[发明专利]一种透气性良好的消防服用双面格栅气凝胶隔热毡

说明书

一种透气性良好的消防服用双面格栅气凝胶隔热毡。其由芳纶基毡及分别复合在芳纶基毡上下表面的气凝胶涂层构成。本发明效果：以涂层方式将二氧化硅气凝胶粉末与芳纶基毡复合，改善了二氧化硅气凝胶力学强度低、附着不牢固、易碎掉粉等缺点；采用双面格栅的特殊涂层结构，在栅条间形成了若干等比例空气凹槽，所述空气凹槽与气凝胶涂层中的气凝胶颗粒协同作用，显著提升了隔热毡的热防护性能。气凝胶隔热毡两侧的气体相互连通，允许体表汗汽经由栅条间隙顺利排出，改善了气凝胶涂层面料的透气性能。通过改变涂层结构来提高气凝胶隔热毡的透气性能，与单面涂层气凝胶隔热毡相比，未额外增加着装负重。制作工艺简单，过程易控制，生产成本低。

技术领域

本发明属于热防护材料技术领域，具体涉及一种透气性良好的消防服用双面格栅气凝胶隔热毡。

背景技术

气凝胶(又称干凝胶)，是一种以分散介质为气体的三维网状固态材料，为目前世界上密度最小的固体物质。气凝胶的种类繁多，但研究最多、应用最广的气凝胶仍为无机类SiO₂气凝胶产品，具有体积密度低、孔隙率高、比表面积大、导热率低等优异特性，目前已在航空航天、建筑节能、化学化工、低温防护等领得到了成功应用，因此发展潜力及应用前景广阔。

消防服作为灭火救援的必备防护装备，具有防水、阻燃、隔热等多重功效，服装性能的优劣直接关系到消防员的生命安全及灭火作战能力的发挥。近年来，国内外很多学者尝试将SiO₂气凝胶应用于消防面料及服装上，并开展了大量探索性研究，期望以此提升消防服的热防护性能。张兴娟[中国个体防护装备,2013,6:20-24]、Qi Zheng-Kun[Journalof Engineered Fibers and Fabrics,2013,8(2):134-139]、Huang Dong-Mei[MaterialsScience,2017,23(4):335-341]、Shaid A[Journal of Sol-Gel Science andTechnology,2018,87:95-104]等人的研究成果均表明，在消防服中附加气凝胶隔热产品可显著提升服装的热防护有效性。虽然如此，这些热防护产品不可避免地带来透气性锐减、气凝胶附着不牢固等突出问题，严重影响着装的舒适性，因此亟待开发性能更优的柔性气凝胶热防护产品。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种兼具优异热防护性能和良好透气性能的消防服用双面格栅气凝胶隔热毡。

为了达到上述目的，本发明提供的透气性良好的消防服用双面格栅气凝胶隔热毡由芳纶基毡及分别复合在芳纶基毡上下表面的气凝胶涂层构成。

所述的芳纶基毡由间位芳纶和对位芳纶纤维针刺而成，具有优异的阻燃隔热性能和良好的透气性能。

所述的气凝胶涂层是由多排栅条构成的格栅形状，芳纶基毡上下表面上的多排栅条等宽且错位排列，相邻栅条之间形成规格均一的空气凹槽，并且空气凹槽与栅条等宽，两者交替重复出现。

所述的气凝胶涂层是由树脂、气凝胶颗粒、分散剂和增稠剂以77-93.5:2-10:5-10:0.5-3的比例混合而成的气凝胶涂层乳液利用格栅模板涂覆在芳纶基毡的表面而制成。

所述的树脂选自水性聚氨酯、丙烯酸树脂和有机硅树脂涂层乳液中的任一种；气凝胶颗粒为二氧化硅气凝胶粉末；分散剂为阴离子型多元羧酸酯的胺盐或钠盐；增稠剂选自环保型聚氨酯、改性丙烯酸碱和卡波树脂水性增稠剂中的任一种。

本发明提供的透气性良好的消防服用双面格栅气凝胶隔热毡具有如下有益效果：

1.本发明以涂层方式将二氧化硅气凝胶粉末与芳纶基毡复合，改善了二氧化硅气凝胶力学强度低、附着不牢固、易碎掉粉等缺点；

2.本发明采用双面格栅的特殊涂层结构，在栅条间形成了若干等比例空气凹槽，所述空气凹槽与气凝胶涂层中的气凝胶颗粒协同作用，显著提升了隔热毡的热防护性能。