[发明专利]一种以聚氨酯气凝胶为夹层材料的保暖面料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以聚氨酯气凝胶为夹层材料的保暖面料及其制备方法，本发明先制备了柔软聚氨酯气凝胶，然后将柔软聚氨酯气凝胶放入两层聚酯纤维中间，采用热压方法将两层聚酯纤维与聚氨酯气凝胶热压成型制备得到保暖面料。本发明制备的用聚氨酯气凝胶作夹层材料的保暖面料具有质轻、保温效果佳、柔软性好等特点，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于保暖面料领域，具体涉及一种以聚氨酯气凝胶为夹层材料的保暖面料及其制备方法。

背景技术

气凝胶为湿凝胶在脱除液相介质后得到的超多孔结构，其是一种纳米多孔的非晶固态材料。1931年，斯坦福大学的Kistler采用盐酸水解水玻璃的方法结合超临界干燥技术制备了气凝胶，标准着气凝胶的诞生。此后，许多与气凝胶相关的研究被报道，从此，气凝胶材料在材料领域受到了广泛的关注。

聚氨酯为聚氨基甲酸酯的简称，是分子链段中含氨基甲酸酯基团(－NHCOO－)特征单元的高分子材料。通过异氰酸酯和多元醇反应得到的聚氨酯产品，其大部分性能可以通过改变交联剂、链增长剂等反应剂的特性来改变。硬质聚氨酯泡沫塑料是建筑节能工程中的保温隔热材料，其具有质轻、保温性好和尺寸稳定性好等优点。鉴于聚氨酯泡沫材料在保温隔热领域的成功应用，从逻辑上推论，聚氨酯气凝胶应在隔热领域具有更好的应用前景。当前，随着人们生活水平的提高，在寒冷的冬季，人们希望穿着的衣物轻质和保温，聚氨酯气凝胶有望在这方面发挥更大的作用。

聚氨酯可看作是一种含有软链段和硬链段的嵌段共聚物高分子材料，其中，软链段由多元醇构成，硬链段由氨基甲酸酯基团或脲键基团构成。聚氨酯由于具有特殊的结构，其可以通过调节异氰酸酯和多元醇的种类来改变聚氨酯气凝胶的柔性或者刚性。目前，聚氨酯气凝胶由于其特殊的分子结构，其在很多领域受到广泛关注，如：中国实用新型专利201721434093.4公布了一种一次成型聚氨酯气凝胶复合陶晶石板，其利用了聚氨酯气凝胶轻和硬的特点，将其制备为板材；中国实用新型专利201820240880.3公布了聚氨酯气凝胶复合保温管，其采用聚氨酯气凝胶来提高保温效果。

聚氨酯气凝胶具有灵活的分子设计性，通过合理的分子设计，可以获得极柔或者极硬的气凝胶材料。而根据现有技术的研究现状，聚氨酯气凝胶在建筑材料领域应用较多，而在家装衣物方面则显有研究，主要原因在于其柔软度不够，难以满足衣物制备的用料需求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种用聚氨酯气凝胶作夹层材料的保暖面料及其制备方法。本发明制备的用聚氨酯气凝胶作夹层材料的保暖面料具有质轻、保温效果佳、柔软性好等特点，具有很好的应用前景。

为达到上述目的，本发明是通过如下手段实现的：

本发明第一方面提供了一种以聚氨酯气凝胶为夹层材料的保暖面料，所述聚氨酯气凝胶制备原料包括季戊四醇、甲苯二异氰酸酯、有机硅柔软剂、有机溶剂、催化剂。

作为优选地，所述季戊四醇、甲苯二异氰酸酯与催化剂的质量摩尔比为：5-10∶0.5-1∶0.1-0.2。

作为优选地，所述有机硅柔软剂的用量为有机溶剂用量的1-3％。

作为优选地，所述有机溶剂选自二甲基亚砜。

作为优选地，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡。

作为优选地，所述聚氨酯气凝胶制备方法包括如下步骤：

(1)将适量的季戊四醇加入到三口烧瓶，抽真空以去除水分；

(2)加入有机溶剂、甲苯二异氰酸酯和催化剂进行反应；

(3)反应完成后，加入有机硅柔软剂，搅拌均匀；

(4)放入模具中静置使其成为湿凝胶；将湿凝胶放入去离子水中进行置换；