CN103397516A - 二氧化硅气凝胶复合织物、制备方法及军用帐篷布 - Google Patents

二氧化硅气凝胶复合织物、制备方法及军用帐篷布 Download PDF

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Abstract

本发明涉及二氧化硅气凝胶领域，具体公开一种二氧化硅气凝胶复合织物、制备方法及军用帐篷布。二氧化硅气凝胶复合织物的制备如下：将由高强度合成纤维制成的布浸渍在二氧化硅溶胶中，待布面完全浸渍后，将浸渍有二氧化硅溶胶的高强度合成纤维制成的布密封，并进行凝胶老化，最后进行超临界干燥。军用帐篷布，包括：外层、夹层和内层；外层为外部涂有乙烯基聚酯纤维的迷彩布；夹层为所述二氧化硅气凝胶复合织物；内层为军用涤纶布。本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物重量轻、保温性能好，对高强冲击力有极强吸收性能。本发明提供的军用帐篷，具有保温性能好、重量轻、防爆性能的特性。

Description

二氧化硅气凝胶复合织物、制备方法及军用帐篷布
技术领域
本发明涉及二氧化硅气凝胶领域，尤其涉及二氧化硅气凝胶复合织物、制备方法及军用帐篷布。
背景技术
军用帐篷指的是军队使用、用于军事用途的帐篷。如训练、打仗时用于野外办公、住宿、存放物资设备等，有时特殊材质的帐篷还直接用于存放、掩盖武器等。因此，军用帐篷的隐蔽性和防护性都很重要。
目前，现有的军用帐篷主要采用军工厂特制的涤纶防水透气帆布材料，外层涂有迷彩图案和防红外线布，具有良好的隐蔽性和一定的防护性。对于其保暖性，大多是在帐篷布中间增加一层针刺毡而实现，但这样势必大大增加帐篷的重量，使得其搬运和使用不便。另外，对于保暖的问题，还有可以通过以下方式实现：在帐篷布中间增加一层充气薄膜的方法或者采用内衬面状电发热材料的方法；前一种方式，使用不便，且塑料质的薄膜容易被刺破而失去保暖性；后一种方式，受到野外环境条件的限制，不易实现。
上述军用帐篷最大的缺陷就是，都未解决对于战场上的流弹与飞射弹片的防护。现有技术中，是通过以下方式来达到防护的目的的：在帐篷布中加设一层装有剪切增稠液体的防护内胆，虽然该层具有受到诸如弹片的猛烈冲击而迅速增稠，消化外界冲力的作用，但由于布中增加了一层粘稠的液体层，无疑大大增加了帐篷的重量而使其使用不便。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种二氧化硅气凝胶复合织物、制备方法及军用帐篷布，以克服现有技术中的军用帐篷在保证保温性能和防护性能的同时增加了帐篷本身的重量，进而导致在军用中使用不方便的问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种二氧化硅气凝胶复合织物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1：将乙醇、正硅酸乙酯、去离子水、氨水和多聚二甲基环硅氧烷混合，搅拌均匀后，形成二氧化硅溶胶；
S2：将高强度合成纤维制成的布浸入步骤S1所述的二氧化硅溶胶中；
S3：待布面完全浸渍后，将浸渍有二氧化硅溶胶的高强度合成纤维制成的布密封，并进行凝胶老化，得到二氧化硅凝胶成形体；
S4：将步骤S3中所述的二氧化硅凝胶成形体置于干燥设备中，进行干燥，即得到二氧化硅气凝胶复合织物。
其中，所述步骤S3中，老化时间为2～10小时。
其中，所述高强度合成纤维为芳酰胺纤维、碳纤维、高强度聚乙烯纤维中的一种。
其中，所述干燥的温度为31.5-80℃，压力为7.1-35MPa。
其中，所述乙醇的浓度为90-99%。
其中，所述氨水的浓度为25-30%。
本发明还提供一种二氧化硅气凝胶复合织物，所述二氧化硅气凝胶复合织物是由上述制备方法得到的。
本发明还提供一种军用帐篷布，所述军用帐篷布包括：外层、夹层和内层；
所述外层为外部涂有乙烯基聚酯纤维的迷彩布；
所述夹层为所述二氧化硅气凝胶复合织物；
所述内层为军用涤纶布。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物密度小、常温导热系数低，重量轻、保温性能好；而且由于二氧化硅气凝胶本身的多孔性能和可压缩的梯度效应，使得本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物对高强冲击力有极强的吸收性能，也就是说，本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物还具有保温隔热性、阻燃性、抗瞬间外力加速度衰减功能和防爆的性能。另外，由于二氧化硅气凝胶对二氧化硅气凝胶复合织物表面的包裹使得其本身不易燃烧，也就是说，本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物还具有良好的阻燃性能。
2、本发明提供的军用帐篷，由于其夹层使用的是二氧化硅气凝胶复合织物，使得本发明提供的军用帐篷与现有技术相比，具有保温性能好、重量轻、防爆性能好的特性，对战场上的流弹与飞射弹片可取得相当好的防护效果，而且在提供良好的防护效果的同时，对其平时的操作性没有影响。
附图说明
图1是本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物的制备方法的工艺流程图。
图2是本发明提供的军用帐篷布的结构示意图。
图中。1：外层；2：夹层；3：内层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物、制备方法及军用帐篷布的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物制备方法，包括以下步骤：
S1：将乙醇、正硅酸乙酯、去离子水、氨水和多聚二甲基环硅氧烷混合，搅拌均匀后，形成二氧化硅溶胶；
S2：将高强度合成纤维制成的布浸入步骤S1所述的二氧化硅溶胶中；这里的高强度合成纤维可以是芳酰胺纤维、碳纤维、高强度聚乙烯纤维中的一种。
S3：待布面完全浸渍后，将浸渍有二氧化硅溶胶的高强度合成纤维制成的布密封，并进行凝胶老化，得到二氧化硅凝胶成形体；
S4：将步骤S3中所述的二氧化硅凝胶成形体置于干燥设备中，进行超临界干燥，即得到二氧化硅气凝胶复合织物。
以下实施例中所指的份数均指重量份。
实施例1
先将100份浓度为95%的乙醇、20份正硅酸乙酯（二氧化硅含量28%）、5份去离子水、3份氨水（氨气的含量为30%）、9份多聚二甲基环硅氧烷（DMC）混合，搅拌均匀后，形成二氧化硅溶胶。再将芳酰胺纤维制成的布浸入预先制备的二氧化硅溶胶中，待布面完全浸渍后，密封、并进行凝胶老化，得到二氧化硅凝胶成形体，老化时间为5小时。最后将二氧化硅凝胶成形体置于干燥釜中，通入压缩二氧化碳，将温度调整为55℃，压力调整为22MPa后进行干燥。待设备降到常压开釜取出制品，测其相关数据：密度150kg/m3，常温导热系数0.012w/（m.k）。由以上数据分析得出，本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物具有良好的保温性能、重量轻以及红外隐身的特点，而且因为二氧化硅气凝胶对二氧化硅气凝胶复合织物表面的包裹使得其本身不易燃烧；又由于二氧化硅气凝胶本身的的多孔性能和可压缩的梯度效应，使得本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物具有抗瞬间外力加速度衰减功能和防爆功能。
实施例2
先将100份浓度为99%的乙醇、10份正硅酸乙酯（二氧化硅含量28%）、5份去离子水、3份氨水（氨气的含量为25%）、3份多聚二甲基环硅氧烷（DMC）混合，搅拌均匀后，形成二氧化硅溶胶。再将碳纤维制成的布浸入预先制备的二氧化硅溶胶中，待布面完全浸渍后，密封、并进行凝胶老化，得到二氧化硅凝胶成形体，老化时间为2小时。最后将二氧化硅凝胶成形体置于干燥釜中，通入压缩二氧化碳，将温度调整为75℃，压力调整为35MPa后，进行干燥。待设备降到常温常压，开釜取出制品，测其相关数据：密度120kg/m3，常温导热系数0.010w/（m.k）。由以上数据分析得出，本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物具有良好的保温性能、重量轻以及红外隐身的特点，而且因为二氧化硅气凝胶对织物表面的包裹使其本身不易燃烧；又由于二氧化硅气凝胶本身的多孔性能和可压缩的梯度效应，使本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物具有抗瞬间外力加速度衰减功能和防爆功能。
实施例3
先将100份浓度为90%的乙醇、30份正硅酸乙酯（二氧化硅含量28%）、5份去离子水、3份氨水（氨气的含量为27%）、6份多聚二甲基环硅氧烷（DMC）混合，搅拌均匀后，形成二氧化硅溶胶。再将高强度聚乙烯纤维制成的布浸入预先制备的二氧化硅溶胶中，待布面完全浸渍后，密封、并进行凝胶老化，得到二氧化硅凝胶成形体，老化时间为10小时。最后将二氧化硅凝胶成形体置于干燥釜中，通入压缩二氧化碳，将温度调整为31.5℃，压力调整为8MPa后，进行干燥。待设备降到常温常压，开釜取出制品，测其相关数据：密度160kg/m3，常温导热系数0.022w/（m.k）。由以上数据分析得出，本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物具有良好的保温性能、重量轻以及红外隐身的特点，而且因为二氧化硅气凝胶对二氧化硅气凝胶复合织物表面的包裹使得其本身不易燃烧；又由于二氧化硅气凝胶本身的的多孔性能和可压缩的梯度效应，使得本发明提供的二氧化硅气凝胶复合织物具有抗瞬间外力加速度衰减功能和防爆功能。
实施例4
如图2所示，本发明提供的军用帐篷布，所述军用帐篷布包括：外层1、夹层2和内层3。
所述外层1为外部涂有乙烯基聚酯纤维的迷彩布。乙烯基聚酯纤维是用乙烯基树脂制成的纤维。乙烯基聚酯树脂是一种溶于苯乙烯液含有不饱和双键的特殊结构的不饱和聚酯树脂，具有很好的耐蚀性能和力学性能，尤其是具有良好的耐疲劳性能和动态载荷性能，因此外部涂有乙烯基聚酯纤维的迷彩布具有防水、防紫外、防红外以及防霉的功能，适合于部队在野外恶劣环境中使用。
所述夹层2为上述实施例1-3所述的二氧化硅气凝胶复合织物，由于采用了所述二氧化硅气凝胶复合织物，所以具有密度低、重量轻、强度高、导热系数低、耐冲击、抗震，防利刃穿刺、防火防***物冲击的优良性能以及红外隐身功能。
所述内层3为军用涤纶布。涤纶是合成纤维中的一个重要品种。涤纶具有强度高、耐冲击性好、弹性好、耐热性好、吸水性好、耐磨性和耐腐蚀好的特点，这里的军用涤纶是经过有机氟抗水处理，具有优异的防水功能，使之更适合于部队野外环境使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种二氧化硅气凝胶复合织物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1：将乙醇、正硅酸乙酯、去离子水、氨水和多聚二甲基环硅氧烷混合，搅拌均匀后，形成二氧化硅溶胶；
S2：将高强度合成纤维制成的布浸入步骤S1所述的二氧化硅溶胶中；
S3：待布面完全浸渍后，将浸渍有二氧化硅溶胶的高强度合成纤维制成的布密封，并进行凝胶老化，得到二氧化硅凝胶成形体；
S4：将步骤S3中所述的二氧化硅凝胶成形体置于干燥设备中，进行超临界干燥，即得到二氧化硅气凝胶复合织物。
2.根据权利要求1所述的二氧化硅气凝胶复合织物的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，老化时间为2～10小时。
3.根据权利要求1所述的二氧化硅气凝胶复合织物的制备方法，其特征在于，所述高强度合成纤维为芳酰胺纤维、碳纤维、高强度聚乙烯纤维中的一种。
4.根据权利要求1所述的二氧化硅气凝胶复合织物的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为31.5-80℃，压力为7.1-35MPa。
5.根据权利要求1所述的二氧化硅气凝胶复合织物的制备方法，其特征在于，所述乙醇的浓度为90-99%。
6.根据权利要求1所述的二氧化硅气凝胶复合织物的制备方法，其特征在于，所述氨水的浓度为25-30%。
7.一种二氧化硅气凝胶复合织物，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶复合织物是根据权利要求1-6任意一项所述的制备方法得到的。
8.一种军用帐篷布，其特征在于，所述军用帐篷布包括：外层、夹层和内层；
所述外层为外部涂有乙烯基聚酯纤维的迷彩布；
所述夹层为权利要求7所述的二氧化硅气凝胶复合织物；所述内层为军用涤纶布。
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