CN110565265A - 疏水毡材及其制备方法及疏水纤维材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及保温材料领域，具体而言，涉及一种疏水毡材及其制备方法及疏水纤维材料的制备方法。一种疏水毡材的制备方法，包括：将纤维材料与疏水固体粉末混合，在混合的过程中，疏水固体粉末吸附在纤维材料的表面，得到疏水纤维材料，将疏水纤维材料制成多个纤维网，将多个纤维网叠放压制在一起。通过将上述的疏水固体粉末吸附在纤维材料的表面，使得纤维材料的表面形成了一层疏水结构，从而降低了纤维材料吸收水分的能力，提高了纤维材料保持干燥的能力，进而提高了纤维材料的保温性能，采用这种表面吸附有疏水固体粉末的纤维材料制成毡材，能够极大地提高毡材的保温性能。

Description

疏水毡材及其制备方法及疏水纤维材料的制备方法
技术领域
本申请涉及保温材料领域，具体而言，涉及一种疏水毡材及其制备方法及疏水纤维材料的制备方法。
背景技术
保温材料要求有良好的保温性能。
目前常见的提高保温材料保温性能的方法是向保温材料上施加有机溶剂，形成防护，提高保温性能。
但是，这种方法要使用大量的有机溶剂，不符合环保的相关要求，并且有机溶剂易燃易爆，容易出事故。
还有一种方法就是在保温材料中浸入凝胶，采用高温高压超临界干燥法获得气凝胶产品。虽然该方法获得的气凝胶具有很好的保温效果及疏水性，但是能耗高，设备要求高，同样不可避免要使用有机溶剂。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种疏水毡材及其制备方法及疏水纤维材料的制备方法，在不添加有机溶剂的情况下，提高毡材的保温性能。
第一方面，本申请提供一种技术方案：
一种疏水毡材的制备方法，包括：
通过气流作用于纤维材料与疏水固体粉末的混合物，以使疏水固体粉末吸附在纤维材料的表面，得到疏水纤维材料，将疏水纤维材料制成多个纤维网，将多个纤维网叠放在一起。
通过将上述的疏水固体粉末吸附在纤维材料的表面，使得纤维材料的表面形成了一层疏水结构，从而降低了纤维材料吸收水分的能力，提高了纤维材料保持干燥的能力，进而提高了纤维材料的保温性能，采用这种表面吸附有疏水固体粉末的纤维材料制成毡材，能够极大地提高毡材的保温性能。
在本申请的其他实施例中，通过气流作用于纤维材料与疏水固体粉末的混合物的步骤包括：
将纤维材料喂入容置空间内的同时，采用气流将疏水固体粉末喷施于容置空间内。
通过在气流的喷施作用下，能够进一步地将疏水固体粉末均匀地分散在纤维材料的表面，使得疏水固体粉末与纤维材料混合。
在本申请的其他实施例中，以质量比计，混合物中疏水固体粉末：纤维材料为0.5:100-10:100。
在上述的质量比下，疏水固体粉末能够均匀地混合在纤维材料的表面，且使得纤维材料获得良好的疏水性能。
在本申请的其他实施例中，以质量比计，混合物中疏水固体粉末：纤维材料为4：100-8:100。
在上述的质量比下，疏水固体粉末能够均匀地混合在纤维材料的表面，且使得纤维材料获得良好的疏水性能。
在本申请的其他实施例中，疏水固体粉末选自纳米粉末材料；
可选地，纳米粉末材料选自纳米疏水二氧化硅粉末。
纳米疏水二氧化硅粉末具有良好的疏水性能，由于是纳米级别，更容易吸附在纤维材料的表面上，从而极大地提高纤维材料的疏水性，进而提高保温性能。
在本申请的其他实施例中，上述纤维材料选自铝镁质纤维。
采用这种铝镁质纤维制成的毡材的保温性能良好。
在本申请的其他实施例中，将疏水纤维材料制成多个纤维网的步骤包括：
采用气流成网的方式将疏水纤维材料制成多个纤维网；
可选地，气流的流量为100-1000升/分钟，气流的气压为0.6-0.8Mpa。
气流成网形成的纤维网，保温性能好。
在本申请的其他实施例中，将多个纤维网叠放在一起之后，还对叠放的纤维网进行压制成型。
压制成型使得蓬松的纤维网之间连接密实，使用性能好。
第二方面，本申请提供一种疏水毡材，
疏水毡材包括多层疏水纤维材料，多层疏水纤维材料叠放压合在一起；每一层疏水纤维材料均包括纤维材料和吸附在纤维材料表面的疏水固体粉末。
该疏水毡材具有疏水性，保温性能好。
第三方面，本申请提供一种疏水纤维材料的制备方法，包括：
通过气流作用于纤维材料与疏水固体粉的混合物，以使疏水固体粉末吸附在纤维材料的表面。
采用该方法制得的疏水纤维材料，疏水性好，将其用于制备毡材，能够提高毡材的保温性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的疏水毡材的制备流程示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
超疏水效应或荷叶效应可以使外界的水珠或雨滴碰到保温材料时自动滚落，完全不会渗入到材料中，保持材料的干燥特性。而潮湿的材料或水汽能迅速带走热量，导致保温失效。发明人发现保持毡材的疏水性(或者称之为憎水性)，能够有效地提高毡材的干燥性，进而有效地提高毡材的保温性能。
本申请实施方式提供了一种疏水毡材的制备方法，包括：
通过气流作用于纤维材料与疏水固体粉末的混合物，以使疏水固体粉末吸附在纤维材料的表面，得到疏水纤维材料，将疏水纤维材料制成多个纤维网，将多个纤维网叠放在一起。
通过将上述的疏水固体粉末吸附在纤维材料的表面，使得纤维材料的表面形成了一层疏水结构，从而降低了纤维材料吸收水分的能力，提高了纤维材料保持干燥的能力，进而提高了纤维材料的保温性能，采用这种表面吸附有疏水固体粉末的纤维材料制成毡材，能够极大地提高毡材的保温性能。
请参阅图1，在本申请一些实施方式中，制备疏水毡材的步骤包括：
S1、通过气流作用于纤维材料与疏水固体粉末的混合物，以使疏水固体粉末吸附在纤维材料的表面，得到疏水纤维材料。
可选地，上述的纤维材料选择铝镁质纤维。
上述的铝镁质纤维由铝镁质为主的水镁石基质材料集成三维多微孔纤维保温层，其内复合多种轻质、耐高温、抗辐射、导静电材料。
这种铝镁质纤维可通过市售购买获得。
采用这种铝镁质纤维制成的毡材的保温性能良好。
进一步地，上述的疏水固体粉末选自纳米粉末材料。
进一步可选地，上述的纳米粉末材料选自纳米疏水二氧化硅粉末。
纳米疏水二氧化硅粉末具有良好的疏水性能，由于是纳米级别，更容易吸附在纤维材料的表面上，从而极大地提高纤维材料的疏水性，进而提高保温性能。
进一步地，将纤维材料喂入容置空间内的同时，采用气流将疏水固体粉末喷施于容置空间内。
通过在气流的喷施作用下，能够进一步地将疏水固体粉末均匀地分散在纤维材料的表面，使得疏水固体粉末与纤维材料混合。
参照图1，在本申请图示的实施例中，将选用高性能铝镁质纤维，将高性能铝镁质纤维按照需要的质量喂入气流混合设备中，同时将纳米疏水二氧化硅粉末采用气流喷入到气流混合设备中，高性能铝镁质纤维和纳米疏水二氧化硅粉末悬浮在气流中进行充分的混合，分散，碰撞，从而使得纳米疏水二氧化硅粉末粘附在高性能铝镁质纤维表面，在高性能铝镁质纤维表面形成一层超疏水粉末层。
由于纳米疏水二氧化硅粉末是通过气流喷入到气流混合设备中的，能够更加均匀地附着在高性能铝镁质纤维表面。
进一步地，将纤维材料与疏水固体粉末混合的步骤包括：
以质量比计，按照疏水固体粉末：纤维材料为0.5：100-10:100，将纤维材料与疏水固体粉末混合。
在上述的质量比下，疏水固体粉末能够均匀地混合在纤维材料的表面，且使得纤维材料获得良好的疏水性能。
进一步可选地，以质量比计，按照疏水固体粉末：纤维材料为4:100-8:100，将纤维材料与疏水固体粉末混合。
进一步可选地，以质量比计，按照疏水固体粉末：纤维材料为5:100-7:100，将纤维材料与疏水固体粉末混合。
参照图1，示例性地，向气流混合设备中喂入100g的高性能铝镁质纤维时，采用气流向气流混合设备中喷入10g的纳米疏水二氧化硅粉末。
需要说明的是，在本申请其他可选地实施例中，上述将纤维材料喂入到气流混合设备中的速度需要与气流喷入疏水固体粉末的速度相互匹配。
进一步可选地，上述的气流混合设备的容置空间，可以选择在容置空间的底部开设入口，采用气流将疏水固体粉末从该入口喷施于容置空间内。进一步可选地，上述的气流混合设备的容置空间出料口可以设置在顶部，方便气流从下部将疏水固体粉末和纤维材料混合均匀后，从顶部的出料口进入到下一个气流成网设备中。
S2、将步骤S1中制得的疏水纤维材料制成多个纤维网。
进一步地，将步骤S1中制得的疏水纤维材料制成多个纤维网是采用气流成网的方式将疏水纤维材料制成多个纤维网。
进一步地，将疏水纤维材料制成多个纤维网的步骤包括：
采用气流成网的方式将疏水纤维材料制成多个纤维网；
可选地，气流的流量为100-1000升/分钟，气流的气压为0.6-0.8Mpa。
进一步可选地，气流成网时，温度为常温，气压为0.7-0.75MPa，流量500-750升/分钟。
参照图1，在本申请可选的实施方式中，可以采用气流成网设备将上述的疏水纤维材料制成多个纤维网。粘附了疏水粉末的高性能铝镁质纤维通过气流成网设备形成一层薄薄的纤维网。
气流成网设备可以选择本领域常见的规格型号。
在本申请其他可选的方式中，也可以采用其他的方式将上述的多个疏水纤维材料制成多个纤维网。
S3、将步骤S2中制得的多个纤维网叠放在一起。
将多个纤维网叠放后形成蓬松的毡材。
S4、将步骤S3中制得的蓬松的毡材压制成型。
压制成型使得蓬松的纤维网之间连接密实，使用性能好。
参照图1，将叠放在一起的多个蓬松的纤维网压制成型，获得一种疏水纳米铝镁质毡材。
本申请的一些实施方式还提供了一种疏水毡材。
该疏水毡材包括多层疏水纤维材料，多层疏水纤维材料叠放压合在一起；多层疏水纤维材料包括纤维材料和吸附在纤维材料表面的疏水固体粉末。
本申请的一些实施方式还提供了一种疏水纤维材料的制备方法，包括：
将纤维材料与疏水固体粉末在气流的作用下混合，在混合的过程中，疏水固体粉末吸附在纤维材料的表面。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供一种疏水毡材，按照以下步骤制得：
将高性能铝镁质纤维采用连续计量的方式加入到纤维、粉料气流混合设备中，其中，以质量比计，疏水固体粉末：纤维材料为0.5:100。通过气流将纳米疏水二氧化硅粉末喷入气流混合设备中，高性能铝镁质纤维和纳米疏水二氧化硅粉末悬浮在气流中进行充分的混合，分散，碰撞。纳米疏水二氧化硅粉末粘附在纤维表面，在纤维表面形成一层超疏水粉末层层。粘附了疏水粉末的高性能铝镁质纤维通过气流成网设备形成一层薄薄纤维网，多层纤维网叠加形成蓬松毡材，其中，气流的流量为1000升/分钟，气流的气压为0.6Mpa。将叠加在一起的蓬松毡材压制成型，获得一种疏水毡材。
实施例2
本实施例提供一种疏水毡材，按照以下步骤制得：
将高性能铝镁质纤维采用连续计量的方式加入到纤维、粉料气流混合设备中，其中，以质量比计，疏水固体粉末：纤维材料为10:100。通过气流将纳米疏水二氧化硅粉末喷入气流混合设备中，高性能铝镁质纤维和纳米疏水二氧化硅粉末悬浮在气流中进行充分的混合，分散，碰撞。纳米疏水二氧化硅粉末粘附在纤维表面，在纤维表面形成一层超疏水粉末层层。粘附了疏水粉末的高性能铝镁质纤维通过气流成网设备形成一层薄薄纤维网，多层纤维网叠加形成蓬松毡材，其中，气流的流量为100升/分钟，气流的气压为0.8Mpa。将叠加在一起的蓬松毡材压制成型，获得一种疏水毡材。
实施例3
本实施例提供一种疏水毡材，按照以下步骤制得：
将高性能铝镁质纤维采用连续计量的方式加入到纤维、粉料气流混合设备中，其中，以质量比计，疏水固体粉末：纤维材料为4:100。通过气流将纳米疏水二氧化硅粉末喷入气流混合设备中，高性能铝镁质纤维和纳米疏水二氧化硅粉末悬浮在气流中进行充分的混合，分散，碰撞。纳米疏水二氧化硅粉末粘附在纤维表面，在纤维表面形成一层超疏水粉末层层。粘附了疏水粉末的高性能铝镁质纤维通过气流成网设备形成一层薄薄纤维网，多层纤维网叠加形成蓬松毡材，其中，气流的流量为500升/分钟，气流的气压为0.7Mpa。将叠加在一起的蓬松毡材压制成型，获得一种疏水毡材。
实施例4
本实施例提供一种疏水毡材，按照以下步骤制得：
将高性能铝镁质纤维采用连续计量的方式加入到纤维、粉料气流混合设备中，其中，以质量比计，疏水固体粉末：纤维材料为5:100。通过气流将纳米疏水二氧化硅粉末喷入气流混合设备中，高性能铝镁质纤维和纳米疏水二氧化硅粉末悬浮在气流中进行充分的混合，分散，碰撞。纳米疏水二氧化硅粉末粘附在纤维表面，在纤维表面形成一层超疏水粉末层层。粘附了疏水粉末的高性能铝镁质纤维通过气流成网设备形成一层薄薄纤维网，多层纤维网叠加形成蓬松毡材，其中，气流的流量为750升/分钟，气流的气压为0.75Mpa。将叠加在一起的蓬松毡材压制成型，获得一种疏水毡材。
对比例1
提供一种传统毡材，由高性能铝镁质纤维制成，该高性能铝镁质纤维与实施例1-4中的高性能铝镁质纤维相同。
考察实施例1-4提供的疏水毡材以及对比例1提供的传统毡材的性能。
实验例1
按照检测标准GB/T10299-2011的检测步骤，检测实施例1-4提供的疏水毡材以及对比例1提供的传统毡材的性能，其中，导热系数越低，保温性能越好；憎水率越高，保温性能越好；压缩回弹率越高，表明毡材的弹性越好。
实验结果见表1：
表1性能检测结果
导热系数W/(m.k) 压缩回弹率 憎水率
实施例1 0.028 95％ 99.5％
实施例2 0.029 95.2％ 99.8％
实施例3 0.029 95.2％ 99.5％
实施例4 0.028 95.1％ 99.6％
对比例1 0.045 50％ 不憎水
由表1可以看出，实施例1-4提供的疏水毡材的导热系数相对于对比例1提供的传统毡材的导热系数明显降低，说明实施例1-4提供的疏水毡材的保温性能增高；实施例1-4提供的疏水毡材的憎水率高达99％以上，有效地提高了毡材的保温性能；并且实施例1-4提供的疏水毡材的弹性性能良好，高于对比例1提供的传统毡材的弹性。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种疏水毡材的制备方法，其特征在于，包括：
通过气流作用于纤维材料与疏水固体粉末的混合物，以使所述疏水固体粉末吸附在所述纤维材料的表面，得到疏水纤维材料，将所述疏水纤维材料制成多个纤维网，将多个所述纤维网叠放在一起。
2.根据权利要求1所述的疏水毡材的制备方法，其特征在于，
所述通过气流作用于纤维材料与疏水固体粉末的混合物的步骤包括：
将所述纤维材料喂入容置空间内的同时，采用气流将所述疏水固体粉末喷施于所述容置空间内。
3.根据权利要求1所述的疏水毡材的制备方法，其特征在于，
以质量比计，所述混合物中疏水固体粉末：纤维材料为0.5:100-10:100。
4.根据权利要求3所述的疏水毡材的制备方法，其特征在于，
以质量比计，所述混合物中疏水固体粉末：纤维材料为4：100-8:100。
5.根据权利要求1所述的疏水毡材的制备方法，其特征在于，
所述疏水固体粉末选自纳米粉末材料；
可选地，所述纳米粉末材料选自纳米疏水二氧化硅粉末。
6.根据权利要求1所述的疏水毡材的制备方法，其特征在于，
所述纤维材料选自铝镁质纤维。
7.根据权利要求1所述的疏水毡材的制备方法，其特征在于，
所述将所述疏水纤维材料制成多个纤维网的步骤包括：
采用气流成网的方式将所述疏水纤维材料制成多个纤维网；
可选地，所述气流的流量为100-1000升/分钟，所述气流的气压为0.6-0.8Mpa。
8.根据权利要求1所述的疏水毡材的制备方法，其特征在于，
将多个所述纤维网叠放在一起之后，还对叠放的所述纤维网进行压制成型。
9.一种疏水毡材，其特征在于，
所述疏水毡材包括多层疏水纤维材料，所述多层疏水纤维材料叠放压合在一起；每一层所述疏水纤维材料均包括纤维材料和吸附在所述纤维材料表面的疏水固体粉末。
10.一种疏水纤维材料的制备方法，其特征在于，包括：
通过气流作用于纤维材料与疏水固体粉的混合物，以使所述疏水固体粉末吸附在所述纤维材料的表面。
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