一种高效涤纶非织造隔热材料的加工方法技术

技术编号:8410620 阅读:165 留言:0更新日期:2013-03-14 00:57
本发明专利技术公开一种高效涤纶非织造隔热材料的加工方法,包括如下步骤:①对涤纶非织造布进行胺解改性处理,并经脱水后形成带液率40%-80%的胺解改性涤纶非织造布;②将带液率40%-80%的胺解改性涤纶非织造布置入溶胶工作液中而进行含浸工艺;③往上述含浸工艺工作液中添加5%-10%(体积分数)的全氟化合物,以提高由含浸工艺所形成凝胶干燥时毛细管的自发排水能力,再使用非极性溶剂通过溶剂置换促进溶剂的自排除,采用阶梯升温烘干的方式进行干燥处理获得高效涤纶非织造隔热材料。本发明专利技术通过原位凝胶化的技术手段克服了纤维与凝胶不能完好结合、容易出现力学缺陷的问题,提高了隔热材料的力学特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非织造深加工领域,更具体的说涉及,其制得的非织造材料可以适用于汽车内饰、墙面等的隔热技术需求。
技术介绍
随着技术的不断进步和经济的迅速成长,社会发展对能源的依存度大大提高,使得能源资源的供应状况日趋紧张,因此以节能、环保为特征的材料是我国发展的重点。在民用领域,人们越来越多的使用空调调整居住和工作环境,但当气温调整后,由于固体导热、对流导热和辐射导热的作用,其会迅速与外界环境发生热交换,导致室内温度又急剧变化,需要继续使用空调进行温度调节,造成能源的大量浪费;对于工业领域,工业高温炉窑和加热定型等设备常因热传导浪费了大量能源,同时热量散失后,周围环境气温上升,还影响了工人的作业条件。因此,以隔热为主要技术特征的材料应运而生。此外,在航空航天等特殊 领域,更需要具有优良隔热性能的材料。针刺非织造材料具有空隙率高、隔热性能较好、且易于加工成型的优点,是目前低水平隔热要求材料中的首选材料。但是,目前非织造隔热材料主要以矿物纤维纤维为主,由于矿物纤维刚性大,在加工上存在一定的困难,往往会损坏生产设备,限制了非织造隔热材料的发展,由此迫切需要使用常规纤维得到具有高隔热性能的产品。涤纶非织造布是目前广泛应用的一种非织造材料,具有弹性好、强度高的特点,但其隔热性能难以满足更高要求的隔热技术要求。在新型的隔热材料中,气凝胶具有的超凡隔热性引起人们广泛的注意。气凝胶具有纳米级多孔结构,气孔率高达90%以上,且孔洞平均尺寸低于lOOnm,其具有密度低和质量轻的特点,是目前已知的热导率最低的固体材料。常见的气凝胶材料有二氧化硅气凝胶、二氧化钛气凝胶、三氧化二铝气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、多组分气凝胶、超低密度气凝胶以及多种掺杂气凝胶等等。在气凝胶的制备方法中,通常采用溶胶-凝胶的方式进行制备和加工。所采用的一般工艺过程溶胶前躯体一酸或碱催化水解一陈化(老化)一凝胶一干燥(洗脱水分)一(热处理)。中国专利申请“一种一元或多元气凝胶隔热材料及其制备方法”(申请号201210038638)公开了由纳米二氧化硅、三氧化二铝中的一种或两种物质组成的气凝胶隔热材料的制备方法;中国专利申请“一种氧化铝纳米多孔隔热材料的制备方法”(申请号201110331274)公开了含纳米氧化铝的气凝胶隔热材料的制备方法;中国专利申请“一种多孔粉体掺杂的硅石气凝胶隔热材料的制备方法”(申请号200510012154. 3)公开了常压制取二氧化硅气凝胶隔热材料的方法等等。通过该技术过程得到的气凝胶,由于气凝胶的多孔骨架结构存在强度低、韧性差等力学缺陷,难以单独使用。在气溶胶隔热材料的制备方法中,为提高隔热材料的力学特征,通常采用以下两种途径提高材料的强度与韧性。①与其他高聚物共混制成隔热材料。隔热涂料即为其中的典型代表,它以气凝胶与高分子树脂或粘合剂或成膜剂共混,而后涂布在需要保温隔热的其他材料表面,实现隔热功能。比如专利申请“一种Si02气凝胶隔热保温乳胶涂料及其制备方法”(申请号201210023962. X)公开了气凝胶与乳胶漆共混得到隔热涂料的制备方法;专利申请“隔热聚合物泡沫体和气凝胶复合制品”(申请号201080033356. 5)公开了将气凝胶分布于发泡聚合物中制备热塑性聚合物泡沫体制品的方法;专利申请“气凝胶复合柔性保温隔热薄膜及其制备方法”(申请号200310109280. I)公开了气凝胶与有机硅树脂混合并涂布在聚酰亚胺薄膜上获得保温隔热薄膜的加工方法;专利申请“一种汽车玻璃纳米隔热材料及其制作方法”(申请号201010576986)则 公开了多组分气凝胶与成膜剂共混涂布在汽车玻璃上制取隔热玻璃的方法。上述加工方式因添加的高聚物对微孔的封堵作用以及聚合物作为连续相的影响,而使得隔热效率降低,通常在足够的使用量下才能保证具备足够的隔热效果。②与纤维材料复合制成隔热材料。以纤维材料为支撑体,从而达到提高复合体力学性能的目的,该纤维材料一般包括长纤维、短纤维、晶须,以及由它们制得的集合体(纱、织物、毡)等。比如专利申请“一种二氧化硅气凝胶复合材料的制备及方法”(申请号201110339659)公开了二氧化硅气凝胶与玻璃纤维复合制取隔热材料的方法;专利申请“一种有机纤维增强有机气凝胶隔热材料及其制备方法”(申请号201110110946. X)公开了有机 )—醛类气凝胶与预氧化纤维复合加工建筑用隔热材料的方法;专利“水镁石纤维增强Si02气凝胶隔热材料的制备方法”(申请号200510124588. 2)公开了水镁石纤维与Si02气凝胶复合制备隔热材料的方法;专利“一种六钛酸钾晶须复合Si02气凝胶隔热材料的制备方法”(申请号200910036489. 7)公开了利用六钛酸钾晶须与Si02气凝胶复合制取常温下导热系数为O. 001-0. 015w/m. k的隔热材料的制备方法;专利“一种含有纤维的二氧化硅气凝胶复合隔热材料的制备方法”(申请号201010596188. 2)公开了无机矿物纤维与Si02气凝胶复合制取隔热材料的制备方法;专利“一种耐高温Si-C-O气凝胶隔热复合材料及其制备方法”(申请号201110110947. 4)公开了耐高温陶瓷纤维与Si-C-O气凝胶复合制取耐高温隔热材料的制造方法;专利“定向纤维气凝胶隔热复合材料及其制备方法”(申请号201110357904. 6)公开了耐高温纤维不同方向排列铺层并与气凝胶层合的隔热材料制造方法;专利“纤维基材与二氧化硅气凝胶复合保温隔热套筒的制备方法”(申请号200910154313. I)公开了利用瓦楞纸、纤维毡与凝胶在模具内生产气凝胶的方式(超临界流体干燥)制取隔热材料的方法;专利“耐高温氧化铝-氧化硅气凝胶隔热复合材料的制备方法”(申请号201010300112. O)公开了利用碳化硅涂层陶瓷纤维与氧化铝-氧化硅气凝胶复合制备隔热耐高温材料的制备方法,等等。上述专利在制备纤维复合型隔热材料时,均采用了耐高温纤维材料作为骨架,以提高隔热材料的力学特性,但在与低熔点纤维的复合方面的研究并不多见。虽然专利“纤维基材与二氧化硅气凝胶复合保温隔热套筒的制备方法”(申请号200910154313. I)中介绍了可使用丙纶、涤纶毡作为复合用的纤维材料,但是由于采用了将凝胶人工倒入已放置有纤维毡模具的复合方式,不能保证凝胶与纤维的充分结合,存在力学缺陷;同时,该专利中采用了超临界流体的干燥方式,不利用工业化生产应用。在上述隔热复合材料的制备方法中,以采用第二种方式获得的隔热材料具有较好的力学特性和隔热效果,因此得到了广泛研究和应用。但是,上述方法中一般采用将凝胶通过真空注入或与纤维共混或铺层-涂刷的方式使纤维与凝胶复合,进而制成气凝胶/纤维隔热复合材料。这些方法难以保证气凝胶均匀向非织造布内渗透,与纤维结合不良,在非织造布内难以构建稳定的气凝胶复合结构,也即气凝胶难以在材料内部的纤维表面进行原位生长,所以会出现力学缺陷和导热缺陷。此外,对于大面积的非织造布片材而言,上述加工方式不能满足工业化连续生产加工的要求,且凝胶陈化之后为去除水分形成气凝胶,多采用有机溶剂法或超临界流体法进行干燥处理,也使得大规模生产应用变得困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供,其能在涤纶非织本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种高效涤纶非织造隔热材料的加工方法,其特征在于,包括如下步骤:①对涤纶非织造布进行胺解改性处理,并经脱水后形成带液率40%?80%的胺解改性涤纶非织造布;②将带液率40%?80%的胺解改性涤纶非织造布置入溶胶工作液中而进行含浸工艺;③往上述含浸工艺工作液中添加5%?10%(体积分数)的全氟化合物,以提高由含浸工艺所形成凝胶干燥时毛细管的自发排水能力,再使用非极性溶剂通过溶剂置换促进溶剂的自排除,采用阶梯升温烘干的方式进行干燥处理获得高效涤纶非织造隔热材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:姚金波王山英粘伟诚田雨胜牛家嵘
申请(专利权)人:福建鑫华股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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