一种含气凝胶的保暖填充物的制作方法

本实用新型涉及到保暖填充物领域，具体涉及到一种含气凝胶的保暖填充物。

背景技术：

气凝胶是一种固体物质形态，是世界上密度最小的固体，亦被成为“冻结的烟”或“蓝烟”。气凝胶是在水凝胶的基础上，将凝胶空间中的溶液蒸发而保留的一种三维网络骨架固体结构。气凝胶具有纳米尺寸，质轻多孔，同时具有密度低、孔隙率高、分散性高、透明、保暖隔热性能优异和吸附性强的优点，其可用作具有超低导电系数的绝缘层、高效保暖隔热材料、隔声板，而逐步被应用在保暖材料填充物、纳米复合材料和超导材料等领域。

目前对于气凝胶作为保暖材料填充物的研究，常常通过不同组分的配比制备特定的气凝胶保暖填充物，或是通过将气凝胶和不同材质的多层复合材料进行粘合制备成保暖填充物。但这两类方法制备而成的材料都具有相当大的应用局限性，较差的透气性和回弹性；而且所得保暖填充物制备而成的保暖材料极少能克服气凝胶多孔网络结构带来的高度松脆性问题，其特定的性质和结构使其只能应用于特定的情况，并不能实现气凝胶保暖材料的大规模推广应用。因而，需要提供一种新型应用性极强的、回弹性和透气性良好的气凝胶保暖填充物。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种含气凝胶的保暖填充物，包括保暖内核、保暖筋、保暖外层和保暖空腔；所述保暖填充物的中心位置设有保暖内核；所述保暖筋连接保暖外层和保暖内核；所述保暖外层和保暖内核之间设置有保暖空腔。

作为一种优选的技术方案，所述保暖填充物为球体和/或椭圆体。

作为一种优选的技术方案，所述保暖内核为球体和/或椭圆体。

作为一种优选的技术方案，所述保暖内核的半径为保暖填充物半径的1/4～1/3。

作为一种优选的技术方案，所述保暖内核的孔隙直径为1.0～1.5μm。

作为一种优选的技术方案，所述保暖填充物包括至少3个保暖筋。

作为一种优选的技术方案，所述保暖填充物包括3～14个保暖筋。

作为一种优选的技术方案，所述保暖筋的长度为保暖填充物半径的1/3～1/2。

作为一种优选的技术方案，所述保暖筋的直径为保暖填充物半径的1/6～1/4。

作为一种优选的技术方案，所述保暖外层的厚度为保暖填充物半径的1/4～1/3。

有益效果：本实用新型提供的含气凝胶的保暖填充物，通过将保暖填充物设计成球体或椭圆体，并采用多层次、不同孔隙直径的气凝胶含量的保暖内核、保暖筋和保暖外层构成含气凝胶的保暖填充物。本实用新型所述保暖填充物外表圆滑，应用性强，可填充于不同应用场景的保暖材料中。本实用新型所述保暖填充物独特的多层次、多孔径保暖填充物设计在保证保暖填充物良好回弹性和透气性的同时，还具有极强的保暖隔热性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为含气凝胶的球体保暖填充物通过球心的横截面示意图，其中：1-保暖外层、2-保暖筋、3-保暖空腔、4-保暖内核。

具体实施方式

结合以下本实用新型的优选实施方法的详述可进一步地理解本实用新型的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。

在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“包含”，与“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”等同义，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本实用新型的范围之外。

本实用新型中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本实用新型中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其他部件的间接连接。

本实用新型中的词语“优选的”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本实用新型实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本实用新型的范围之外。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种含气凝胶的保暖填充物，包括保暖内核、保暖筋、保暖外层和保暖空腔。

在一种优选的实施方式中，所述保暖填充物为球体和/或椭圆体。

在一种更优选的实施方式中，所述保暖填充物为球体。

保暖内核

在一种优选的实施方式中，所述保暖填充物的中心位置设有保暖内核。

在一种优选的实施方式中，所述保暖内核为球体和/或椭圆体。

在一种更优选的实施方式中，所述保暖内核为球体。

在一种优选的实施方式中，所述保暖内核的半径为保暖填充物半径的1/4～1/3。

在一种更优选的实施方式中，所述保暖内核的半径为保暖填充物半径的1/4。

在一种优选的实施方式中，所述保暖内核的材质为含有8～12wt％气凝胶的橡胶。

在一种更优选的实施方式中，所述保暖内核的材质为含有10wt％气凝胶的橡胶。

在一种优选的实施方式中，所述保暖内核的孔隙直径为1.0～1.5μm。

在一种更优选的实施方式中，所述保暖内核的孔隙直径为1.3μm。

保暖筋

在一种优选的实施方式中，所述保暖筋连接保暖外层和保暖内核。

在一种优选的实施方式中，所述保暖填充物包括至少3个保暖筋。

在一种更优选的实施方式中，所述保暖填充物包括3～14个保暖筋。

在一种进一步优选的实施方式中，所述保暖填充物包括6个保暖筋；所述保暖内核的两条位于同一水平面的垂直直径处设置有四个相同的保暖筋；所述保暖内核中垂直于上述水平面的直径处设置有两个相同的保暖筋。

在一种优选的实施方式中，所述保暖筋的水平截面为圆形和/或椭圆形。

在一种优选的实施方式中，所述保暖筋的水平截面为圆形。

所述保暖筋的水平截面，指的是将保暖筋垂直放置后，以一个水平面去截后得到的平面图形。

在一种优选的实施方式中，所述保暖筋的长度为保暖填充物半径的1/3～1/2。

在一种更优选的实施方式中，所述保暖筋的长度为保暖填充物半径的1/2。

所述保暖筋的长度，为将保暖筋垂直放置后，顶端最高点所在的水平面到底端最低点所在的水平面的之间的垂直距离。

在一种优选的实施方式中，所述保暖筋的直径为保暖填充物半径的1/6～1/4。

在一种更优选的实施方式中，所述保暖筋的直径为保暖填充物半径的1/5。

所述保暖筋的直径，指的是将保暖筋垂直放置后所得水平截面的直径。

在本实用新型中，当所述保暖填充物或保暖内核为椭圆体，或所述保暖筋的水平截面为椭圆形时，所述半径指的是焦半径长度，所述直径指的是2倍的焦半径长度。

保暖外层

在一种优选的实施方式中，所述保暖外层连接保暖筋。

在一种优选的实施方式中，所述保暖外层的厚度为保暖填充物半径的1/4～1/3。

在一种更优选的实施方式中，所述保暖外层的厚度为保暖填充物半径的1/4。

在一种优选的实施方式中，所述保暖外层和保暖筋的材质为含有4～5wt％气凝胶的橡胶。

在一种更优选的实施方式中，所述保暖外层和保暖筋的材质为含有4.5wt％气凝胶的橡胶。

本实用新型中所述橡胶的种类没有特别的限定，可选用本领域技术人员熟知的各种橡胶，例如丁腈橡胶，购买自兰州石化，型号为nbr3304。

在一种优选的实施方式中，所述保暖外层和保暖筋的孔隙直径为0.5～0.7μm。

在一种更优选的实施方式中，所述保暖外层和保暖筋的孔隙直径为0.6μm。

在一种优选的实施方式中，所述气凝胶选自二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、二氧化钛气凝胶、碳化硅气凝胶、碳化硼气凝胶中的一种或多种的组合。

在一种优选的实施方式中，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶。

在一种优选的实施方式中，所述二氧化硅气凝胶的孔径为20～50nm。

在一种更优选的实施方式中，所述二氧化硅气凝胶的孔径为35nm。

所述二氧化硅气凝胶，购买自中山科邦化工材料技术有限公司，型号为cpa-100b，孔径为20～50nm，平均值孔径为35nm。

保暖空腔

在一种优选的实施方式中，所述保暖外层和保暖内核之间设置有保暖空腔。

在一种优选的实施方式中，所述保暖填充物中的设置或连接采用的方式为固定连接。

本实用新型中，所述保暖空腔为保暖内核、保暖筋、保暖外层之间形成的空气空腔。

在一种优选的实施方式中，所述固定连接包括粘结连接、热熔连接、一体成型连接中的一种或多种的组合。

在一种更优选的实施方式中，所述固定连接均为粘结连接。

本实用新型通过将保暖填充物设计成球体或椭圆体，并采用多层次、不同孔隙直径的气凝胶含量的保暖内核、保暖筋和保暖外层构成含气凝胶的保暖填充物。本实用新型所述保暖填充物外表圆滑，应用性强，可填充于不同应用场景的保暖材料中，如保暖衣物夹层、建筑保暖材料等。

且本实用新型所述保暖填充物还具有极好的保暖性能和回弹性。当热量自内向外传导时，独特的多层次、多孔径保暖填充物设计，将原本的固体热传导分散为：热量沿着保暖外层的热传导、保暖外层与保暖空腔中气体的热传导、保暖空腔中气体与保暖内核和保暖筋的热传导。

其中，气凝胶含量和孔隙直径较小的保暖外层和保暖筋，在保证保暖填充物良好回弹性和透气性的同时，在一定程度上减少热量的传导，且其多孔三维网状结构也使得热量的传递路径增长且更为复杂，使得材料的隔热性能提升；多层次的保暖填充物结构设计，增大了保暖空腔的体积，使得填充物气体含量显著提升，进一步提升了材料的隔热性能；而气凝胶含量和孔隙直径较大的保暖内核设计则可以在保证透气性的同时，进一步减少体系的热量传导。

实施例

下面结合实施例与附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例与附图。

实施例1

实施例1提供了一种含气凝胶的保暖填充物，包括保暖内核4、保暖筋2、保暖外层1和保暖空腔3；所述保暖填充物为球体。

如图1所示，所述保暖填充物的中心位置设有保暖内核4；所述保暖内核4为球体，半径为保暖填充物半径的1/4；所述保暖内核4的两条位于同一水平面的垂直直径处设置有四个相同的保暖筋2；所述保暖内核中垂直于上述水平面的直径处设置有两个相同的保暖筋2(未图示)。所述保暖筋2的水平截面为圆形；所述保暖筋2的长度为保暖填充物半径的1/2，直径为保暖填充物半径的1/5。所述保暖外层1连接六个保暖筋2；所述保暖外层1的厚度为保暖填充物半径的1/4。所述保暖外层1和保暖内核4之间设置有保暖空腔3；所述保暖填充物中的设置或连接采用的方式均为粘结连接。

所述保暖内核4的材质为含有10wt％二氧化硅气凝胶的丁腈橡胶；所述保暖内核4的孔隙直径为1.3μm。所述保暖外层1和保暖筋2的材质为含有4.5wt％二氧化硅气凝胶的丁腈橡胶；所述保暖外层1和保暖筋2的孔隙直径为0.6μm。所述二氧化硅气凝胶购买自中山科邦化工材料技术有限公司，型号为cpa-100b，的孔径平均值为35nm。所述丁腈橡胶为兰州石化的nbr3304。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本实用新型的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。