一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料及其制备方法。魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备方法，包括魔芋葡甘聚糖溶液的配制、魔芋葡甘聚糖的溶胀、魔芋葡甘聚糖凝胶的制备、魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备。本发明魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料为纯天然魔芋葡甘聚糖多孔材料，魔芋葡甘聚糖来源广、产量大，具有可降解、环保等优良特性，并且取材容易、成本低廉。利用魔芋葡甘聚糖制备多孔保暖材料不需要混合其他材料，减少了工艺复杂性，同时降低了成本，产品性能达到或优于其他保暖材料。
【专利说明】
一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种保暖材料及其制备方法，具体涉及一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]保暖材料是指构成保暖絮料的原材料，常以絮片或絮料的形式作用于服装、被褥、睡袋等，其最大的特点是轻而蓬松保暖。在新型保暖絮料的纤维原料中，一般都含有中空或高卷曲涤纶，腈纶短纤维，超细纤维经过不同的生产工艺制成的保暖材料。保暖材料的作用是御寒保暖，在各种环境中，人体通过服装，褥垫，睡袋等与环境进行热交换，从而到达人体的热舒适感。热舒适最基本的条件是维持人体的热平衡，即人体自身产生的热量和向环境散失人体的热量之间的能量交换达到相对平衡。保暖材料的作用就是使散热途径得到加强或减弱，从而使能量交换达到相对平衡，使人体产生温暖舒适感。特别是在低温环境中，可在一定程度上减少人体热量的散失。普通的保暖材料存在成本高、重量大、不环保、制作工艺复杂等缺点。
[0003]申请号为201510410 3 36.X的发明专利“一种羽绒复合保暖材料”(申请日:2015.07.13)制备了一种羽绒复合保暖材料，该发明使用羽绒复合保暖材料制造的服装尺寸稳定性高，而且抵抗风、水的能力极强，采用浆点层压复合的加工方式或采用叠层复合的加工方式，从而大幅提升基层材料的整体性能。但是，该复合保暖材料采用羽绒等材料，成本较高，产品价格相对较贵。
[0004]申请号为201210578401.6的发明专利“制造木棉保暖材料的方法及木棉保暖材料”(申请日:2012.12.27)介绍了一种制造木棉保暖材料的方法及由其制造的木棉保暖材料。该发明克服了木棉处理中易飞扬、成网性差，纤网质量不稳定的问题，并且可以提供具有柔软舒适感的、高效保暖的木棉保暖材料。但是，此保暖材料并非全天然木棉材料，还混合了化学纤维等其他材料，环保与安全性能有所降低。
[0005]申请号为200910045193.1的发明专利“一种绿色可完全降解型保暖材料及其生产方法”(申请日:2009.01.12)介绍了一种绿色可完全降解型保暖材料及其生产方法，该发明保暖材料所用原料完全可降解，整个生产过程无污染，产品具有良好的强度、蓬松、保暖和抑菌等多种功效，属于绿色环保型产品。但是，其制作工艺复杂，成本较高，不易推广。
[0006]多孔材料纤细的纳米结构能有效限制局域热激发的传播，其固态热导率比相应的玻璃态材料低2-3个数量级。纳米微孔抑制了气体分子对热传导的贡献。尽管传统保暖材料仍然占据主要的市场，但是大多数的材料都存在资源短缺、环境污染等问题。随着各种高新技术的发展和在纺织工业中应用日益推广，使保暖材料日益向着超轻、绿色环保和生物可降解方向发展。除基本的力学性能以外，还具有某些特定的、优异的物理或化学性能，如具有某些电学性能、磁学性能、热学性能、压缩弹性、透气性能和透湿性能等，以达到多功能的目的，更加符合消费者对保暖材料各方面的需求。随着人们环境意识的不断增强，绿色环保的材料也为保暖材料的发展提供了更广阔的空间。超级绝缘材料近几年的发展已逐渐开始取代传统材料，特别是在保暖材料中的应用。魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料能有效地阻止身体温度的红外热辐射，成为一种理想的保温材料，与此同时，纳米结构的高强度是材料不易变形，耐久度更高;极低的密度(空气含量高达98%)，极大的减轻了保暖材料的重量。因此，一种超轻、绿色环保、生物可降解以及结合电磁性能和透气透湿性能的多功能保暖材料会逐渐取代传统的保暖材料。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种与现有保暖材料不同的魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料及其制备方法。
[0008]本发明的魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料为纯天然魔芋葡甘聚糖多孔材料，利用其极高的孔隙率、热阻率和机械强度、极低的密度，以及魔芋葡甘聚糖纯天然的安全性，制得保暖效果好、安全性高、工艺简单的环保可降解和高强度超轻保暖材料。
[0009]本发明一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备方法，其特征在于制备方法如下:
(1)魔芋葡甘聚糖溶液的配制:按重量份配制，取魔芋精粉I?2份，溶于98?99份的超纯水中，搅匀，制得魔芋葡甘聚糖溶液；
(2)魔芋葡甘聚糖的溶胀:取步骤(I)得到的魔芋葡甘聚糖溶液置于80?90°C的恒温水浴锅中，用磁力搅拌器300rpm搅拌50?70分钟；
(3)魔芋葡甘聚糖凝胶的制备:取步骤(2)得到的溶胀后的魔芋葡甘聚糖溶液置于室温下24小时，然后，用无水乙醇浸泡12?24小时，制得魔芋葡甘聚糖凝胶；
(4)魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备:取步骤(3)制得的魔芋葡甘聚糖凝胶，采用超临界二氧化碳干燥后，制成魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料;所述超临界二氧化碳干燥:采用Thar SFE-500超临界提取设备，首先将压力调为lOObar，温度40°C，干燥1.5小时，CO2的动态流动条件为4(^/1^11;然后，将压力提高到20(^&6干燥温度40°(:，干燥1.5小时；最后减压干燥12小时，即压力从200bar逐渐降低到lObar。
[0010]本发明还保护由上述方法制备的魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料。
[0011]本发明具有以下优点:
第一，魔芋葡甘聚糖来源广、产量大，魔芋主要分布于东南亚、非洲等地；中国、日本、缅甸、越南、印度尼西亚等国。在中国，主要分布在云、贵、川、陕西南部和湖北西部，以四川盆地周围山区的魔芋资源最为丰富。所以很容易得到且成本低廉。第二，魔芋葡甘聚糖制备多孔材料不需要混合其他材料，减少了工艺的复杂性和成本。第三，魔芋葡甘聚糖是一种天然的生物多糖，具有可降解、环保等优良特性。第四，魔芋葡甘聚糖多孔材料的性能上可达到其他保暖材料同等水平。因此，可以预测，以魔芋葡甘聚糖为原料制备多孔材料在获得高性能产品同时，还可以解决其他材料的高成本、难降解、安全性差等缺点。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本发明做进一步的阐述。
[0013]为了充分公开本发明魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料及其制备方法，下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0014]实施例1、一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备方法，包括以下步骤: (1)魔芋葡甘聚糖溶液的配制:按重量份配制，取魔芋精粉I份，溶于99份的超纯水中，搅匀，制得魔芋葡甘聚糖溶液；
(2)魔芋葡甘聚糖的溶胀:取步骤(I)得到的魔芋葡甘聚糖溶液置于80°C的恒温水浴锅中，用磁力搅拌器300rpm搅拌70分钟；
(3)魔芋葡甘聚糖凝胶的制备:取步骤(2)得到的溶胀后的魔芋葡甘聚糖溶液置于室温下24小时，然后，用无水乙醇浸泡12小时，制得魔芋葡甘聚糖凝胶；
(4)魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备:取步骤(3)制得的魔芋葡甘聚糖凝胶，采用超临界二氧化碳干燥后，制成魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料。
[0015]实施例2、一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)魔芋葡甘聚糖溶液的配制:按重量份配制，取魔芋精粉2份，溶于98份的超纯水中，搅匀，制得魔芋葡甘聚糖溶液；
(2)魔芋葡甘聚糖的溶胀:取步骤(I)得到的魔芋葡甘聚糖溶液置于90°C的恒温水浴锅中，用磁力搅拌器，300rpm搅拌50分钟；
(3)魔芋葡甘聚糖凝胶的制备:取步骤(2)得到的溶胀后的魔芋葡甘聚糖溶液置于室温下24小时，然后，用无水乙醇浸泡24小时，制得魔芋葡甘聚糖凝胶；
(4)魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备:取步骤(3)制得的魔芋葡甘聚糖凝胶，采用超临界二氧化碳干燥，制成魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料。
[0016]实施例3、一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)魔芋葡甘聚糖溶液的配制:按重量份配制，取魔芋精粉1.5份，溶于98.5份的超纯水中，搅匀，制得魔芋葡甘聚糖溶液；
(2)魔芋葡甘聚糖的溶胀:取步骤(I)得到的魔芋葡甘聚糖溶液置于85°C的恒温水浴锅中，用磁力搅拌器300rpm搅拌60分钟；
(3)魔芋葡甘聚糖凝胶的制备:取步骤(2)得到的溶胀后的魔芋葡甘聚糖溶液置于室温下24小时，然后，用无水乙醇浸泡18小时，制得魔芋葡甘聚糖凝胶；
(4)魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备:取步骤(3)制得的魔芋葡甘聚糖凝胶采用超临界二氧化碳干燥，制成魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料。
[0017]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备方法，其特征在于制备方法如下: (1)魔芋葡甘聚糖溶液的配制:按重量份配制，取魔芋精粉1~2份，溶于98?99份的超纯水中，搅匀，制得魔芋葡甘聚糖溶液； (2)魔芋葡甘聚糖的溶胀:取步骤(I)得到的魔芋葡甘聚糖溶液置于80?90°C的恒温水浴锅中，用磁力搅拌器300rpm搅拌50?70分钟； (3)魔芋葡甘聚糖凝胶的制备:取步骤(2)得到的溶胀后的魔芋葡甘聚糖溶液置于室温下24小时，然后，用无水乙醇浸泡12?24小时，制得魔芋葡甘聚糖凝胶； (4)魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备:取步骤(3)制得的魔芋葡甘聚糖凝胶，采用超临界二氧化碳干燥后，制成魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料;所述超临界二氧化碳干燥:采用Thar SFE-500超临界提取设备，首先将压力调为lOObar，温度40°C，干燥1.5小时，0)2的动态流动条件为4(^/1^11;然后，将压力提高到20(^&6干燥温度40°(:，干燥1.5小时；最后减压干燥12小时，即压力从200bar逐渐降低到lObar。2.根据权利要求1所述的一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备方法，其特征在于所述魔芋葡甘聚糖溶液的配制:按重量份配制，取魔芋精粉I份，溶于99份的超纯水中，搅匀，制得魔芋葡甘聚糖溶液。3.根据权利要求1所述的一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备方法，其特征在于所述魔芋葡甘聚糖的溶胀:取魔芋葡甘聚糖溶液置于80°C的恒温水浴锅中，用磁力搅拌器300rpm搅拌70分钟。4.根据权利要求1所述的一种魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料的制备方法，其特征在于所述魔芋葡甘聚糖凝胶的制备:取溶胀后的魔芋葡甘聚糖溶液置于室温下24小时，然后，用无水乙醇浸泡12小时，制得魔芋葡甘聚糖凝胶。5.由权利要求1-4所述的任一方法制备的魔芋葡甘聚糖多孔保暖材料。
【文档编号】C08L5/02GK106009027SQ201610357651
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】庞杰, 穆若郡, 谢丙清, 袁毅, 杨丹, 安瑞琪, 王敏, 黄荣勋
【申请人】福建农林大学