卷绕丝提供给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.针织气凝胶保温面料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)熔融：将PET聚酯材料投入螺杆机进行熔融；(2)混合：将二氧化硅气凝胶从投料口加入螺杆机中，与PET聚酯材料混合，均化，到到纺丝熔体，其中，二氧化硅气凝胶与PET聚酯材料的质量比为1:10
‑
50，二氧化硅颗粒的直径为10
‑
20um，均化温度为288～292℃；(3)将步骤(2)得到的纺丝熔体输送到纺丝箱体；(4)螺杆机挤压喷丝：在压力650
‑
750万帕，温度285～290℃条件下，将纺丝熔体挤压成熔体细流，纺丝速率为1000
‑
1500m/min，经冷却、上油、卷绕后，形成气凝胶纤维；(5)将步骤(4)得到的气凝胶纤维并纱上浆，纺织成针织面料，所述针织面料的规格为5d/72f或75d/48f，克重为140
‑
300g/
㎡
。2.根据权利要求1所述的针织气凝胶保温面料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，设定螺杆机不同工作区的温度，以将PET聚酯材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：马致远，王传春，
申请(专利权)人：北京服装学院，
类型：发明
国别省市：