CN115418864B - 一种隔热经编布及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种隔热经编布及其制备方法,其包括有隔热布料层以及隔热涂层,其中隔热布料层由80~90%改性氨纶和10~20%玻璃纤维经编而成;隔热涂层的厚度为0.1~0.3mm。本申请中通过对经编布料进行隔热处理,并在经编布料上进一步制备了隔热涂层,从多种角度上提升布料的隔热效果。隔热布料与涂层结合度高,不会程度上增大布料的厚度,因而可以更好的提升布料的应用场景。本申请中采用改性氨纶和玻璃纤维经编布料作为主体基础布料,首先在改性氨纶中结构中引入了二氧化钛纳米粒子,其具有很好的隔热效果;在涂层中引入了ATO和SiO2组成的复合纳米粒子,具有更好隔热和辐射热的效果,从整体上提升布料的隔热效果。
Description
技术领域
本申请涉及隔热布料技术领域,尤其是涉及一种隔热经编布及其制备方法。
背景技术
隔热布料在隔热手套、隔热窗帘、隔热保温服装等领域都会有广泛的应用。但是目前的隔热布料大多都是采用多层结构的模式,例如在公开号为CN111873573A“一种隔热阻燃布料及其制备方法”的专利中,其布料结构包括有骨架层、填料层、基布层和保护层,骨架层是特殊的结构,中间会填充气凝胶粉作为填充层,这样的结构虽然具有很好的隔热阻燃效果,但是布料很厚,重量很重,其应用场景很受限制。又如在专利公开号CN 111844995A“一种保温隔热复合布料及其制备方法”的专利中,其布料结构包括有两层基布层和一层发泡海绵层,虽然其具有很好的保温隔热效果,但是布料的厚度是比较厚,其应用场景也会很受限制。
针对上述的相关技术,发明人认为现在的隔热布料存在着厚度过高,应用场景受限制的缺陷。
发明内容
本申请提供一种隔热经编布及其制备方法,在保证布料的保温隔热效果的同时,大幅度的降低布料的厚度。
第一个方面,本申请提供的一种隔热经编布,采用如下的技术方案:
一种隔热经编布,其包括有隔热布料层以及隔热涂层,其中隔热布料层由80~90%改性氨纶和10~20%玻璃纤维经编而成;隔热涂层的厚度为0.1~0.3mm;
其中,改性氨纶的制备方法,包括以下步骤:
S1、将二氧化钛纳米粒子加入到有机溶剂中,形成分散液,接着向其中加入带氨基的表面活性剂,接着在氮气气氛和加热条件下进行改性反应,反应结束后,过滤,洗涤后,得到氨基改性的二氧化钛纳米粒子;
S2、将聚醚多元醇、内乳化剂、二异氰酸酯和溶剂混合后加入到反应设备中,搅拌条件下升温至反应温度,接着向其中加入催化剂,进行反应,反应完毕后,得到聚氨酯预聚体;
S3、向步骤S2中的聚氨酯预聚体中加入扩链剂和步骤S1中的氨基改性的二氧化钛纳米离子,搅拌条件下升温至反应温度,进行扩链反应,反应完毕后,减压蒸馏去除溶剂后,得到改性聚氨酯,将改性聚氨酯进行纺丝,即可得到改性氨纶。
通过采用上述的技术方案,本申请中首先基布采用了具有隔热功能的布料,氨纶中引入了二氧化钛纳米颗粒,可以很大程度提升氨纶纤维的隔热性能,而且二氧化钛不是简单的加入到聚氨酯中,而是在聚氨酯的反应过程中,将氨基改性的二氧化钛加入,由于其氨基的存在,已在扩链反应中会与聚氨酯中的-NCO键进行反应,从而引入到聚氨酯的结构中,不仅可以提高二氧化钛的均匀性,更好的起到隔热效果。
本申请中布隔热布料中进一步采用了少量的玻璃纤维,玻璃纤维具有很好的隔热效果,但是其柔软性较差,因而采用改性氨纶丝作为主要纤维,加入少量的玻璃纤维,在提升隔热效果的同时,提升布料的柔韧性和弹性。
本申请中的隔热经编布还包括隔热布料表层的隔热涂层,隔热涂层可以进一步提升布料的隔热效果,也不会从很大程度上提升布料的厚度,拓宽布料的应用范围。
作为优选,所述步骤S1中,有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯苯中的一种,二氧化钛纳米粒子在有机溶液中的浓度为130~160g/L,带氨基的表面活性剂为3-氨基丙烷三乙氧基硅、N-(2-氨基-乙基)-3-氨基丙烷三乙氧基硅、3-氨基丙烷三甲氧基硅和N-(2-氨基-乙基)-3-氨基丙烷三甲氧基硅中的一种;二氧化钛纳米粒子与带氨基的表面活性剂的质量比为1:(4~10);加热温度为60~80℃,反应时间为15~30h。
通过采用上述的技术方案,本申请中通过控制二氧化钛纳米粒子的改性条件,可以更好的在二氧化钛纳米粒子上接枝氨基,从而更好的引入到聚氨酯结构中,从而提升提隔热效果。
作为优选,所述步骤S2中,聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇和聚醚二元醇中的一种,内乳化剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸和咖啡酸中的一种,二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)中的一种,溶剂为苯、甲苯、丙酮中的一种,催化剂为二丁基氧化锡和二丁基二月桂酸锡中的一种;聚酯多元醇、内乳化剂、二异氰酸酯、催化剂和溶剂的质量比为(60~80):(4~8):(20~40):(1~2):(15~20);反应温度为70~90℃,反应时间为3~4h。
通过采用上述的技术方案,本申请中聚氨酯的制备过程中通过先制备预聚体,可以更好的控制反应进程,从而分子量更均匀的聚氨酯。通过控制预聚体的反应条件,可以控制预聚体的聚合程度和聚合的均匀性,提升聚氨酯的综合性能。
所述步骤S3中,扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷,扩链剂、氨基改性的二氧化钛纳米粒子和步骤S2中的二异氰酸酯的质量比为(15~20):(10~20):(20~40);反应温度为120~150℃,反应时间为18~36h。
通过采用上述的技术方案,本申请中的扩链剂采用3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷,其相较于乙二胺等短链的扩链剂,其反应活度更低,因而会有在竞争反应的条件下,氨基改性的二氧化钛纳米粒子可以更好的接枝到聚氨酯结构上,而且3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷其分子链更长,可以使聚氨酯的软链段和硬链段产生微区分离,从而使得硬链段的结晶性更好,有助于提高聚氨酯的柔韧性。本申请中通过进一步反应比例和条件,可以使反应更充分,获得性能更好改性氨纶。
作为优选,隔热涂层是由隔热涂层浆料制备而成,所述的隔热涂层浆料的制备方法,包括以下步骤:
1.将ATO(氧化锡锑)纳米粒子分散于无水乙醇中,接着向其中加入十六烷基三甲基溴化铵,混合均匀后,向其中加入正硅酸乙酯,混合均匀后,升温至反应温度,然后向其中滴加氨水,滴加完毕后,继续进行反应,反应完毕后,过滤,得到复合纳米粒子;
2.将PVB(聚乙烯醇缩丁醛)溶解于无水乙醇中,溶解后,向其中加入步骤1)中的复合纳米粒子,搅拌混匀后,静置脱泡,得到隔热涂层浆料。
通过采用上述技术方案,本申请中在隔热涂层中采用了PVB作为涂层浆料的主要组成,主要是因为其与氨纶有很好的亲和性,因而可以很好的渗入含有氨纶丝组成的经编布料中,从而提高涂层与布料的结合性。本申请中采用的是复合纳米粒子,主要是二氧化硅包覆的ATO纳米粒子,二氧化硅的表面会含有很多的羟基,可以程度上增大其在PVB中分散性,而且二氧化硅具有很好的隔热性能,可以提高涂层的隔热性,ATO纳米粒子具有较高的红外反射率,因而可以进一步降低热量的传导。
作为优选,所述步骤1)中,ATO(氧化锡锑)纳米粒子在无水乙醇中的浓度为100~120g/L,ATO纳米粒子、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为(10~20):(3~4):(40~50),氨水的浓度为20~30%,正硅酸乙酯与氨水的体积比为(30~40):(45~60);反应温度为40~60℃,继续反应时间为12~18h。所述步骤2)中,PVB在无水乙醇中的质量浓度为7~12%,PVB与复合纳米例子的质量比为(40~50):(4~10),搅拌速度为5000~10000rmp,搅拌时间为20~30min,静置时间为12~18h。
通过采用上述技术方案,本申请中通过控制好复合纳米粒子的工艺参数,可以保证ATO纳米粒子被SiO2包覆,同时也可控制包覆的厚度,避免包覆过厚影响ATO纳米粒子的性能。本申请中通过控制复合材料与PVB,并通过高速搅拌让其充分混合均匀,从而提升其隔热效果。
第二个方面,一种隔热经编布的制备方法,包括以下步骤:
1.将改性氨纶丝和玻璃纤维进行经编,得到隔热布料;
2.将步骤1中的隔热布料平铺于刮膜机上,将隔热涂层浆料均匀的刮涂在隔热布料中,然后将涂覆有浆料的隔热布料进行热处理,热处理后的布料经过热压机热压后,即得隔热经遍布。
通过采用上述技术方案,本申请中首先将涂抹浆料进行刮涂,然后通过热处理使浆料半干固定在布料上,最后通过热压使浆料渗透至布料中,并且实现涂层的固化。通过本申请方法可以是涂层与布料的结合更牢固,而且可以降低布料的厚度,从而可以拓宽隔热布料的应用场景。
作为优选,所述步骤2中,刮涂厚度为0.1~0.3mm,热处理温度为40~50℃,热处理时间为30~40min,热压温度为50~60℃。
通过采用上述技术方案,本申请中通过控制涂覆的工艺参数,可以更好的使隔热涂层与布料结合,从而提升布料的隔热性能。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.本申请中通过对经编布料进行隔热处理,并在经编布料上进一步制备了隔热涂层,从多种角度上提升布料的隔热效果。隔热布料与涂层结合度高,不会程度上增大布料的厚度,因而可以更好的提升布料的应用场景。
2.本申请中采用改性氨纶和玻璃纤维经编布料作为主体基础布料,首先在改性氨纶中结构中引入了二氧化钛纳米粒子,其具有很好的隔热效果;在涂层中引入了ATO和SiO2组成的复合纳米粒子,具有更好隔热和辐射热的效果,从整体上提升布料的隔热效果。
具体实施方式
制备例1
改性氨纶的制备方法,包括以下步骤:
S1、将120g二氧化钛纳米粒子加入800mL甲苯中,形成分散液,接着向其中加入480g 3-氨基丙烷三乙氧基硅,接着在氮气气氛下加热至70℃,进行改性反应18h,反应结束后,过滤,洗涤后,得到氨基改性的二氧化钛纳米粒子;
S2、将600g聚四氢呋喃醚二醇(Mw=2000)、60g二羟甲基丙酸、300g二苯甲烷二异氰酸酯和150g甲苯混合后加入到反应设备中,搅拌条件下升温至70℃,接着向其中加入10g二丁基二月桂酸锡,进行反应3h,反应完毕后,得到聚氨酯预聚体;
S3、向步骤S2中的聚氨酯预聚体中加入180g 3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷和步骤S1中的150g氨基改性的二氧化钛纳米离子,搅拌条件下升温至130℃,进行扩链反应24h,反应完毕后,减压蒸馏去除溶剂后,得到改性聚氨酯,将改性聚氨酯进行纺丝,即可得到改性氨纶。
制备例2
改性氨纶的制备方法,包括以下步骤:
S1、将150g二氧化钛纳米粒子加入1L氯苯中,形成分散液,接着向其中加入480gN-(2-氨基-乙基)-3-氨基丙烷三乙氧基硅,接着在氮气气氛下加热至80℃,进行改性反应24h,反应结束后,过滤,洗涤后,得到氨基改性的二氧化钛纳米粒子;
S2、将600g聚醚二元醇(Mw=1500)、70g二羟甲基丁酸、400g甲苯二异氰酸酯和180g甲苯混合后加入到反应设备中,搅拌条件下升温至80℃,接着向其中加入15g二丁基二月桂酸锡,进行反应4h,反应完毕后,得到聚氨酯预聚体;
S3、向步骤S2中的聚氨酯预聚体中加入200g 3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷和步骤S1中的180g氨基改性的二氧化钛纳米离子,搅拌条件下升温至140℃,进行扩链反应30h,反应完毕后,减压蒸馏去除溶剂后,得到改性聚氨酯,将改性聚氨酯进行纺丝,即可得到改性氨纶。
制备例3
改性氨纶的制备方法,包括以下步骤:
S1、将160g二氧化钛纳米粒子加入1L氯苯中,形成分散液,接着向其中加入480g3-氨基丙烷三甲氧基硅,接着在氮气气氛下加热至80℃,进行改性反应24h,反应结束后,过滤,洗涤后,得到氨基改性的二氧化钛纳米粒子;
S2、将800g聚四氢呋喃醚二醇(Mw=2000)、70g咖啡酸、400g甲苯二异氰酸酯和200g甲苯混合后加入到反应设备中,搅拌条件下升温至80℃,接着向其中加入20g二丁基氧化锡,进行反应4h,反应完毕后,得到聚氨酯预聚体;
S3、向步骤S2中的聚氨酯预聚体中加入200g 3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷和步骤S1中的200g氨基改性的二氧化钛纳米离子,搅拌条件下升温至140℃,进行扩链反应33h,反应完毕后,减压蒸馏去除溶剂后,得到改性聚氨酯,将改性聚氨酯进行纺丝,即可得到改性氨纶。
制备例4
改性氨纶的制备方法,包括以下步骤:
S1、将130g二氧化钛纳米粒子加入1L氯苯中,形成分散液,接着向其中加入600gN-(2-氨基-乙基)-3-氨基丙烷三甲氧基硅,接着在氮气气氛下加热至80℃,进行改性反应24h,反应结束后,过滤,洗涤后,得到氨基改性的二氧化钛纳米粒子;
S2、将700g聚四氢呋喃醚二醇(Mw=2000)、80g咖啡酸、300g甲苯二异氰酸酯和170g甲苯混合后加入到反应设备中,搅拌条件下升温至90℃,接着向其中加入17g二丁基氧化锡,进行反应3h,反应完毕后,得到聚氨酯预聚体;
S3、向步骤S2中的聚氨酯预聚体中加入180g 3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷和步骤S1中的120g氨基改性的二氧化钛纳米离子,搅拌条件下升温至150℃,进行扩链反应24h,反应完毕后,减压蒸馏去除溶剂后,得到改性聚氨酯,将改性聚氨酯进行纺丝,即可得到改性氨纶。
制备例5
与制备例1基本一致,区别点在于,制备例1中的步骤S3中,加入乙二胺作为扩链剂。
制备例6
隔热涂层浆料的制备:
1)将50g ATO纳米粒子分散于500mL无水乙醇中,接着向其中加入10g十六烷基三甲基溴化铵,混合均匀后,向其中加入200g正硅酸乙酯,混合均匀后,升温至50℃,然后向其中滴加250mL 20%氨水,滴加完毕后,继续进行反应14h,反应完毕后,过滤,得到复合纳米粒子;
2)将500gPVB溶解于5L无水乙醇中,溶解后,向其中加入步骤1)中的复合纳米粒子100g,8000rpm转速下搅拌分散20min,静置14h脱泡,得到隔热涂层浆料。
制备例7
隔热涂层浆料的制备:
1)将40g ATO纳米粒子分散于350mL无水乙醇中,接着向其中加入8g十六烷基三甲基溴化铵,混合均匀后,向其中加入100g正硅酸乙酯,混合均匀后,升温至60℃,然后向其中滴加120mL 20%氨水,滴加完毕后,继续进行反应14h,反应完毕后,过滤,得到复合纳米粒子;
2)将500gPVB溶解于4.3L无水乙醇中,溶解后,向其中加入步骤1)中的复合纳米粒子100g,8000rpm转速下搅拌分散20min,静置14h脱泡,得到隔热涂层浆料。
制备例8
隔热涂层浆料的制备:
1)将60g ATO纳米粒子分散于600mL无水乙醇中,接着向其中加入16g十六烷基三甲基溴化铵,混合均匀后,向其中加入180g正硅酸乙酯,混合均匀后,升温至40℃,然后向其中滴加240mL 30%氨水,滴加完毕后,继续进行反应18h,反应完毕后,过滤,得到复合纳米粒子;
2)将500gPVB溶解于6.2L无水乙醇中,溶解后,向其中加入步骤1)中的复合纳米粒子100g,5000rpm转速下搅拌分散30min,静置18h脱泡,得到隔热涂层浆料。
制备例9
与制备例6基本一致,只是步骤2)中,加入80g复合纳米粒子。
制备例10
与制备例6基本一致,只是步骤2)中,加入60g复合纳米粒子。
对比制备例11
将500gPVB溶解于5L无水乙醇中,溶解后,向其中加入步骤1)中的ATO纳米粒子100g,8000rpm转速下搅拌分散20min,静置14h脱泡,得到隔热涂层浆料。
实施例1
改性氨纶80%,玻璃纤维20%,隔热涂层厚度0.2mm。
1、将改性氨纶丝(制备例1制备)和玻璃纤维进行经编,得到隔热经编布料;
2、将步骤1中的隔热布料平铺于刮膜机上,将隔热涂层浆料(制备例6)均匀的刮涂在隔热布料中(厚度为0.2mm),然后将涂覆有浆料的隔热布料进行40℃热处理40min,热处理后的布料经过热压机(50℃)热压后,即得隔热经遍布。
实施例2
与实施例1基本相同,区别点在于,采用制备例2中的改性氨纶纤维。
实施例3
与实施例1基本相同,区别点在于,采用制备例3中的改性氨纶纤维。
实施例4
与实施例1基本相同,区别点在于,采用制备例4中的改性氨纶纤维。
实施例5
与实施例1基本相同,区别点在于,采用制备例5中的改性氨纶纤维。
实施例6
与实施例1基本相同,区别点在于,采用制备例7中的隔热涂层浆料。
实施例7
与实施例1基本相同,区别点在于,采用制备例8中的隔热涂层浆料。
实施例8
与实施例1基本相同,区别点在于,采用制备例9中的隔热涂层浆料。
实施例9
与实施例1基本相同,区别点在于,采用制备例10中的隔热涂层浆料。
实施例10
与实施例1基本相同,区别点在于,采用对比制备例11中的隔热涂层浆料。
实施例11
改性氨纶90%,玻璃纤维10%,隔热涂层厚度0.1mm。
1、将改性氨纶丝(制备例3制备)和玻璃纤维进行经编,得到隔热经编布料;
2、将步骤1中的隔热布料平铺于刮膜机上,将隔热涂层浆料(制备例8)均匀的刮涂在隔热布料中(厚度为0.1mm),然后将涂覆有浆料的隔热布料进行50℃热处理30min,热处理后的布料经过热压机(60℃)热压后,即得隔热经遍布。
实施例12
与实施例11基本相同,区别点在于,涂层厚度为0.3mm。
实施例13
与实施例11基本相同,区别点在于,不进行热压。
实施例14
改性氨纶90%,玻璃纤维10%,隔热涂层厚度0.2mm。
1、将改性氨纶丝(制备例1制备)和玻璃纤维进行经编,得到隔热经编布料;
2、将步骤1中的隔热布料平铺于刮膜机上,将隔热涂层浆料(制备例8)均匀的刮涂在隔热布料中(厚度为0.2mm),然后将涂覆有浆料的隔热布料进行50℃热处理30min,热处理后的布料经过热压机(60℃)热压后,即得隔热经遍布。
实施例15
改性氨纶80%,玻璃纤维20%,隔热涂层厚度0.2mm。
1、将改性氨纶丝(制备例1制备)和玻璃纤维进行经编,得到隔热经编布料;
2、将步骤1中的隔热布料平铺于刮膜机上,将隔热涂层浆料(制备例8)均匀的刮涂在隔热布料中(厚度为0.2mm),然后将涂覆有浆料的隔热布料进行50℃热处理30min,热处理后的布料经过热压机(60℃)热压后,即得隔热经遍布。
对实施例1~15中制备的隔热布料的平均厚度进行测量。
对实施例1~15中制备的隔热布料按照GB T 35762-2017进行测试其传热系数(测试时间为1h)。
对实施例1~15中制备的隔热布料进行仿照日光照射隔热实验,具体步骤为:利用红外摄像仪模拟日光照射,隔热布料含有隔热涂层的一面正对日光照射,测试当隔热涂层面(热面温度)升温至约50℃,隔热布料另一面温度(冷面温度)。
对实施例1~15中制备的隔热布料裁剪成宽*长=1cm*12cm的长条型的布料,置于万能试验机的夹具上(上下两端各夹持1cm),设置原始长度为10cm,设计拉伸速度为5mm/min,进行拉伸试验测试,记录布料断裂拉伸率(
)。
实施例1~15隔热布料的性能测试,如表1所示。
从实施例1~实施例5中的数据可以看出,实施例1~5采用了不同制备例制备的改性氨纶,实施例1~4中主要是有些制备工艺参数不同,最主要的是改性二氧化钛纳米粒子的加入量不同,其传热系数和模拟日光照射性能会有一定幅度的变化,但是从总体上而言,随着改性二氧化钛纳米粒子的含量增加,其传热系数更小,热面温度和冷面温度的温差更大,说明二氧化钛粒子可以增加布料的隔热性能。但是从实施例1~4中的断裂拉伸率上来看,改性二氧化钛纳米粒子的含量增加,其断裂伸长率会出现明显的下降,说明添加过多,会影响布料的力学性能。实施例1和实施例5中,改性氨纶丝主要是采用的扩链剂不同,从数据中可以看出,实施例5中的隔热性能和断裂拉伸率,都会出现明显的下降,可能是因为采用乙二胺作为扩链剂,改性二氧化钛纳米粒子不能很好的引入聚氨酯的结构,因而引起其性能的下降。
从实施例1与实施例6~10中的数据来看:实施例1与实施例6和7主要是采用了不同的隔热涂层;隔热涂层浆料中主要是ATO纳米粒子与硅酸酯的比例不同,从性能数据上来看,实施例1与实施例6~7的隔热布料性能参数差异性较小,总体上来讲实施例7的隔热效果是最好的,这可能是因为实施例7中二氧化硅包覆厚度适中,两者综合隔热效果最好。实施例1与实施例8和9相比,主要是隔热涂层浆料中复合纳米粒子的量减少,从性能上来看,其隔热性能出现下降,力学性能改变不大。实施例1与实时10相比,直接采用ATO纳米粒子,其综合性能变化时比较大的,可能是因为二氧化硅具有较好的隔热性,单单只采用一种纳米粒子,其综合性能提升不明显。
实施例11与实施例12相比,主要是隔热涂层涂覆厚度不同,从隔热性能数据上来看实施例12是优于实施例11的,但是实施例12中的厚度也是明显的增加的,力学性能也有一定程度下降。实施例11与实施例13相比,主要是没有进行热压工艺,从性能数据上来看,其隔热性能与实施例11相比有所下降,而且其力学性能下降较为明显,可能是因为隔热涂层未与隔热布料充分粘合,因而引起其性能的下降。
实施例14与实施例15相比,主要是改性氨纶丝和玻璃纤维的比例不同,从性能数据上来看,实施例14中的力学性能优于实施例15,而实施例15中的隔热性能是优于实施例14的;这可能是因为玻璃纤维具有更好的隔热性能,但是其力学性能差于改性氨纶所导致的。
表1隔热经编布的性能测试参数
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种隔热经编布,其特征在于,包括有隔热布料层以及隔热涂层,其中隔热布料层由80~90%改性氨纶和10~20%玻璃纤维经编而成;隔热涂层的厚度为0.1~0.3mm;
其中,改性氨纶的制备方法,包括以下步骤:
S1、将二氧化钛纳米粒子加入到有机溶剂中,形成分散液,接着向其中加入带氨基的表面活性剂,接着在氮气气氛和加热条件下进行改性反应,反应结束后,过滤,洗涤后,得到氨基改性的二氧化钛纳米粒子;
S2、将聚醚多元醇、内乳化剂、二异氰酸酯和溶剂混合后加入到反应设备中,搅拌条件下升温至反应温度,接着向其中加入催化剂,进行反应,反应完毕后,得到聚氨酯预聚体;
S3、向步骤S2中的聚氨酯预聚体中加入扩链剂和步骤S1中的氨基改性的二氧化钛纳米粒子,搅拌条件下升温至反应温度,进行扩链反应,反应完毕后,减压蒸馏去除溶剂后,得到改性聚氨酯,将改性聚氨酯进行纺丝,即可得到改性氨纶;
所述隔热涂层是由隔热涂层浆料制备而成,所述的隔热涂层浆料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:将氧化锡锑 ATO 纳米粒子分散于无水乙醇中,接着向其中加入十六烷基三甲基溴化铵,混合均匀后,向其中加入正硅酸乙酯,混合均匀后,升温至反应温度,然后向其中滴加氨水,滴加完毕后,继续进行反应,反应完毕后,过滤,得到复合纳米粒子;
步骤2:将 聚乙烯醇缩丁醛 PVB 溶解于无水乙醇中,溶解后,向其中加入步骤1中的复合纳米粒子,搅拌混匀后,静置脱泡,得到隔热涂层浆料;
所述步骤S1中的带氨基的表面活性剂为3-氨基丙烷三乙氧基硅、N-(2-氨基-乙基)-3-氨基丙烷三乙氧基硅、3-氨基丙烷三甲氧基硅和N-(2-氨基-乙基)-3-氨基丙烷三甲氧基硅中的一种;
所述步骤S3中的扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷。
2.根据权利要求1所述的隔热经编布,其特征在于,所述步骤S1中,有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯苯中的一种,二氧化钛纳米粒子在有机溶剂中的浓度为130~160g/L;二氧化钛纳米粒子与带氨基的表面活性剂的质量比为1:(4~10);加热温度为60~80℃,反应时间为15~30h。
3. 根据权利要求1所述的隔热经编布,其特征在于,所述步骤S2中,聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇,内乳化剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸和咖啡酸中的一种,二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯 MDI 、甲苯二异氰酸酯 TDI 中的一种,溶剂为苯、甲苯、丙酮中的一种,催化剂为二丁基氧化锡和二丁基二月桂酸锡中的一种;聚醚多元醇、内乳化剂、二异氰酸酯、催化剂和溶剂的质量比为(60~80):(4~8):(20~40):(1~2):(15~20);反应温度为70~90℃,反应时间为3~4h。
4. 根据权利要求1所述的隔热经编布,其特征在于,所述步骤S3中,扩链剂、氨基改性的二氧化钛纳米粒子和步骤S2中的二异氰酸酯的质量比为(15~20): (10~20): (20~40);反应温度为120~150℃,反应时间为18~36h。
5.根据权利要求1所述的隔热经编布,其特征在于,所述步骤1中,ATO纳米粒子在无水乙醇中的浓度为100~120g/L,ATO纳米粒子、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为(10~20):(3~4):(40~50),氨水的浓度为20~30%,正硅酸乙酯与氨水的体积比为(30~40):(45~60);反应温度为40~60℃,继续反应时间为12~18h。
6.根据权利要求1所述的隔热经编布,其特征在于,所述步骤2中,PVB在无水乙醇中的质量浓度为7~12%,PVB与复合纳米粒子的质量比为(40~50):(4~10),搅拌速度为5000~10000rmp,搅拌时间为20~30min,静置时间为12~18h。
7.一种权利要求1~6中任意一项所述的隔热经编布的制备方法,包括以下步骤:
A1、将改性氨纶和玻璃纤维进行经编,得到隔热布料;
A2、将步骤A1中的隔热布料平铺于刮膜机上,将隔热涂层浆料均匀的刮涂在隔热布料中,然后将涂覆有浆料的隔热布料进行热处理,热处理后的布料经过热压机热压后,即得隔热经编布。
8.根据权利要求7所述的隔热经编布的制备方法,其特征在于,所述步骤A2中,刮涂厚度为0.1~0.3mm,热处理温度为40~50℃,热处理时间为30~40min,热压温度为50~60℃。
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