專利名稱：一種溫控型智能帳篷用織物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于帳篷用織物及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種溫控型智能帳篷用織物及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，帳篷主要用于野外施工作業(yè)、露營訓(xùn)練、室外展覽、體育娛樂場所、部隊指揮所、野戰(zhàn)醫(yī)院，搶險救災(zāi)、野外宿營、休閑旅游等方面，其裝拆簡便、攜帶方便的特點(diǎn)是它在諸多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。雖然帳篷為人們提供了一個遮風(fēng)避雨之所，但其內(nèi)外溫差使眾多使用者頗感不適。甘肅省氣象局蘭州區(qū)域氣候中心曾對甘肅隴南災(zāi)區(qū)群眾所居住的帳篷內(nèi)外氣溫進(jìn)行了逐時(共192次)對比觀測。結(jié)果顯示:帳篷內(nèi)氣溫比帳篷外氣溫平均高2.5°C。也就是說，當(dāng)一天中的最高氣溫達(dá)到37-38°C時，帳篷內(nèi)部的溫度已高達(dá)40°C以上。一般認(rèn)為，周圍環(huán)境溫度在20-24°C時體感最舒適。因此，帳篷內(nèi)部的高溫?zé)o疑會給使用者造成身體上的不適。軍用方面，作戰(zhàn)部隊使用的帳篷直接影響了軍隊?wèi)?zhàn)斗力；民用方面，帳篷內(nèi)部的舒適度直接決定了災(zāi)民的健康狀況、旅游者的滿意度和各種室外展覽及帳內(nèi)活動的成功與否。因此，帳篷市場上急需一種能夠根據(jù)外界溫度變化而主動調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度的舒適型智能帳蓬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種溫控型智能帳篷用織物及其制備方法，該智能帳篷用織物極大地提高了使用者的舒適程度，使其在野外施工作業(yè)、休閑旅游、地質(zhì)勘探、搶險救災(zāi)、野戰(zhàn)醫(yī)院、露天宴會等方面發(fā)揮更大的使用價值。本發(fā)明的一種溫控型智能帳篷用織物，包括篷布基質(zhì)和溫控涂層；其中，所述溫控涂層包括摻雜二氧化釩(VhMx)O2納米粉體或微膠，O < X < 0.03。所述篷布基質(zhì)為任何形式(機(jī)制、針織、無紡布)、任何材質(zhì)(天然纖維、合成纖維、再生纖維)的紡織品、任何材質(zhì)的薄膜材料。所述篷布基質(zhì)為尼龍綢或牛津布。所述智能帳篷用織物還包括防水涂層，所述防水涂層可為水性粘合劑制備的涂層和溶劑型粘合劑制備的涂層，具體包括PVC涂層、PU涂層、丙烯酸樹脂類涂層、有機(jī)硅類涂層、三元乙丙橡膠涂層或/和含氟拒水拒油整理劑乳液后處理。所述溫控涂層還包括功能型助劑，所述功能型助劑為增粘劑、增韌劑、增塑劑、增稠劑、稀釋劑、溶劑、偶聯(lián)劑、乳化劑、填充劑、增強(qiáng)劑、固化劑、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、光引發(fā)劑、催化劑、促進(jìn)劑、阻聚劑、氧化劑、軟化劑、防老劑、分散劑、發(fā)泡劑、消泡劑、流平劑、著色劑、調(diào)色劑、滲透劑、潤濕劑、中和劑、防沉降劑、防結(jié)皮劑、催干劑、防黏劑、防凍劑、抗靜電劑、消味劑、抗菌劑、防霉劑、防螨劑、防蚊劑、阻燃劑、紫外線吸收劑中的一種或幾種。所述溫控涂層為提高涂層的諸如防腐、增韌、耐磨、耐水、耐熱、耐老化、延長使用期等功能而向涂料中添加某些固體添加劑，所述固體添加劑為輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、超細(xì)重質(zhì)活化鈣、活性碳酸鈣、超細(xì)碳酸鈣、方解石粉、氧化鈣、氫氧化鈣、輕質(zhì)氧化鎂、活性氧化鎂、輕質(zhì)碳酸鎂、重晶石粉、超細(xì)硫酸鋇、立德粉、石膏粉、云母粉、滑石粉、超細(xì)硅酸鋁、高嶺土粉、長石粉、活性白土、石英粉、沉淀法白炭黑、疏水白炭黑、硅微粉、空心玻璃微球、玻璃粉、硅灰石粉、蛭石粉、海泡石粉、石棉粉、白云石粉、磷酸鋅、金紅石型鈦白粉、云母氧化鐵、氣化招粉、石墨粉、招粉、擬基鐵粉、納米二氧化娃、納米_二氧化欽、納米二氧化二招、納米碳酸鈣、氧化鋅、納米三氧化二銻、納米硫酸鋇、水性納米碳酸鈣、碳納米管、高嶺土納米管中的一種或幾種。所述防水涂層中還可添加著色顏料，所述著色顏料為銳鈦型鈦白粉、三氧化二鉻、氧化鐵黑、氧化鐵黃、氧化鐵綠、色素炭黑、群青、永固黃、熒光黃、熒光綠、酞菁藍(lán)B，酞菁綠G、CBS增白劑中的一種或幾種。所使用的粘合劑為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、氨脂油、醇醛樹脂、氨基樹脂中的一種或幾種。所述摻雜二氧化釩(VhMx) O2的相變溫度為0_70°C。本發(fā)明的一種溫控型智能帳篷用織物的制備方法，包括:(I)制備摻雜二氧化釩(V1-A) O2 ；

具體制備方法:室溫中，分別用去離子水配制硫酸氧化釩溶液、鎢酸銨溶液和碳酸氫鈉溶液，先將鎢酸銨溶液與硫酸氧釩溶液混合并置于三口燒瓶中，在不斷攪拌條件下用恒流泵將碳酸氫鈉溶液滴入上述混合溶液中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌使其完全反應(yīng)，所得沉淀經(jīng)過濾、去離子水洗滌至無so42_、無水乙醇洗滌、真空烘干；將所得粉末至于氣氛爐中惰性氣氛下煅燒，得到相變材料。(2)將上述二氧化釩過涂層、浸軋或浸潰施加到篷布基質(zhì)上，即得溫控型智能帳篷用織物。所述步驟(2)中的涂層為刮涂、噴涂、流涂、電沉積中的一種。所述刮涂為用刷子、輥?zhàn)踊蚬纹岬?；所述噴涂為空氣噴涂、無空氣噴涂、熱噴涂或靜電嗔涂；所述流涂為浸涂、.式淋涂、棍涂或逆向棍涂。該制備方法不局限于在帳篷領(lǐng)域的使用，同樣適用于遮陽傘、遮陽帽、窗簾布、防火工作服、煉鋼工作服等需要適時調(diào)節(jié)溫度變化的紡織品領(lǐng)域。本發(fā)明提供的智能帳篷用織物采用涂覆方式將智能控溫涂料施加到篷布上，其核心控溫材料為摻雜二氧化釩。二氧化釩具有明顯的熱致相變特性，當(dāng)溫度超過其相變點(diǎn)(68°C左右)時，晶體結(jié)構(gòu)由單斜晶型向金紅石結(jié)構(gòu)的四方晶型進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)變。相應(yīng)地，其相態(tài)由半導(dǎo)體相變?yōu)榻饘傧啵瑫r伴隨光學(xué)性質(zhì)的突變。相變前，在全波段范圍內(nèi)對紅外線的透射率高而反射率低；相變后則對紅外線的透射率低而反射率高，從而能夠根據(jù)外界溫度的變化主動調(diào)節(jié)透過篷布的紅外線強(qiáng)度，適時調(diào)整帳內(nèi)溫度，如圖1所示。二氧化釩的相變溫度可通過摻雜有效降低，控制摻雜比例能夠使相變點(diǎn)在0-70°C范圍內(nèi)變動。選擇恰當(dāng)?shù)膿诫s元素和摻雜比例，使其在人體最適宜的溫度范圍內(nèi)發(fā)生相變，從而使經(jīng)該功能型材料修飾的帳篷達(dá)到低溫采光高溫隔熱的目的。篷布面料主要包括基質(zhì)和功能型涂層。根據(jù)不同用途選擇合適的面料基質(zhì)，其中尼龍綢薄而輕，適合登山和徒步野營用帳篷；牛津布厚，但比較重，適合制作駕車野營或小團(tuán)體使用的帳篷，具體的基質(zhì)選擇根據(jù)使用的不同目的而定。溫控涂層是以摻雜二氧化釩漿料為主體的功能型修飾，由成膜物、主體顏料、附加功能助劑、消泡劑、分散劑、增塑劑和溶劑組成，采用刮涂、噴涂或流涂方式施加到篷布基質(zhì)上，以賦予其低溫采光高溫隔熱的優(yōu)異性能。此外，篷布基質(zhì)也可通過浸軋或浸潰方式將摻雜二氧化釩分散體系施加到基質(zhì)上，從而賦予基質(zhì)溫控功能。表面涂層為防水涂層，涂層整理依使用中具體要求不同而定。例如，一般而言PVC防水雖好，但冬季溫度低時會發(fā)硬、變脆，容易產(chǎn)生折痕或斷裂；PU涂層不僅能克服PVC的不足，防水效果也較為理想。經(jīng)多次涂層后，防水壓力可達(dá)到2000mm以上有益.效果本發(fā)明有效改善帳篷內(nèi)部溫度，極大地提高了使用者的舒適程度，使其在野外施工作業(yè)、休閑旅游、地質(zhì)勘探、搶險救災(zāi)、野戰(zhàn)醫(yī)院、露天宴會等方面發(fā)揮更大的使用價值；操作簡單，成本較低，具有良好的應(yīng)用前景。


圖1為摻雜二氧化釩分別在相變前后的透射率曲線；圖2為溫控型智能篷布的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。摻雜二氧化釩粉體的制備實(shí)施例1室溫中，分別用去離子水配制150mLlmol/L的硫酸氧化f凡溶液、10mLlmol/L的鶴酸鈉溶液、100mL2mol/L的碳酸氫銨溶液，先將鎢酸鈉溶液與硫酸氧釩溶液混合并置于三口燒瓶中，攪拌速率350-400rpm條件下攪拌5_10min,然后在60min內(nèi)用恒流泵將碳酸氫銨溶液滴入上述混合溶液中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌l_2h，所得沉淀經(jīng)220nm微孔濾膜減壓過濾、去離子水洗滌至無S042—、無水乙醇洗滌、45°C下真空烘干得到黃棕色粉體。將該粉末至于氣氛爐中氮?dú)鈿夥障?00-800°C高溫煅燒3h，然后繼續(xù)在500-600°C氮?dú)鈿夥障蚂褵?_3h，得到相變材料。實(shí)施例2室溫中，分別用去離子水配制IOOmL0.05mol/L的硫酸氧化鑰;溶液、5mLlmol/L的鎢酸銨溶液、150mL0.lmol/L的碳酸氫鈉溶液，先將鎢酸銨溶液與硫酸氧釩溶液混合并置于三口燒瓶中，攪拌速率270-300rpm條件下攪拌20min，然后在100_120min內(nèi)用恒流泵將碳酸氫鈉溶液滴入上述混合溶液中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌3-5h，所得沉淀用4#砂芯漏斗減壓過濾、去離子水洗滌至無SO4'無水乙醇洗滌1-2次、60°C真空狀態(tài)下烘干。將所得粉末至于氣氛爐中氬氣氣氛下600-70(TC高溫煅燒9h，然后繼續(xù)在400-50(TC氬氣氣氛下煅燒Ih，得到相變材料。實(shí)施例3
室溫中，分別用去離子水配制200mL0.5mol/L的硫酸氧化I凡溶液、IOmL0.5mol/L的鎢酸鈉溶液、IOmL0.5mol/L的鑰酸銨溶液、150mL0.5mol/L的碳酸鈉溶液，先將鎢酸鈉溶液、鑰酸銨溶液與硫酸氧釩溶液混合并置于三口燒瓶中，攪拌速率200-250rpm條件下攪拌25-30min，然后在70_90min內(nèi)用恒流泵將碳酸鈉溶液滴入上述混合溶液中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌8-10h，所得沉淀經(jīng)220nm微孔濾膜減壓過濾、去離子水洗滌至無S042_、丙酮洗滌、30°C下真空烘干，然后在氮?dú)鈿夥障?00-KKKTC高溫煅燒2h，然后繼續(xù)在700-80(TC氮?dú)鈿夥障蚂褵?-8h，得到相變材料?！繉臃ㄖ苽錅乜匦椭悄芘癫紝?shí)施例4( 1)摻雜二氧化釩溫控涂料的制備摻雜二氧化釩 20%分散劑(H-402)5%二甲苯75%將分散劑加入到二甲苯中，攪拌均勻后加入摻雜二氧化釩粉體，將混合體與氧化鋯陶瓷珠置于球磨儀中，SOOrpm轉(zhuǎn)速下研磨6h，得到摻雜二氧化釩分散液，平均粒徑在200nm左右。

(2)溫控涂層整理
權(quán)利要求
1.一種溫控型智能帳篷用織物，其特征在于:智能帳篷用織物包括篷布基質(zhì)和溫控涂層；其中，所述溫控涂層包括摻雜二氧化釩(VhMx)O2納米粉體或微膠，O ^x^0.03。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫控型智能帳篷用織物，其特征在于:所述智能帳篷用織物還包括防水涂層，所述防水涂層為水性粘合劑制備的涂層或溶劑型粘合劑制備的涂層，包括PVC涂層、涂層、丙烯酸樹脂類涂層、有機(jī)硅類涂層或三元乙丙橡膠涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫控型智能帳篷用織物，其特征在于:所述溫控涂層還包括功能型助劑，所述功能型助劑為增粘劑、增韌劑、增塑劑、增稠劑、稀釋劑、溶劑、偶聯(lián)劑、乳化劑、填充劑、增強(qiáng)劑、固化劑、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、光引發(fā)劑、催化劑、促進(jìn)劑、阻聚劑、氧化劑、軟化劑、防老劑、分散劑、發(fā)泡劑、消泡劑、流平劑、著色劑、調(diào)色劑、滲透劑、潤濕劑、中和劑、防沉降劑、防結(jié)皮劑、催干劑、防黏劑、防凍劑、抗靜電劑、消味劑、抗菌劑、防霉劑、防螨劑、防蚊劑、阻燃劑、紫外線吸收劑中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫控型智能帳篷用織物，其特征在于:所述溫控涂層還包括固體添加劑，所述固體添加劑為輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、超細(xì)重質(zhì)活化鈣、活性碳酸鈣、超細(xì)碳酸鈣、方解石粉、氧化鈣、氫氧化鈣、輕質(zhì)氧化鎂、活性氧化鎂、輕質(zhì)碳酸鎂、重晶石粉、超細(xì)硫酸鋇、立德粉、石膏粉、云母粉、滑石粉、超細(xì)硅酸鋁、高嶺土粉、長石粉、活性白土、石英粉、沉淀法白炭黑、疏水白炭黑、硅微粉、空心玻璃微球、玻璃粉、硅灰石粉、蛭石粉、海泡石粉、石棉粉、白云石粉、磷酸鋅、金紅石型鈦白粉、云母氧化鐵、氮化鋁粉、石墨粉、鋁粉、羰基鐵粉、納米二氧化硅、納米二氧化鈦、納米三氧化二鋁、納米碳酸鈣、氧化鋅、納米三氧化二銻、納米硫酸鋇、水性納米碳酸鈣、碳納米管、高嶺土納米管中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種溫控型智能帳篷用織物，其特征在于:所述防水涂層中添加著色顏料，所述著色顏料為銳鈦型鈦白粉、三氧化二鉻、氧化鐵黑、氧化鐵黃、氧化鐵綠、色素炭黑、群青、永固黃、熒光黃、熒光綠、酞菁藍(lán)B，酞菁綠G、CBS增白劑中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的一種溫控型智能帳篷用織物，其特征在于:所述摻雜二氧化釩(AVxMx)O2的相變溫度為0-70°C。
7.—種如權(quán)利要求1所述的溫控型智能帳篷用織物的制備方法，包括: (O制備摻雜二氧化釩(VhMx)O2 ； (2)將上述二氧化釩(VhMx)O2通過涂層、浸軋或浸潰施加到篷布基質(zhì)上，即得溫控型智能帳篷用織物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種溫控型智能帳篷用織物的制備方法，其特征在于:所述步驟(2 )中的涂層方式為刮涂、噴涂、流涂、電沉積中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種溫控型智能帳篷用織物的制備方法，其特征在于:所述刮涂為用刷子、輥?zhàn)踊蚬纹岬?；所述噴涂為空氣噴涂、無空氣噴涂、熱噴涂或靜電噴涂；所述流涂為浸涂、.式淋涂、棍涂或逆向棍涂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溫控型智能帳篷用織物及其制備方法，智能帳篷用織物包括篷布基質(zhì)和溫控涂層；其中，所述溫控涂層包括摻雜二氧化釩(V1-xMx)O2納米粉體或微膠，0≤x≤0.03。制備方法包括(1)制備摻雜二氧化釩(V1-xMx)O2；(2)將上述二氧化釩(V1-xMx)O2通過涂層、浸軋或浸漬施加到篷布基質(zhì)上，即得溫控型智能帳篷用織物。本發(fā)明有效改善帳篷內(nèi)部溫度，極大地提高了使用者的舒適程度，使其在野外施工作業(yè)、休閑旅游、地質(zhì)勘探、搶險救災(zāi)、野戰(zhàn)醫(yī)院、露天宴會等方面發(fā)揮更大的使用價值；操作簡單，成本較低，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號D06M15/643GK103147278SQ20131007730
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者毛志平, 劉影, 王薇, 余喜理, 張璇, 瞿潔磊, 張琳萍, 鐘毅, 徐紅 申請人:東華大學(xué)