本发明属于纺织涂层面料的制备技术领域，尤其涉及一种基于水性发泡涂层的保温面料及其制备方法。
背景技术：
为了增加衣物面料的保暖性，目前市场上通常采用的方法是增加面料厚度、纤维填充面料、采用摇粒绒等绒类面料。其中加厚面料虽然可以提高面料的保暖性能，但是由于面料厚重、透气性差、手感变硬，其严重影响了面料的质感，降低穿着舒适性。并且纤维填充面料多是以棉、羊毛等絮片作为填充物，穿着显得臃肿厚重。以及摇粒绒面料具有易掉毛、起静电等缺点。
随着人们生活水平的提高，要求衣物面料既保暖性佳，又要具有舒适健康、安全和环保等特点。近年来，通过将相变材料微胶囊与纺织品结合生产出舒适性纺织品正引来越来越多的关注。目前pcm纺织品的制造方法主要有涂层法和纺丝法两种，存在工艺复杂、污染较大、产量较低的缺点。
因此，如何提供一种工艺操作简单、环保低能的保温面料制备方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种基于水性发泡涂层的保温面料及其制备方法，其解决了目前保温面料生产过程中的工艺操作复杂、污染大的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于水性发泡涂层的保温面料的制备方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤(1)：按质量份数分别称取80～90份水性聚氨酯、5～10份pcm相变保温材料、3～5份水性成孔剂、1～4份水性稳泡剂和1～4份交联剂，将上述原料混合搅拌30～40min后，过300目筛备用；
步骤(2)：在步骤(1)得到的混合粉中加入1～3份水性增稠剂将体系粘度增稠至10000～25000mpa·s，经机械发泡得到具有纳米多孔结构的水性发泡涂层剂；
步骤(3)：将基布进行压光处理，刮底胶，烘干，刮面胶，烘干，高温焙烘后得到本发明公开的一种基于水性发泡涂层的保温面料。
需要说明的是，上述刮底胶、烘干、刮面胶和烘干过程为本领域技术人员常规操作。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果如下：
本发明利用空气发泡的方式并结合简单的直接涂层方式制备了具有优异保温性能的面料，该面料不仅具有防水透湿、手感厚实、轻薄舒适的优点，而且生产工艺简单，可控性强，在制备过程中并未使用大型精密仪器，环保低能。因此，本发明公开的一种基于水性发泡涂层的保温面料的制备方法极具市场应用与推广价值。
优选的，所述步骤(1)采用的pcm相变保温材料为美胜生物材料有限公司提供的微胶囊。
pcm相变材料，是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质，其转变物理性质的过程称为相变过程，这使相变材料吸收或释放大量的潜热。本发明采用美胜生物材料有限公司的微胶囊作为pcm相变保温材料，利用其自身可逆相变，以潜热的形式从环境周围吸收或释放热量，很大程度上提高服装的舒适感，具有良好的发展前途和广阔的应用前景。
优选的，所述增稠剂为聚氨酯疏水缔合型增稠剂。
优选的，所述步骤(2)制得的水性发泡涂层剂的发泡比控制在1:(2～6)之间。
优选的，所述步骤(3)中，采用160℃～180℃的热辊对织物进行前压光处理。
本发明通过采用热辊对织物进行压光处理，以使布面平整，方便后续的刮胶过程。且申请人通过创造性试验得到压光过程中热辊的最佳使用温度(160℃～180℃)，当热辊温度高于180℃会因压光温度过高而损坏织物，而当热辊温度低于160℃则会因压光温度过低涂层不能完全塑化，不能很好地粘附于热辊和织物的表面,压光效果差，不易形成高平滑度的膜层，以影响后续的涂胶过程。
优选的，所述步骤(3)中，底胶的涂布量控制在50～100g/m2，采用增温式进行烘干，烘干温度控制在100℃～140℃；面胶的涂布量控制在50～100g/m2，采用增温式进行烘干，烘干温度控制在100℃～160℃。
本发明的另一个目的在于提供一种基于水性发泡涂层的保温面料。
一种基于水性发泡涂层的保温面料是通过上述的制备方法制得。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果如下：
本发明具有通过机械发泡涂层表面形成的纳米多孔结构，其能够赋予该保温面料优异的防水、透湿，手感柔软厚实，且通过添加pcm相变保温材料，利用其自身可逆相变，以潜热的形式从环境周围吸收或释放热量，很大程度上提高服装的舒适感，具有良好的发展前途和广阔的应用前景。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种基于水性发泡涂层的保温面料及其制备方法，利用空气发泡并结合简单的直接涂层方式制备了具有优异保温性能的面料，该面料具有防水透湿、手感厚实、轻薄舒适的优点，且生产工艺简单，可控性强，解决了现有保温面料生产过程中工艺复杂、污染大、产量低的缺点，因此，本发明公开的技术方案极具市场应用与推广价值。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所公开的一种基于水性发泡涂层的保温面料的制备方法，不仅工艺操作简单、环保低能，而且所制得的保温面料防水透湿、轻薄舒适，极具市场应用与推广价值。
本发明公开了一种基于水性发泡涂层的保温面料的制备方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤(1)：按质量份数分别称取80～90份水性聚氨酯、5～10份pcm相变保温材料、3～5份水性成孔剂、1～4份水性稳泡剂和1～4份交联剂，将上述原料混合搅拌30～40min后，过300目筛备用；
步骤(2)：在步骤(1)得到的混合粉中加入1～3份水性增稠剂将体系粘度增稠至10000～25000mpa·s，经机械发泡得到具有纳米多孔结构的水性发泡涂层剂；
步骤(3)：将基布进行压光处理，刮底胶，烘干，刮面胶，烘干，高温烘焙后得到本发明的一种基于水性发泡涂层的保温面料。
为了进一步实现本发明的技术效果，步骤(2)制得的水性发泡涂层剂的发泡比控制在1:(2～6)之间。
为了进一步实现本发明的技术效果，步骤(3)采用160℃～180℃的热辊对织物进行前压光处理。
为了进一步实现本发明的技术效果，步骤(3)底胶的涂布量控制在50～100g/m2，采用增温式进行烘干，烘干温度控制在100℃～140℃；面胶的涂布量控制在50～100g/m2，采用增温式进行烘干，烘干温度控制在100℃～160℃。
为了进一步实现本发明的技术效果，增稠剂为聚氨酯疏水缔合型增稠剂。
本发明还公开一种基于水性发泡涂层的保温面料，所述保温面料通过上述制备方法制得。
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行进一步的说明。
实施例1：
一种基于水性发泡涂层的保温面料的制备方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤(1)：按质量份数分别称取80份水性聚氨酯、7份pcm相变保温材料、5份水性成孔剂、4份水性稳泡剂和4份交联剂，将上述原料混合搅拌30min后，过300目筛备用；
步骤(2)：在步骤(1)得到的混合粉中加入3份水性增稠剂将体系粘度增稠至20000mpa·s，并按照发泡比为1:2进行机械发泡得到具有纳米多孔结构的水性发泡涂层剂；
步骤(3)：首先采用165℃的热辊对基布进行压光处理，并以60g/m2的涂布量对基布刮底胶后，在110℃的温度条件下进行增温式烘干，然后再以60g/m2的涂布量刮面胶，在120℃的温度条件下进行烘干，待高温烘焙后便可得到本发明公开的一种基于水性发泡涂层的保温面料。
实施例2：
一种基于水性发泡涂层的保温面料的制备方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤(1)：按质量份数分别称取82份水性聚氨酯、8份pcm相变保温材料、4份水性成孔剂、3份水性稳泡剂和3份交联剂，将上述原料混合搅拌30min后，过300目筛备用；
步骤(2)：在步骤(1)得到的混合粉中加入2份水性增稠剂将体系粘度增稠至20000mpa·s，并按照发泡比为1:3进行机械发泡得到具有纳米多孔结构的水性发泡涂层剂；
步骤(3)：首先采用165℃的热辊对基布进行压光处理，并以60g/m2的涂布量对基布刮底胶后，在110℃的温度条件下进行增温式烘干，然后再以60g/m2的涂布量刮面胶，在120℃的温度条件下进行烘干，待高温烘焙后便可得到本发明公开的一种基于水性发泡涂层的保温面料。
实施例3：
一种基于水性发泡涂层的保温面料的制备方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤(1)：按质量份数分别称取85份水性聚氨酯、8份pcm相变保温材料、3份水性成孔剂、2份水性稳泡剂和2份交联剂，将上述原料混合搅拌30min后，过300目筛备用；
步骤(2)：在步骤(1)得到的混合粉中加入3份水性增稠剂将体系粘度增稠至20000mpa·s，并按照发泡比为1:4进行机械发泡得到具有纳米多孔结构的水性发泡涂层剂；
步骤(3)：首先采用165℃的热辊对基布进行压光处理，并以60g/m2的涂布量对基布刮底胶后，在110℃的温度条件下进行增温式烘干，然后再以60g/m2的涂布量刮面胶，在120℃的温度条件下进行烘干，待高温烘焙后便可得到本发明公开的一种基于水性发泡涂层的保温面料。
实施例4：
一种基于水性发泡涂层的保温面料的制备方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤(1)：按质量份数分别称取80份水性聚氨酯、7份pcm相变保温材料、5份水性成孔剂、4份水性稳泡剂和4份交联剂，将上述原料混合搅拌30min后，过300目筛备用；
步骤(2)：在步骤(1)得到的混合粉中加入3份水性增稠剂将体系粘度增稠至20000mpa·s，并按照发泡比为1:2进行机械发泡得到具有纳米多孔结构的水性发泡涂层剂；
步骤(3)：首先采用175℃的热辊对基布进行压光处理，并以70g/m2的涂布量对基布刮底胶后，在120℃的温度条件下进行增温式烘干，然后再以70g/m2的涂布量刮面胶，在140℃的温度条件下进行烘干，待高温烘焙后便可得到本发明公开的一种基于水性发泡涂层的保温面料。
实施例5：
一种基于水性发泡涂层的保温面料的制备方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤(1)：按质量份数分别称取80份水性聚氨酯、7份pcm相变保温材料、5份水性成孔剂、4份水性稳泡剂和4份交联剂，将上述原料混合搅拌30min后，过300目筛备用；
步骤(2)：在步骤(1)得到的混合粉中加入3份水性增稠剂将体系粘度增稠至20000mpa·s，并按照发泡比为1:2进行机械发泡得到具有纳米多孔结构的水性发泡涂层剂；
步骤(3)：首先采用180℃的热辊对基布进行压光处理，并以80g/m2的涂布量对基布刮底胶后，在130℃的温度条件下进行增温式烘干，然后再以80g/m2的涂布量刮面胶，在150℃的温度条件下进行烘干，待高温烘焙后便可得到本发明公开的一种基于水性发泡涂层的保温面料。
为了进一步验证本发明制备得到的环保保温面料具有优异的性质，发明人进行了如下实验测试：
一、远红外辐射性能实验测试：
根据《纺织品远红外性能的检测和评价gbt30127-2013》标准，纺织制品的远红外功能评价指标有：远红外线波长范围应在5μm-14μm；其远红外发射率应不低于0.88，且远红外辐射温升不低于1.4℃。远红外发射率是指试样与同温度标准黑体板在规定条件下的法向远红外辐射强度之比；温升是指远红外辐射源以恒定辐照强度辐照试样一定时间后，测定试样测试面表面的温度升高值。本实验是通过测定面料的远红外发射率和温升来表征该面料的远红外辐射性能，测试结果如表1所示。
表1本发明的保温面料的远红外发射率(37±2℃)
通过实施例1～5制得的基于水性发泡涂层的保温面料均能达到保温和远红外性能标准，且通过实验结果对比得知，通过实施例2制得的保温面料性能最优，并且由于本发明公开的原料来源广泛、成本低廉。因此本发明的环保保温面料不仅在远红外方面效果优异，而且对于成本和能源的节约方面显著。
二、吸湿性能实验测试：
通过电子束共辐照方法在pet纤维和ptt纤维上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，然后通过环氧基团开环连接透明质酸。取100g本发明实施例2制得的保温面料和100g常规保温面料作为空白对照，用表面活性剂洗去面料纤维表面的油剂，放入烘箱中干燥恒重，将恒重的纤维放入25±5℃、相对湿度为70～80％的环境中吸湿平衡48h，称量并记录吸湿平衡时质量m湿，置于115℃烘箱中干燥至恒重，称量并记录干燥恒重时的质量m干；同时在上述环境条件下测试比电阻值，每个样品重复测试5次，取均值，回潮率和比电阻值测试结果如表2所示。
表2吸湿性能测试结果数据表
其中，回潮率计算公式为：回潮率(％)＝(m湿-m干)/m干×100％，其中，m湿为纤维吸湿平衡后的质量，m干为纤维完全干燥的质量。
从表2中的数据表明，本发明的环保保温面料与常规保温面料相比，其回潮率提高了1.65倍，在洗涤后回潮率仍然比常规保温面料高出1.63倍；本发明的环保保温面料的比电阻值比常规保温面料的比电阻值提高了3个数量级，跟随着其吸湿性能的提高，其抗静电性大幅度提高，富集在面料表面的正电荷能够迅速转移。因此，本发明公开的一种基于水性发泡涂层的保温面料的抗静电能力优异。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。