【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气凝胶，具体是指一种拒水保暖的纤维气凝胶复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、目前市场上比较好的保暖类服装的填充物主要以鸭绒、鹅绒、聚酯纤维为主，极限运动类或军队野外以及航空航天等特殊环境下的保暖，因其特殊的环境，如涉水、寒冷、潮湿等恶劣环境，对填充物性能要求高，目前这类条件下的保暖类填充物主要以primasoft(简称p棉)和3m公司的thinsulate高效保暖绒为主；气凝胶自专利技术以来，因其拥有极高孔洞率、极低的密度、高比表面积、超高孔体积率等特性作为一种理想的保温隔热材料，被广泛应用在各个领域；目前气凝胶应用在纺织服装和纤维上的使用效果都不理想，当前在服装领域上的应用主要以纳米粉体和气凝胶纤维为主，但纳米气凝胶粉体在使用上暂无有效可行的方案，且回收方面也存在一定问题，造成资源浪费；另一个应用是，在合成纤维纺丝母粒中加入气凝胶粉体，但一直存在一个矛盾问题，少量保暖效果差，多量导致无法纺丝；还有一种使用方法是在海绵体或发泡胶涂层中加入气凝胶，如当前的素湃品牌和oros品牌，但是单从气凝胶填充海绵的热阻来说，热阻效果并不好。
2、目前现有技术主要存在以下问题：气凝胶保暖填充物上的气凝胶使用量低、保暖效果差。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种拒水保暖的纤维气凝胶复合材料及其制备方法，为了解决气凝胶在保暖填充物上负载量低问题，本专利技术提出通过制备中空皮芯型双组份高低温熔融纤维的方式，实现了气凝胶颗粒负载量的提升，
2、为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术提出了一种拒水保暖的纤维气凝胶复合材料及其制备方法，所述拒水保暖的纤维气凝胶复合材料包括如下重量份的组分：拒水保暖气凝胶13-18份、多层疏水纤维网53-76份；所述拒水保暖气凝胶是以聚乙烯醇和乙烯基三甲氧基硅烷制备的聚乙烯醇-笼型倍半硅氧烷气凝胶；所述多层疏水纤维网是以具有皮芯结构的中空高低温熔融纤维与极细聚酯纤维共同制备得到的。
3、优选地，所述拒水保暖气凝胶包括如下重量份的组分：聚乙烯醇30-45份、乙烯基三甲氧基硅烷5-7份。
4、优选地，所述多层疏水纤维网包括如下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯21-39份、聚乙烯12-21份。
5、优选地，所述拒水保暖气凝胶的制备方法，具体包括如下步骤：
6、s1、将乙烯基三甲氧基硅烷加入到乙酸乙酯中，水浴搅拌，得到混合溶液；
7、s2、将盐酸溶液逐滴滴加到s1所得混合溶液中直至ph为4-5，水浴搅拌，得到反应液，将乙醇溶液加入反应液中，过滤，以质量浓度为85-90%的乙醇溶液洗涤3次，干燥，得到笼型倍半硅氧烷；
8、s3、将聚乙烯醇加入去离子水中，90℃水浴搅拌3h，得到聚乙烯醇水溶液；
9、s4、将s2所得笼型倍半硅氧烷加入s3所得聚乙烯醇水溶液中，以1200-1300rpm的速度搅拌15-20min得到混合溶液；
10、s5、将s4得混合溶液加入到模具中，并使用液氮进行快速冷冻，冷冻后以10pa的真空度冻干3d，得到拒水保暖聚气凝胶。
11、优选地，在s1中，所述乙烯基三甲氧基硅烷在乙酸乙酯中的添加量为0.18-0.22g/ml。
12、优选地，在s1中，所述水浴温度为30-40℃，搅拌速率为50-60rpm，时间为10-15min。
13、优选地，在s2中，所述盐酸溶液的质量浓度为18-20%。
14、优选地，在s2中，所述水浴温度为30-35℃，搅拌速率为60-80rpm，时间为30-40h。
15、优选地，在s2中，所述乙醇浓度为73-76%，在反应液中的添加量为1.2-1.4g/ml。
16、优选地，在s3中，所述聚乙烯醇在水中的添加量为0.1-0.12g/ml。
17、优选地，所述多层疏水纤维网的制备方法，具体包括如下步骤：
18、（1）将聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚乙烯进行切片，经过送料、预结晶、干燥环节进入螺杆挤压，再经过预过滤器单元，由分配管路进入双组份复合纺丝机中，利用复合中空纺丝组件进行复合纺丝得到规格为2.8dex，3.8mm的聚酯纤维/聚乙烯复合中空纤维；
19、（2）将聚对苯二甲酸乙二醇酯进行切片，经过送料、预结晶、干燥环节进入螺杆挤压，再经过预过滤器单元，由分配管路进入纺丝机中，进行复合纺丝得到规格为0.58-1.2dex，38-50mm的聚酯纤维；
20、（3）将步骤（1）所得聚酯纤维/聚乙烯复合中空纤维和步骤（2）所得聚酯纤维分别使用开松机进行开松，并以1:0.8-1.5的质量比使用混棉机混棉，经单锡林双道夫梳理机梳理后，进行铺网得到厚度为0.5-3.5cm、平方克重为40-80g的多层纤维网。
21、本专利技术还提供了一种拒水保暖的纤维气凝胶复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
22、将拒水保暖气凝胶粉碎为15-20um的颗粒置于粉体箱内，以10-20m/s速度运转的传送带，带动多层纤维网进过粉体箱，气凝胶颗粒分散到多层纤维网上，经过厚度为多层纤维网2/3的轧辊，通过温度为135-150℃的烘干机进行加热，随后经过温度为10-15℃，风速为8-10m/s的鼓风机下吹上抽，得到拒水保暖的纤维气凝胶复合材料。
23、本专利技术取得的有益效果如下：通过纺丝机制备外层为低熔点的聚乙烯内芯为高熔点的中空结构的聚对苯二甲酸乙二醇酯的中空高低温熔融纤维，用以负载以聚乙烯醇和乙烯基三甲氧基硅烷制备的聚乙烯醇-笼型倍半硅氧烷气凝胶，通过加热使外层熔融将气凝胶颗粒固定在纤维上，并使聚酯纤维结构与其自行粘连，过程无需用胶，安全环保；制备的笼型倍半硅烷本身具有双键和中空结构，提高空间位阻，能够起到阻燃和疏水效果，以笼型倍半硅烷和聚乙烯醇制得有机聚合物-硅基气凝胶，具有低密度，高韧性的优点，纳米级孔径小于空气分子的自由程，能够限制气体分子的自由运动，使气体分子难以发生相互碰撞，减少气体热传导和对流传热，使用的材料无毒无害，安全环保；制备中空纤维内部具有中空间隙，对热的传导进行限制，具有保暖、蓬松和轻量化的特点。
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1.一种拒水保暖的纤维气凝胶复合材料，其特征在于：包括如下重量份的组分：拒水保暖气凝胶13-18份、多层疏水纤维网53-76份；所述拒水保暖气凝胶是以聚乙烯醇和乙烯基三甲氧基硅烷制备的聚乙烯醇-笼型倍半硅氧烷气凝胶；所述多层疏水纤维网是以具有皮芯结构的中空高低温熔融纤维与极细聚酯纤维共同制备得到的。
2.根据权利要求1所述的拒水保暖的纤维气凝胶复合材料，其特征在于：所述拒水保暖气凝胶包括如下重量份的组分：聚乙烯醇30-45份、乙烯基三甲氧基硅烷5-7份。
3.根据权利要求2所述的拒水保暖的纤维气凝胶复合材料，其特征在于：所述多层疏水纤维网包括如下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯21-39份、聚乙烯12-21份。
4.一种拒水保暖的纤维气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的拒水保暖的纤维气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述拒水保暖气凝胶的制备方法，具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的拒水保暖的纤维气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述多层疏水纤维网的制备方法，
7.根据权利要求6所述的拒水保暖的纤维气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：在S1中，所述乙烯基三甲氧基硅烷在乙酸乙酯中的添加量为0.18-0.22g/mL；所述水浴温度为30-40℃，搅拌速率为50-60rpm，时间为10-15min。
8.根据权利要求7所述的拒水保暖的纤维气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：在S2中，所述盐酸溶液的质量浓度为18-20%，所述水浴温度为30-35℃，搅拌速率为60-80rpm，时间为30-40h。
9.根据权利要求8所述的拒水保暖的纤维气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：在S2中，所述乙醇浓度为73-76%，在反应液中的添加量为1.2-1.4g/mL。
10.根据权利要求9所述的拒水保暖的纤维气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：在S3中，所述聚乙烯醇在水中的添加量为0.1-0.12g/mL。
...【技术特征摘要】
1.一种拒水保暖的纤维气凝胶复合材料，其特征在于：包括如下重量份的组分：拒水保暖气凝胶13-18份、多层疏水纤维网53-76份；所述拒水保暖气凝胶是以聚乙烯醇和乙烯基三甲氧基硅烷制备的聚乙烯醇-笼型倍半硅氧烷气凝胶；所述多层疏水纤维网是以具有皮芯结构的中空高低温熔融纤维与极细聚酯纤维共同制备得到的。
2.根据权利要求1所述的拒水保暖的纤维气凝胶复合材料，其特征在于：所述拒水保暖气凝胶包括如下重量份的组分：聚乙烯醇30-45份、乙烯基三甲氧基硅烷5-7份。
3.根据权利要求2所述的拒水保暖的纤维气凝胶复合材料，其特征在于：所述多层疏水纤维网包括如下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯21-39份、聚乙烯12-21份。
4.一种拒水保暖的纤维气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的拒水保暖的纤维气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述拒水保暖气凝胶的制备方法，具体包括如下步骤：
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡焕才，
申请(专利权)人：泉州市驭风纺织科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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