气凝胶复合纤维的制造方法与应用.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911174906.4 (22)申请日 2019.11.26 (71)申请人 鑫创新材料科技 （徐州） 有限公司 地址 221000 江苏省徐州市徐州经济技术 开发区软件园E2楼2-7， 2-8号 (72)发明人 佟峰卢江蒋立民 (51)Int.Cl. D06M 11/79(2006.01) D06M 15/643(2006.01) D06M 13/50(2006.01) D06M 101/06(2006.01) D06M 101/12(2006.01) D06M 101/。

2、10(2006.01) D06M 101/08(2006.01) D06M 101/04(2006.01) D06M 101/40(2006.01) D06M 101/32(2006.01) D06M 101/38(2006.01) D06M 101/20(2006.01) D06M 101/34(2006.01) (54)发明名称 一种气凝胶复合纤维的制造方法与应用 (57)摘要 本发明公开了一种气凝胶复合纤维的制造 方法与应用， 其制备方法包括： (1)称取原料： 气 凝胶复合粉体、 纤维基材、 添加剂和溶剂； (2)将 气凝胶复合粉体和添加剂放入溶剂中， 在30-300 条件下不停搅拌，。

3、 直至形成均匀的混合胶装 料； (3)将纤维基材抽丝、 放卷， 并将所述混合胶 装料复合在其上， 待其干燥后， 即可收卷并完成 制作。 本发明仅经过简单的步骤， 即可完成二氧 化硅气凝胶复合纤维的制作， 该制作方法成本 低、 适用范围广； 本发明结合了气凝胶良好的隔 热性能以及纤维基材韧度高， 耐磨性好的特性， 使生产得到的气凝胶复合纤维耐热度高， 导热系 数最低达到0.013W/m.K， 提高了成衣品质和保温 性， 是极好的纺织和衣物填充物材料。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 110846891 A 2020.02.28 CN 110846891 A 1.一种气凝胶复合纤维的制。

4、造方法， 其特征在于， 包括以下步骤： (1)按重量份配比称取以下原料： 气凝胶复合粉体1-500份、 纤维基材100-450份、 添加 剂0-100份和溶剂0-1000份； (2)将称取的气凝胶复合粉体和添加剂放入溶剂中， 在30-300条件下不停搅拌， 直至 形成均匀的混合胶装料； (3)将纤维基材抽丝、 放卷， 并将所述混合胶装料复合在其上， 待其干燥后， 即可收卷并 完成制作。 2.根据权利要求1所述的一种气凝胶复合纤维的制造方法， 其特征在于， 所述气凝胶复 合粉体为按重量份配比称取的二氧化硅气凝胶粉体1-500份、 硅藻土0-25份、 气相白炭黑0- 20份、 高岭土0-20份、 。

5、火山岩0-15份、 膨润土0-25份、 膨胀珍珠岩0-10份、 纳米孔金属有机化 合物0-10份、 发泡高分子树脂0-5份、 发泡酚醛树脂0-15份、 活性炭0-5份和分子筛0-5份复 合而成； 所述气凝胶复合粉体的粒径为5nm-100 m。 3.根据权利要求1所述的一种气凝胶复合纤维的制造方法， 其特征在于， 所述纤维基材 使用棉、 麻、 动物毛、 蚕丝、 石棉、 粘胶纤维、 醋酯纤维、 大豆纤维、 玻璃纤维、 金属纤维、 碳纤 维、 聚酯纤维、 氨纶、 丙纶、 尼龙、 聚乙烯、 聚碳酸酯、 丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、 二氧化 硅、 硅酸铝、 金属铝、 腈纶中的一种或一种以上混合而成。 。

6、4.根据权利要求1所述的一种气凝胶复合纤维的制造方法， 其特征在于， 所述添加剂为 按重量份配比称取的有机硅橡胶0-50份、 天然粘接剂0-25份和热熔胶0-25份混合而成。 5.根据权利要求1所述的一种气凝胶复合纤维的制造方法， 其特征在于， 所述溶剂为水 和乙醇的混合溶液， 所述水和乙醇的体积比为1:0.1-10。 6.根据权利要求1至5任一项所述的一种气凝胶复合纤维的制造方法， 其特征在于， 所 述步骤(3)为： 将纤维基材连续抽丝、 连续放卷、 将所述混合胶装料连续复合在其上， 待其干 燥后， 自动连续收卷并自动包装， 整个工艺流程不间断。 7.根据权利要求6所述的一种气凝胶复合纤维的。

7、制造方法， 其特征在于， 所述复合包括 热熔胶复合、 熔融复合、 热挤出复合和干法热复合。 8.一种气凝胶复合纤维的应用， 其特征在于， 可应用于衣物纺织、 衣物填充和工业纺 织。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110846891 A 2 一种气凝胶复合纤维的制造方法与应用 技术领域 0001 本发明涉及气凝胶复合纤维制造领域， 具体是一种气凝胶复合纤维的制造方法与 应用。 背景技术 0002 众所周知， 热的传导方式有辐射、 对流、 传导三种方式。 为了充分提高隔热保温性 能， 需要兼具阻隔辐射、 限制对流、 延长传导路径三个功能。 目前， 保温隔热纺织材料通常通 过在夹层中充填羽绒、 。

8、纤维、 棉花的方法实现保温隔热目的。 这种方法由于所充填的材料导 热系数较高， 充填量较大， 使制备的保温隔热用品， 如被子褥子服装帐篷。 既厚又重， 携带及 其不方便， 在极端高低温环境条件下还不能满足现实需要。 0003 气凝胶为目前已知的所有天然和人造固体中密度最低的固体， 且作为人造固体其 保温隔热性能比作为天然纤维的羽绒还要好很多。 气凝胶具有极低密度、 极低导热性、 极高 孔隙率、 不燃、 耐高温、 拒水性极好等优越性能； 尤其是气凝胶能大量锁定微小空间内的静 止空气、 热导率极低、 重量极轻且不易吸水， 作为保温隔热材料性能极优。 但气凝胶为脆性 材料， 无法直接整块地应用到服饰。

9、鞋被这类在使用或收纳时需要弯折的产品上， 因此必须 将气凝胶先制成颗粒或粉末状再使其附着或被包裹到其他基材中使用。 0004 目前， 已经有较多文献披露了将气凝胶粉末复合到无纺布、 发泡材料或塑料膜中， 然后再将此类复合材料作为保温隔热夹层缝制成被服鞋帽之类的产品； 也有少数公司尝试 将气凝胶微粉直接混合到诸如涤纶、 氨纶和/或芳纶之类的熔融原料中制成纤维后纺纱再 制成被服衣帽之类。 这些现有技术的用料局限性大、 成本高且步骤复杂。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种气凝胶复合纤维的制造方法， 该方法可选择的原材料的 范围大、 成本较低、 步骤较少且简单。 0006 本发明采用的技术方。

10、案是： 一种气凝胶复合纤维的制造方法， 包括以下步骤： 0007 (1)按重量份配比称取以下原料： 气凝胶复合粉体1-500份、 纤维基材100-450份、 添加剂0-100份和溶剂0-1000份； 0008 (2)将称取的气凝胶复合粉体和添加剂放入溶剂中， 在30-300条件下不停搅拌， 直至形成均匀的混合胶装料； 0009 (3)将纤维基材抽丝、 放卷， 并将所述混合胶装料复合在其上， 待其干燥后， 即可收 卷并完成制作。 0010 优选地， 所述气凝胶复合粉体为按重量份配比称取的二氧化硅气凝胶粉体1-500 份、 硅藻土0-25份、 气相白炭黑0-20份、 高岭土0-20份、 火山岩0-。

11、15份、 膨润土0-25份、 膨胀 珍珠岩0-10份、 纳米孔金属有机化合物0-10份、 发泡高分子树脂0-5份、 发泡酚醛树脂0-15 份、 活性炭0-5份和分子筛0-5份复合而成； 所述气凝胶复合粉体的粒径为5nm-100 m。 0011 优选地， 所述纤维基材使用棉、 麻、 动物毛、 蚕丝、 石棉、 粘胶纤维、 醋酯纤维、 大豆 说明书 1/4 页 3 CN 110846891 A 3 纤维、 玻璃纤维、 金属纤维、 碳纤维、 聚酯纤维、 氨纶、 丙纶、 尼龙、 聚乙烯、 聚碳酸酯、 丙烯腈- 苯乙烯-丁二烯共聚物、 二氧化硅、 硅酸铝、 金属铝、 腈纶中的一种或一种以上混合而成。 00。

12、12 优选地， 所述添加剂为按重量份配比称取的有机硅橡胶0-50份、 天然粘接剂0-25 份和热熔胶0-25份混合而成。 0013 优选地， 所述溶剂为水和乙醇的混合溶液， 所述水和乙醇的体积比为1:0.1-10。 0014 优选地， 所述步骤(3)为： 将纤维基材连续抽丝、 连续放卷、 将所述混合胶装料连续 复合在其上， 待其干燥后， 自动连续收卷并自动包装， 整个工艺流程不间断。 0015 优选地， 所述复合包括热熔胶复合、 熔融复合、 热挤出复合和干法热复合。 0016 本发明还提供了一种气凝胶复合纤维的应用， 可应用于衣物纺织、 衣物填充和工 业纺织。 0017 本发明仅经过简单的步骤。

13、， 即可完成一种气凝胶复合纤维的制作， 该制作方法成 本低、 适用范围广； 本发明的进一步应用可以实现自动化连续生产， 使整个工艺流程不间 断， 进一步提高生产效率， 实现低成本生产。 本发明的二氧化硅气凝胶复合纤维， 结合了气 凝胶良好的隔热性能以及纤维基材韧度高， 耐磨性好的特性， 使生产得到的气凝胶复合纤 维耐热度高， 提高了成衣品质和保温性， 是极好的纺织和衣物填充物材料。 附图说明 0018 图1是本发明的生产工艺流程图； 具体实施方式 0019 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。

14、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。 0020 实施例1 0021 按如下步骤制造二氧化硅气凝胶复合纤维: 0022 (1)按重量份配比称取以下原料： 气凝胶复合粉体500份、 纤维基材110份、 添加剂 90份和溶剂1000份； 0023 所述气凝胶复合粉体为二氧化硅气凝胶粉体480份和硅藻土20份复合而成； 0024 所述纤维基材为棉110份； 0025 所示添加剂为有机硅橡胶50份、 天然粘接剂25份和热熔胶15份混合而成； 0026 所述溶剂为水和乙醇的混合溶液， 所述水和乙醇的体积比为1:0.1。 0027。

15、 (2)将称取的气凝胶复合粉体和添加剂放入溶剂中， 在30条件下不停搅拌， 直至 形成均匀的混合胶装料； 0028 (3)将纤维基材抽丝、 放卷， 并将所述混合胶装料热熔胶复合在其上， 待其干燥后， 即可收卷并完成制作。 0029 本实施例所制造的二氧化硅气凝胶复合纤维的多个参数如表1所示。 0030 实施例2 0031 按如下步骤制造二氧化硅气凝胶复合纤维: 说明书 2/4 页 4 CN 110846891 A 4 0032 (1)按重量份配比称取以下原料： 气凝胶复合粉体1份、 纤维基材100份、 添加剂5份 和溶剂200份； 0033 所述气凝胶复合粉体为二氧化硅气凝胶粉体1份； 003。

16、4 所述纤维基材为麻25份、 动物毛25份、 蚕丝25份、 石棉25份混合而成； 0035 所示添加剂为有机硅橡胶3份、 天然粘接剂1份和热熔胶1份混合而成； 0036 所述溶剂为水和乙醇的混合溶液， 所述水和乙醇的体积比为1:0.5。 0037 (2)将称取的气凝胶复合粉体和添加剂放入溶剂中， 在50条件下不停搅拌， 直至 形成均匀的混合胶装料； 0038 (3)将纤维基材抽丝、 放卷， 并将所述混合胶装料熔融复合在其上， 待其干燥后， 即 可收卷并完成制作。 0039 本实施例所制造的二氧化硅气凝胶复合纤维的多个参数如表1所示。 0040 实施例3 0041 按如下步骤制造二氧化硅气凝胶复。

17、合纤维: 0042 (1)按重量份配比称取以下原料： 气凝胶复合粉体200份、 纤维基材450份； 0043 所述气凝胶复合粉体为二氧化硅气凝胶粉体100份、 气相白炭黑20份、 高岭土20 份、 火山岩15份、 膨润土25份、 膨胀珍珠岩10份、 纳米孔金属有机化合物10份复合而成； 0044 所述纤维基材为粘胶纤维、 醋酯纤维、 大豆纤维、 玻璃纤维、 金属纤维、 碳纤维、 聚 酯纤维、 氨纶、 丙纶、 各50份混合而成； 0045 (2)将称取的气凝胶复合粉体和添加剂放入溶剂中， 在300条件下不停搅拌， 直 至形成均匀的混合胶装料； 0046 (3)将纤维基材抽丝、 放卷， 并将所述混。

18、合胶装料熔融复合在其上， 待其干燥后， 即 可收卷并完成制作。 0047 本实施例所制造的二氧化硅气凝胶复合纤维的多个参数如表1所示。 0048 实施例4 0049 按如下步骤制造二氧化硅气凝胶复合纤维: 0050 (1)按重量份配比称取以下原料： 气凝胶复合粉体400份、 纤维基材200份； 0051 所述气凝胶复合粉体为二氧化硅气凝胶粉体370份、 发泡高分子树脂5份、 发泡酚 醛树脂15份、 活性炭5份和分子筛5复合而成； 0052 所述纤维基材为丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、 二氧化硅、 硅酸铝、 金属铝、 腈纶 各40份混合而成； 0053 (2)将称取的气凝胶复合粉体和添加剂放入溶。

19、剂中， 在250条件下不停搅拌， 直 至形成均匀的混合胶装料； 0054 (3)将纤维基材抽丝、 放卷， 并将所述混合胶装料热挤出复合在其上， 待其干燥后， 即可收卷并完成制作。 0055 本实施例所制造的二氧化硅气凝胶复合纤维的多个参数如表1所示。 0056 实施例5 0057 按如下步骤制造二氧化硅气凝胶复合纤维: 0058 (1)按重量份配比称取以下原料： 气凝胶复合粉体250份、 纤维基材120份、 添加剂 50份和溶剂500份； 说明书 3/4 页 5 CN 110846891 A 5 0059 所述气凝胶复合粉体为二氧化硅气凝胶粉体200份、 膨润土25份、 硅藻土25份复合 而成。

20、； 0060 所述纤维基材为蚕丝、 动物毛、 尼龙、 聚乙烯各30份混合而成； 0061 所示添加剂为有机硅橡胶30份、 天然粘接剂10份和热熔胶10份混合而成； 0062 所述溶剂为水和乙醇的混合溶液， 所述水和乙醇的体积比为1:10。 0063 (2)将称取的气凝胶复合粉体和添加剂放入溶剂中， 在60条件下不停搅拌， 直至 形成均匀的混合胶装料； 0064 (3)将纤维基材连续抽丝、 连续放卷、 将所述混合胶装料连续干法热复合在其上， 待其干燥后， 自动连续收卷并自动包装， 整个工艺流程不间断。 0065 本实施例所制造的二氧化硅气凝胶复合纤维的多个参数如表1所示。 0066 表1各实施例生产的二氧化硅气凝胶复合纤维性能参数对照表 0067 0068 0069 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 说明书 4/4 页 6 CN 110846891 A 6 图1 说明书附图 1/1 页 7 CN 110846891 A 7 。