本發(fā)明涉及保暖面料，具體是一種人造紡絲的保暖面料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、衣服在人類社會發(fā)展的早期就已出現(xiàn)，當時古人將一些材料做成粗陋的“衣服”，穿在身上。人類最初的衣服多用獸皮，而裹身的最早“織物”是用麻和草等纖維制成。衣服作為人體與外界環(huán)境的一道防護屏障，對于個人熱舒適調(diào)節(jié)具有重要意義和作用，也是保障人類生存的基本條件之一。

2、目前，紡織品和服裝能夠通過集成先進的復(fù)合材料和特殊結(jié)構(gòu)提供人體熱調(diào)控功能，因此基于導(dǎo)熱復(fù)合材料等先進材料的功能性服裝在個人熱管理中發(fā)揮著越來越重要的作用。穿著衣服時，人體與衣服之間形成了一個內(nèi)部小氣候區(qū)，衣服作為內(nèi)部小氣候與周圍環(huán)境的屏障。當人體穿著并接觸衣服時，熱量會通過熱傳導(dǎo)通過嵌入身體和環(huán)境之間的纖維和空氣傳播。

3、如今，超細纖維、中空纖維和氣凝膠纖維等均為實現(xiàn)孔隙率高、重量輕、表面積大的高保暖性能，其中氧化物氣凝膠、二氧化硅氣凝膠和纖維素纖維這些材料被認為是比較有前途的選擇，可以提供更好的保暖性能。但是由于氣凝膠纖維中的孔隙在多次清洗過程中，保暖性能會有所降低，為提高人造紡絲的保暖面料的保溫性能以及其保溫的持久性能，本申請?zhí)峁┮环N方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N人造紡絲的保暖面料及其制備方法，用于提高人造紡絲的保暖面料的保暖效果，同時能夠維持以提高保暖面料的保暖效果。

2、本申請?zhí)峁┑囊环N人造紡絲的保暖面料，所述保暖面料的原料包括熱塑性高聚物以及氣凝膠添加物；所述熱塑性高聚物的原料包括聚氨酯彈性體復(fù)合材料以及改性玻璃纖維材料；所述氣凝膠添加物包括改性二氧化硅氣凝膠；所述熱塑性高聚物與所述氣凝膠添加物共混得到紡絲溶液，通過濕法紡絲結(jié)合冷凍干燥技術(shù)制備復(fù)合纖維的保暖面料。

3、優(yōu)選的，所述聚氨酯彈性體復(fù)合材料合成過程中涉及的材料包括四氫呋喃均聚醚、4,4'-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫以及n,n-二甲基甲酰胺。

4、優(yōu)選的，所述改性玻璃纖維材料采用硅烷偶聯(lián)劑對玻璃纖維進行改性處理。

5、優(yōu)選的，所述改性二氧化硅氣凝膠合成過程中的原料包括硅酸乙酯以及(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷。

6、另一方面，本申請公開一種人造紡絲的保暖面料的制備方法，包括以下步驟：熱塑性高聚物合成、改性二氧化硅氣凝膠合成、人造紡絲溶液的合成以及濕法紡絲制備保暖面料。

7、優(yōu)選的，在所述熱塑性高聚物合成步驟中，包括以下三個小步驟：s1、聚氨酯彈性體復(fù)合材料合成：將一定量的四氫呋喃均聚醚的在一定溫度下真空下脫水一定時間，再依次加入一定比例的4,4'-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫以及n,n-二甲基甲酰胺，在一定溫度西下攪拌一定時間，得到聚氨酯彈性體復(fù)合材料的預(yù)聚物；s2、改性玻璃纖維材料制備：先將一定比例的硅烷偶聯(lián)劑溶于無水乙醇中，攪拌一定時間，再將玻璃纖維顆粒加入到混合溶液中，在室溫下超聲一定時間后用乙醇洗滌，然后在一定溫度下的烘箱中干燥一定時間后得到改性玻璃纖維材料；s3、熱塑性高聚物的制備：將一定量的所述改性玻璃纖維材料分散溶解在n,n-二甲基甲酰胺溶劑中，并于一定量的所述聚氨酯彈性體復(fù)合材料的預(yù)聚物混合，在室溫下超聲一定時間后，將1,4-丁二醇滴入到溶液內(nèi)，進而得到熱塑性高聚物。

8、優(yōu)選的，所述改性二氧化硅氣凝膠合成中：將硅酸乙酯溶于乙醇中，在攪拌的同時逐滴加入(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷的硅烷偶聯(lián)劑，并調(diào)節(jié)ph值為一定的值，攪拌并加熱至一定溫度反應(yīng)一定時間，然后向溶液中加入一定濃度的氨水攪拌，待到溶液發(fā)生凝膠化；并浸入到乙醇中，在一定溫度下老化一定時間，同時用乙醇和正己烷進行交換，除去多余的水和多余的有機溶劑，最后在一定溫度下干燥得到改性二氧化硅氣凝膠。

9、優(yōu)選的，在所述人造紡絲溶液的合成過程中：將所述熱塑性高聚物溶解在n,n-二甲基甲酰胺溶劑中，在一定溫度下攪拌至所述熱塑性高聚物完全溶解后超聲一定時間，并保持一定真空度下對所述熱塑性高聚物進行消泡，從而制得一定質(zhì)量分數(shù)的熱塑性高聚物紡絲液；稱取一定量的所述改性二氧化硅氣凝膠顆粒放入n,n-二甲基甲酰胺溶劑中，在一定溫度下攪拌一定時間，待改性二氧化硅氣凝膠膠分散均勻后超聲一定時間，得到具有一定質(zhì)量分數(shù)的改性二氧化硅氣凝膠溶液，加入一定質(zhì)量分數(shù)的熱塑性高聚物紡絲液進行混合，在一定溫度下攪拌溶解，待完全溶解后超聲一定時間，制得人造紡絲溶液；

10、優(yōu)選的，在所述濕法紡絲制備保暖面料過程中：將所述人造紡絲溶液進行超聲消泡，通過濕法紡絲設(shè)備設(shè)定參數(shù)，進行人造纖維的紡絲，得到人造紡絲纖維后；將人造紡絲纖維中加入一定質(zhì)量分數(shù)的叔丁醇水溶液中進行溶劑交換，再將人造紡絲纖維放入一定溫度下的冷凍環(huán)境中冷凍一定時間后放入冷凍干燥機中一定時間，將經(jīng)過后處理的人造紡絲纖維進行編制得到保暖面料。

11、優(yōu)選的，在所述熱塑性高聚物合成步驟中，所述改性玻璃纖維材料與所述聚氨酯彈性體復(fù)合材料的預(yù)聚物的重量比為1-3：3-5；在所述人造紡絲溶液的合成步驟中，所述熱塑性高聚物紡絲液與所述改性二氧化硅氣凝膠溶液的質(zhì)量分數(shù)比為1-5：5-10。

12、本申請中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

13、1、本申請采用二氧化硅氣凝膠做為紡絲溶液的原材料，其中二氧化硅氣凝膠具有高孔隙率、低密度、大比表面積、低導(dǎo)熱性的效果，本申請通過加入(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷的硅烷偶聯(lián)劑進行改性，使得氣凝膠表現(xiàn)出超強的耐熱性，以及與熱塑性高聚物的粘附性，進而提高保暖效果的維持性。

14、2、本申請采用硅烷偶聯(lián)劑對玻璃纖維材料進行改性，并通過將改性的玻璃纖維與熱塑性高聚物進行共混得到紡絲液，其中玻璃纖維的改性能改善二氧化硅氣凝膠脆性的問題，使得二氧化硅氣凝膠與熱塑性高聚物共混紡絲得到的人造纖維具有良好的力學(xué)性能。

15、3、本申請采用濕法紡絲，其中濕法紡絲具有結(jié)構(gòu)控制、材料兼容性較好、纖維結(jié)構(gòu)均勻、工藝簡單并且較穩(wěn)定、批量制備、絲徑可控等諸多優(yōu)點。同時本申請還采用冷凍干燥的手段，在冷凍干燥整個過程中，本申請通過叔丁醇替換溶液中的水分，抑制聚合物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的尖銳冰晶保護了二氧化硅氣凝膠復(fù)合纖維的連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，進而提高人造紡絲保暖面料的保暖效果。

技術(shù)特征：

1.一種人造紡絲的保暖面料，其特征在于，所述保暖面料的原料包括熱塑性高聚物以及氣凝膠添加物；

2.如權(quán)利要求1所述的一種人造紡絲的保暖面料，其特征在于，所述聚氨酯彈性體復(fù)合材料合成過程中涉及的材料包括四氫呋喃均聚醚、4,4'-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫以及n,n-二甲基甲酰胺。

3.如權(quán)利要求1所述的一種人造紡絲的保暖面料，其特征在于，所述改性玻璃纖維材料采用硅烷偶聯(lián)劑對玻璃纖維進行改性處理。

4.如權(quán)利要求1所述的一種人造紡絲的保暖面料，其特征在于，所述改性二氧化硅氣凝膠合成過程中的原料包括硅酸乙酯以及(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷。

5.一種如權(quán)利要求1-4任一項所述的人造紡絲的保暖面料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：熱塑性高聚物合成、改性二氧化硅氣凝膠合成、人造紡絲溶液的合成以及濕法紡絲制備保暖面料。

6.如權(quán)利要求5所述的一種人造紡絲的保暖面料的制備方法，其特征在于，在所述熱塑性高聚物合成步驟中，包括以下三個小步驟：

7.如權(quán)利要求6所述的一種人造紡絲的保暖面料的制備方法，其特征在于，所述改性二氧化硅氣凝膠合成中：將硅酸乙酯溶于乙醇中，在攪拌的同時逐滴加入(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷的硅烷偶聯(lián)劑，并調(diào)節(jié)ph值為一定的值，攪拌并加熱至一定溫度反應(yīng)一定時間，然后向溶液中加入一定濃度的氨水攪拌，待到溶液發(fā)生凝膠化；并浸入到乙醇中，在一定溫度下老化一定時間，同時用乙醇和正己烷進行交換，除去多余的水和多余的有機溶劑，最后在一定溫度下干燥得到改性二氧化硅氣凝膠。

8.如權(quán)利要求7所述的一種人造紡絲的保暖面料的制備方法，其特征在于，在所述人造紡絲溶液的合成過程中：將所述熱塑性高聚物溶解在n,n-二甲基甲酰胺溶劑中，在一定溫度下攪拌至所述熱塑性高聚物完全溶解后超聲一定時間，并保持一定真空度下對所述熱塑性高聚物進行消泡，從而制得一定質(zhì)量分數(shù)的熱塑性高聚物紡絲液；稱取一定量的所述改性二氧化硅氣凝膠顆粒放入n,n-二甲基甲酰胺溶劑中，在一定溫度下攪拌一定時間，待改性二氧化硅氣凝膠膠分散均勻后超聲一定時間，得到具有一定質(zhì)量分數(shù)的改性二氧化硅氣凝膠溶液，加入一定質(zhì)量分數(shù)的熱塑性高聚物紡絲液進行混合，在一定溫度下攪拌溶解，待完全溶解后超聲一定時間，制得人造紡絲溶液。

9.如權(quán)利要求8所述的一種人造紡絲的保暖面料的制備方法，其特征在于，在所述濕法紡絲制備保暖面料過程中：將所述人造紡絲溶液進行超聲消泡，通過濕法紡絲設(shè)備設(shè)定參數(shù)，進行人造纖維的紡絲，得到人造紡絲纖維后；將人造紡絲纖維中加入一定質(zhì)量分數(shù)的叔丁醇水溶液中進行溶劑交換，再將人造紡絲纖維放入一定溫度下的冷凍環(huán)境中冷凍一定時間后放入冷凍干燥機中一定時間，將經(jīng)過后處理的人造紡絲纖維進行編制得到保暖面料。

10.如權(quán)利要求9所述的一種人造紡絲的保暖面料的制備方法，其特征在于，在所述熱塑性高聚物合成步驟中，所述改性玻璃纖維材料與所述聚氨酯彈性體復(fù)合材料的預(yù)聚物的重量比為1-3：3-5；在所述人造紡絲溶液的合成步驟中，所述熱塑性高聚物紡絲液與所述改性二氧化硅氣凝膠溶液的質(zhì)量分數(shù)比為1-5：5-10。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種人造紡絲的保暖面料及其制備方法，所述保暖面料的原料包括熱塑性高聚物以及氣凝膠添加物；所述熱塑性高聚物的原料包括聚氨酯彈性體復(fù)合材料以及改性玻璃纖維材料；所述氣凝膠添加物包括改性二氧化硅氣凝膠；所述熱塑性高聚物與所述氣凝膠添加物共混得到紡絲溶液，通過濕法紡絲結(jié)合冷凍干燥技術(shù)制備復(fù)合纖維的保暖面料。通過本申請方案制備方法得到的人造紡絲的保暖面料用于提高人造紡絲的保暖面料的保暖效果，同時能夠維持以提高保暖面料的保暖效果。

技術(shù)研發(fā)人員：范京京,馬美贊,王嘯天,裘弘帆
受保護的技術(shù)使用者：艾利特控股集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19