[发明专利]一种使用水性粘结剂的气凝胶复合布料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合布料及其制备方法，特别涉及以柔性纤维无纺布增强气凝胶材料为芯层，上下复合面料的气凝胶复合布料。

背景技术  

传统的防寒功能布料主要是三层结构，外层为有PU涂层或聚四氟乙烯膜的尼龙面料，中间为抓绒面料或膨体聚四氟乙烯材料，再加内层柔软衬布。但是，在南北级等极寒地区，普通防寒服往往不能很好的保护好科考人员，迫切需要开发一种性能更优的防寒布料。

传统的防火布料主要用于消防服装等高温领域，主要由外层、防水透气层、隔热层、舒适层多层织物复合而成的。消防员在进行灭火救援靠近火焰区受到强辐射热侵害时穿着的专用防护服，用来对其上下躯干、头部、手部和脚部进行隔热防护，包括消防上衣、消防裤、消防头套、消防手套以及防火脚套。外层和舒适层均为永久性阻燃纤维布料，其中外层多为高密度纺织腈氯纶阻燃纤维，舒适层多为无纺芳纶等阻燃纤维面料，隔热层为玻纤或陶瓷纤维材料。由于玻纤和陶瓷纤维的保温性能较差，需要较厚的保温材料才能满足防护要求，导致消防服比较笨重，十分不利于消防员快速开展营救灭火工作。

气凝胶是一种新型纳米绝热材料，1931年由美国Kistler.S.发明，又被称为“蓝烟”、“冻结的烟”，被成为改变世界的神奇材料，列为20世纪90年代以来10大热门科学技术之一，是具有巨大应用价值的军民两用技术。

气凝胶具有以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构，孔隙率高达80～99.8％，密度可低达0.003g/cm3，室温导热系数可低达0.013w/(m·k)，使用温度可达1300℃，是迄今为止最轻的固体材料和绝热性能最好的材料，被称为超级绝热材料，可广泛用于航空航天、石油化工、电力冶金、船舶车辆、精密仪器、冰箱冷库、建筑节能、服装鞋帽等领域的绝热保温。美国宇航局2013年已经确定，在2018年火星探险时，宇航员们将穿上用新型气凝胶制造的宇航服。该宇航服中加入一个18毫米厚的气凝胶层，可以能帮助宇航员扛住1300℃的高温和零下130℃的超低温。

正是基于气凝胶的优异性能，近年来，针对气凝胶的复合布料开发非常活跃。

专利CN201010134265.2公开了一种用于防水隔热面料的防水隔热夹层，以解决了现有防水隔热面料的透气性差，保温能力差的问题。该发明防水隔热夹层从内至外由疏水性气凝胶粉体填料和聚四氟乙烯密封外层组成，疏水性气凝胶粉体填料均匀铺展于聚四氟乙烯密封外层中，控制防水隔热夹层的厚度为0.5～30mm。防水隔热夹层的导热系数为0.025～0.05W/m·K，具有很好的保温隔热效果；作为外层的聚四氟乙烯有好的防水功能;聚四氟乙烯微孔结构和气凝胶粉体的可流动性，使得防水隔热夹层具有良好的透气性。与现有的保温防水材料相比,在达到相同的保温效果的同时，本发明防水隔热夹层厚度小，质量轻,质地柔软,应用方便,应用领域广。

专利CN201310263901.5 公开了一种保温隔热型窗帘。所述窗帘本体包括表层面料和基层面料，层面料和基层面料之间设有二氧化硅气凝胶层。表层面料上涂有纳米银离子层，具备抗菌、防辐射效果。该发明所提供的保温隔热型窗帘，具有保温、隔热特点，产品可广泛运用于各种极端复杂的环境下，同时本产品具备一定的抗菌、防辐射效果。

专利CN201220504967.X公开了一种保温袜子。所述袜子本体底部设有一层自发热保暖远红外线面料布层，袜面和袜筒部分设有气凝胶保温层。通过自发热保暖远红外线面料布层产生热量，使得该袜子可以根据脚部温度自动调温，促进脚部的血液循环，气凝胶隔热层具有保温作用，可以有效的保持脚部的温度，不受外部环境的影响，在极其寒冷的情况下也能发挥保温的功能。

专利CN201120565824.5 和CN201110453220.6公开了一种具有隔热吸汗透气防水功能的衣料，包括外层、隔热层和内层。其中隔热层为含有纤维的气凝胶复合材料，并被包覆有多孔性薄膜。该发明易于制作，结构简单，外层能有效阻止面料遇明火发生的燃烧，并且可阻止化学腐蚀；隔热层能有效的阻隔高温热传导，防止高温灼伤皮肤，同时还能有效的阻止外部水分进入，吸收人体表面的汗液，防止织物内部湿润，提高人体热湿舒适性，内层能够提高使用者的穿着舒适度；该复合材料适用于制作消防服、防寒服、高温手套和头盔内衬等制品，隔热层确保了良好的隔热性、透气性、防水性和吸汗性，适于在高温或低温等恶劣环境下工作的人们穿着使用。