带有柔性气凝胶芯层的隔热耐晒双疏三维织物毯的制作方法

文档序号:28757934发布日期:2022-02-08 02:40阅读:82来源:国知局

1.本实用新型涉及一种新型织物面料。


背景技术:

2.现在的隔热窗帘、汽车壳体内衬、帐篷、保温被、防寒服,要达到一定的隔热效果就要变得很厚重,从而挤占了太多的空间,以及增加了搬运它们的费用,因此全球的研究人员都在想尽办法让它们变得轻薄,现有技术中, 气凝胶毡实现了更薄的效果,但其容易掉渣,不能直接作为面材使用,只能作为衬材使用;中国专利中:cn201310475903.0一种增强、隔热三维织物,和cn201810029663.4一种气凝胶填充的三维织物及其制备方法两项中国专利用气凝胶填充三维织物,让织物变得更薄、更隔热。但常规的气凝胶易碎,在经常折叠翻动的柔性织物里很容易碎成粉末从织物的缝隙中钻出污染环境,从而造成织物的隔热性能降低。


技术实现要素:

3.本实用新型即是要公开一种新型隔热面料,以提高各种隔热窗帘、汽车壳体内衬、帐篷、保温被、防寒服的隔热、抗老化性能,本实用新型的技术方案是:一种带有柔性气凝胶芯层的隔热耐晒双疏三维织物毯,包括三维织物1,柔性气凝胶芯层2,抗辐射双疏层3,其特征为:上下两层面纱层4通过间隔纱5相互交织,将两层面纱层捆绑成为一个整体
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三维织物1,三维织物1的两层面纱层4之间原位合成柔性气凝胶芯层2,三维织物1表面附着抗辐射双疏层3。所述抗辐射双疏层是兼具疏水、疏油、抗辐射三种功能的涂层,本案优选气凝胶、氟硅烷、二氧化钛来实现疏水、疏油、抗辐射三种功能。具体的:原位合成柔性气凝胶芯层2时,两层面纱层也吸收了湿凝胶,因此此毯的表面密布气凝胶具有疏水性;接着喷涂1-2道次二氧化钛纳米粉与氟硅烷的混合溶液(或者喷涂一遍氟硅烷溶液后,涂上一层极薄的二氧化钛纳米粉,再喷涂一遍氟硅烷溶液),而后在80℃烘箱中固化10-120min,即可获得水性耐磨纳米抗辐射双疏层。
4.二氧化钛抗辐射、自洁、杀菌、清洁空气原理:按照波长的不同,紫外线分为短波区190~280nm、中波区280~320nm、长波区320~400nm。短波区紫外线能量最高,但在经过离臭氧层时被阻挡,因此,对人体伤害的一般是中波区和长波区紫外线。二氧化钛的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关:当粒径较大时,对紫外线的阻隔是以反射、散射为主,且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖,属一般的物理防晒,防晒能力较弱;随着粒径的减小,光线能透过二氧化钛的粒子面,对长波区紫外线的反射、散射性不明显,而对中波区紫外线的吸收性明显增强。其防晒机理是吸收紫外线,主要吸收中波区紫外线。由此可见,二氧化钛对不同波长紫外线的防晒机理不一样,对长波区紫外线的阻隔以散射为主,对中波区紫外线的阻隔以吸收为主。纳米级二氧化钛由于粒径小,活性大,既能反射、散射紫外线,又能吸收紫外线,从而对紫外线有更强的阻隔能力。二氧化钛对紫外线的吸收机理可能是:纳米二氧化钛的电
子结构是由价电子带和空轨道形成的传导带构成的,当其受紫外线照射时,比其禁带宽度(约为3.2ev)能量大的光线被吸收,使价带的电子激发至导带,结果使价电子带缺少电子而发生空穴,形成容易移动且活性很强的电子空穴对。这样的电子空穴对一方面可以在发生各种氧化还原反应时相互之间又重新结合,以热量或产生荧光的形式释放能量,另一方面可离解成在晶格中自由迁移到晶格表面或其它反应场所的自由空穴和自由电子,并立即被表面基团捕获。通常情况下二氧化钛会表面水活化产生表面羟基捕获自由空穴,形成羟基自由基,而游离的自由电子很快会与吸收态氧气结合产生超氧自由基,因而还会将周围的细菌与病毒杀死。二氧化钛的光化学性能已使其可用于许多领域,如空气、水和流体的净化。以碳或其他杂原子掺杂的光催化剂也可用于具有散射光源的密封空间或区域。用于建筑、人行石板、混凝土墙或屋顶瓦上的涂料中时,它们可以明显增加对空气中污染物如氮氧化物、芳烃和醛类的分解。二氧化钛,作为光涂料颜料的催化剂,不仅是一种环境安全的清洁剂,而且可以起到节省能量还有保护环境资源的作用。早期日本和英国的科学家将二氧化钛涂覆在城市马路的铺路石表面,用以清洗路面空气。二氧化钛可以与沥青混合,减少空气中的污染物。当汽车经过时,含二氧化钛的混凝土或沥青可以净化空气,消除车辆排放物中25%到45%的氮氧化物。将二氧化钛涂覆在混凝土面上,其清洗空气的效果同样显著。
5.本实用新型的有益效果:三维织物两层面纱层之间原位合成如硅胶般柔软的柔性气凝胶芯层,柔性气凝胶与三维织物的两个面纱层和间隔纱粘连镶嵌成一个整体,经常折叠翻动也不会分离粉碎掉渣,抗辐射双疏表层使三维织物毯防水、防油、抗紫外线辐射延长织物寿命。常规的抗辐射膜为透明涂料中添加纳米金属或颗粒,纳米金属颗粒在表面形成纳米金属颗粒层,像镜面一样能反射大部分太阳的热辐射,却没有镜面的眩光效果,不会制造眩光污染,从而减少紫外线对织物的辐射,减缓粘结涂料及织物的老化速度,以延长织物的使用寿命。而本实用新型采用的二氧化钛抗辐射膜是本人长期地进行抗辐射膜对比实验所筛选出的比常规纳米金属抗辐射膜抗辐射性能更强,且具有自洁、杀菌、清洁空气的功能,省略了清洁费用、减少病菌的传播、消除车辆排放物中25%到45%的氮氧化物,让人居环境更健康。
附图说明
6.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明:
7.图1是本实用新型的结构示意图。
8.图2是本实用新型的结构示意图。
9.图3是本实用新型的结构示意图。
10.图4是本实用新型的结构示意图。
11.图5是本实用新型的结构示意图。
12.图6是本实用新型的结构示意图。
13.图7是本实用新型的结构示意图。
14.图中1.三维织物,2.柔性气凝胶芯层,3. 抗辐射双疏层,4. 面纱层,5. 间隔纱,6.车厢内饰层,7.卷帘,8.天棚帘,9.帐篷,10.保暖衣裤,11.睡袋,12.防潮垫,13.收纳袋。
具体实施方式
15.在图1中,三维织物1为3mm厚的耐晒涤纶纺织面料,上小图上下两层面纱层4通过间隔纱5相互交织,将两层面纱层捆绑成为一个整体
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三维织物1,中小图三维织物1的两层面纱层4之间填充(原位合成)柔性气凝胶芯层2,三维织物1表面附着抗辐射双疏层3。检索中国专利,柔性气凝胶有很多种制备方案,如:cn103708476b、cn111072037a、cn11187444a、cn111348886a、cn111559746a,现以cn111072037a一种柔韧性较好的二氧化硅气凝胶的制备方法为例,示范柔性气凝胶芯层2的制备:将甲基三烷氧基硅烷、结构通式为r1si(or2)的功能性硅烷偶联剂、无水乙醇和去离子水混合,加入酸溶液进行水解,再加入碱化合物进行缩合,制得湿凝胶;所述湿凝胶老化后,用交联剂溶液置换2次后取出,填入三维织物的两层面纱层之间的空间里,在紫外光照射下交联,干燥,获得柔韧性二氧化硅气凝胶芯层三维织物毯。本案的二氧化硅气凝胶可压缩33%或以上而不发生破碎,反复压缩20次后还能保持原高度的93%以上。由于两层面纱层也吸收了湿凝胶,因此此毯的表面密布气凝胶具有疏水性。接着喷涂1-2道次二氧化钛纳米粉与氟硅烷的混合溶液(或者喷涂一遍氟硅烷溶液后,涂上一层极薄的二氧化钛纳米粉,再喷涂一遍氟硅烷溶液,涂覆二氧化钛纳米粉优选风粘涂法,即让喷涂了氟硅烷溶液的织物带穿过充满二氧化钛纳米粉尘的密闭鼓风箱,未干的织物表层就会均匀粘上一层极薄的二氧化钛纳米粉),而后在80℃烘箱中固化10-120min,即可获得水性耐磨纳米抗辐射双疏层。所述氟硅烷混合溶液是先将1份氟硅烷滴入1份乙醇中,再加入0.1
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0.5份二氧化钛纳米粉以及微量悬浮剂,超声5min后再倒入100份去离子水超声10min获得的混合溶液。所述水性耐磨纳米抗辐射双疏层具有超双疏性能,水滴接触角大于160
°
、滚动角小于5
°
;油滴接触角大于150
°
、滚动角小于10
°
。不仅不影响其柔软性、透气率等性能,而且还能防水透气、防潮、防污、防油、防冰、防结露、防霉、自清洁、抗菌、抗紫外线照射引起的老化。水性耐磨纳米抗辐射双疏层经1500目金相砂纸100 g砝码负重9.8kpa压力下滑动距离90米下打磨1000次后、磨耗仪1kg负载橡胶轮材质下打磨1000转、30
°
倾斜角度50mm高度800ml连续水滴撞击后,涂层仍能保持超双疏性;经划圈法测量涂层在硬质基底上的的附着力等级是一级,涂层与基底的结合力好。在水性体系中制备无任何有毒的有机溶剂,从源头上避免了有毒物质的残留或处理不完全,满足环保要求,也降低了生产成本,且不燃、voc低,适用于通风不畅、高温、有明火等多种苛刻场合,便于生产、储存、运输和施工作业。
16.在图2中,展示了带有柔性气凝胶芯层的隔热耐晒双疏三维织物毯作为车厢内饰层6的应用场景。带有柔性气凝胶芯层的隔热耐晒双疏三维织物毯替代现有的车厢内饰层,不仅减轻了车厢的重量,降低燃油消耗,更使车厢的隔热性能提高了几倍至几十倍,减少空调的使用,使车厢内的人更舒适。
17.在图3中,展示了一款用带有柔性气凝胶芯层的隔热耐晒双疏三维织物毯制作的卷帘7。现在的人居建筑耗能巨大,建筑能耗在人类能源总消费量中所占的比重已近40%,原因一是保温不够,墙体保温不够是一方面,最严重是窗户,薄薄的一两层玻璃根本就起不到多大的保温作用,那边锅炉不停地烧、暖气片不停地加热着屋子,这边薄薄的窗户呼呼地向外散发着热气(就像是一个人在寒冷的冬天里穿着一个大棉袄却敞着怀)!二是现代楼房几乎没有什么遮阳措施,任凭夏季阳光穿过阳台窗户加热室内,而屋里却只能靠空调降温。据统计,建筑物通过窗户散失的能量约占建筑物消耗能量的30%。而薄薄的用带有柔性气凝胶
芯层的隔热耐晒双疏三维织物毯制作的卷帘7挂在窗体内侧,冬季白天窗体采光时轻松上卷成一小卷美观不占地方,晚上放下来为窗体隔热,节省采暖费用;夏季阳光强烈时放下来遮挡阳光以及隔绝外部的热气,大幅节省空调费用,部分地区可以省略空调。
18.在图4中,展示了一款用带有柔性气凝胶芯层的隔热耐晒双疏三维织物毯制作的天棚帘8。
19.在图5中,展示了一款用带有柔性气凝胶芯层的隔热耐晒双疏三维织物毯制作的帐篷9。
20.在图6中,展示了一款用带有柔性气凝胶芯层的隔热耐晒双疏三维织物毯制作的保暖衣裤10。
21.在图7中,展示了用带有柔性气凝胶芯层的隔热耐晒双疏三维织物毯制作的睡袋11和防潮垫12,由于达到同样的保暖效果可以比常规的睡袋和防潮垫更薄更轻,因此它们收纳起来体积更小重量更轻,不易沾染野外环境中的污物,让旅者的旅程更为轻松。13为更小更轻的收纳袋。
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