[发明专利]一种准单层羽绒网间隔的隔热复合膜及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种人体或环境温度隔热与防护的轻薄柔性复合膜材料技术，尤其涉及一种准单层羽绒网间隔的隔热复合膜及其用途，该隔热复合膜可单独用于或与其他材料复合用于消防、军事、探险、工业等高、低温场合特殊场合的人体防护和环境隔热。

背景技术

温场条件下的人体防护是防护材料研究中最基本的内容，大多高性能柔性防护材料的研究与专利也起始于一般的高或低温环境(温度在-250℃～250℃，如太空中的冷与辐射热环境，极地或火山探险等活动中的冷、或热环境，工业加工车间的高或低温环境)的特殊场合。

由于膜结构材料的柔韧性好、重量轻、可复合性强，可以将刚性变为柔性的特征，可以高效并有针对性地利用材料，因此近些年来，在此领域中的新材料、新技术、新工艺不断出现，相关的基础性和应用基础性研究亦多有进行，这极大地拓展了膜材料在高、低温等苛刻条件下的适用性与使用。

以往性能单一与低下的单层聚合物膜已较多地被多层或多层复合膜替代。多层复合膜能充分利用其各层的特点，控制层间的作用与功能，弥补各自的缺点，从而得到设计或应用所需的功能和结构。

高、低温环境下使用的柔性材料首先要解决对高、低温(-250℃～250℃)条件的承受能力；然而在此苛刻条件下，高聚物柔性材料极易发生疲劳和破坏。当高温时，材料会热降解、无序化和软化，由此使材料结构变化，产生疲劳；当低温时，材料变脆、断裂。因此在该环境下对防护材料提出了极高的要求。其一防护材料必须耐高温和低温；其二要有很好的反射和隔绝热辐射功能；其三在高、低温环境中保持原有性状。

对高、低温条件下应用的柔性隔热膜材料，近年来有较多的专利和研究。中国空间技术研究院江经善研究员在宇航材料工艺(2000，30(4))发表的论文“多层隔热材料及其在航天器上的应用”中，采用多层双面镀铝聚酯薄膜分别间隔疏松纤维制品(如纤维纸、纤维毡、纤维布等)和涤纶网复合制得多层隔热材料，作为航天器表面的多层隔热材料，以应对航天器表面正对太阳光的+200℃以上的高温和背对太阳光低至-200℃以下的低温。所得多层隔热材料一般能实现从23℃到-196℃的温差降，虽具有良好的隔热性能，但使用温度范围还较为有限。

隔热复合膜(专利申请号CN201120138328.1)由改性聚乙烯或聚酯支撑保护层、聚氨酯第一粘合层、铝膜层、聚氨酯第二粘合层及背面保护层粘结复合而成，作为建筑用隔热材料使用，但使用温度仅限于50℃左右，不适宜在低温或更高温度下使用。环保型隔热复合膜(专利申请号CN200420021118.4)由牛皮纸层、复合气泡层、反光层从上至下依次叠放复合而成；牛皮纸表面粗糙，易于与建筑物等表面粘合；复合气泡层气泡内的空气不能与外界气体形成对流，而且反光层可将太阳光反射回去，因而复合膜具有有效的防辐射、隔热作用。该专利也是作为建筑用隔热材料使用，不适宜在低温或更高温度下使用。保温隔热复合膜(专利申请号CN200920027882.5)由上下两层表面膜和中间的隔热填充膜经粘结或缝合复合而成，其中表面膜可以为塑料膜、尼龙膜、橡胶膜或纤维制品等，隔热填充膜为网格状膜、海绵状膜或絮状膜等。虽应用较为广泛，但其隔热性能极为有限。

隔热膜及其制备方法(专利申请号CN200910164971.9)中，隔热膜由多层同向设置的，由聚酰亚胺或碳纤维膜基材层和多孔二氧化硅气凝胶层组成的隔热单元经高温胶层粘结复合而成；所得隔热膜可用于300℃以上的高温环境条件下的热隔绝。隔热膜虽然具有良好的耐高温性能和隔热效果，但膜比较厚重，而且对于250℃的高温条件存在冗余。

介观尺度片状蛭石和耐高温聚合物隔热复合膜的制备方法(专利申请号CN200810039655.4)采用碳链长度为12～36烷基季铵盐化合物对经研磨后粒径小于10μm蛭石进行有机膨胀改性后，用高压微射流均质机处理制得介观尺度片状蛭石；选择耐高温聚合物材料聚芳醚砜或者杂萘联苯聚醚砜酮作为连续相，通过超声波细胞粉碎等方法使无机片状蛭石微晶均匀分散于有机高分子聚合物材料中，经干法和湿法成膜制得。所得产品其导热系数极低(0.038～0.047W/m·K)，具有很好的隔热性能；所得复合膜还可以紧密包覆在芳砜纶等纤维织物表面，提高其耐明火、热隔绝性能，特别是热隔绝性能，可用于可安全出入火场的消防服或作战服的外层材料。该专利在有机高分子材料中掺杂介观尺度无机耐高温蛭石材料制得耐高温聚合物隔热复合膜，虽具有良好的热隔绝性能，但其在低温环境的稳定性和耐久性未有报道。