[发明专利]气凝胶棉及其生产工艺

说明书

气凝胶棉及其生产工艺，结构包括：底层涤纶丝棉、气凝胶混合层和表层涤纶丝棉，气凝胶混合层设于底层涤纶丝棉和表层涤纶丝棉之间，气凝胶混合层点状分布于底层涤纶丝棉和表层涤纶丝棉上。其中，气凝胶混合层包括：气凝胶粉、TPU粉和发泡剂粉。本发明与传统技术相比，产品有极好的透气性。有较高的热阻断性能。实现了，保温材料的轻薄化突破。

技术领域

本发明涉及一种面料领域，具体涉及气凝胶棉及其生产工艺。

背景技术

传统的棉质面料的保温原理是通过棉花的阻断效果，将外部的温度进行隔断处理。因此传统的棉质面料棉花越厚，阻断效果越好。这样要增强棉质面料就需要加厚棉花。这样对面料的成本和舒适度都会有影响。

气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。密度为3千克每立方米。因为密度极低，目前最轻的气凝胶仅有0.16毫克每立方厘米，比空气密度略低。由于气凝胶中一般80％以上是空气，所以有非常好的隔热效果，这同样可以理解成它具有很好的保温效果。

综上所述，气凝胶是一种轻量化，同时具有很强保温效果的材料。这意味着如果把它运用到棉质面料领域将会起到很好的隔断效果。

但实际上，气凝胶是一种非常难驾驭的材料，首先是轻，轻作为它的优点也是它难以应用的关键，因为太轻，中间的真空颗粒充满了空气，使得它在与面料结合的过程中，会漂浮在面料表面，无法固定。另一方，它不溶解于水，不溶于有机溶液，同时，它本身就是耐高温材料，非常难融化，使得传统的面料工艺中的固定方法全部失效。

目前，唯一的气凝胶应用案例是采用物理锤击针刺的方法，用铁毡将气凝胶锤入面料中形成结构性固定。但是，这个工艺最大的问题，危险性很大。

它的危险性分为两个方面，首先是生产过程中，如上文所述，气凝胶非常的轻，当锤击的过程中，大量的气凝胶是一种漂浮的状态，产生了扬灰先下，这意味这些微小的颗粒很可能对环境造成污染，并对工作人员产生很大的健康问题。其次是使用过程中，由于气凝胶是被物理性的敲打进面料中，这种不稳定的嵌入结构会有掉粉情况产生，同样会对使用者造成一定的健康问题。

因此，如何让棉质面料与气凝胶完成固定成为需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供气凝胶棉及其生产工艺，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。

气凝胶棉，包括：底层涤纶丝棉、气凝胶混合层和表层涤纶丝棉，所述气凝胶混合层设于底层涤纶丝棉和表层涤纶丝棉之间，所述气凝胶混合层点状分布于底层涤纶丝棉和表层涤纶丝棉上；

其中，所述气凝胶混合层包括：气凝胶粉、TPU粉和发泡剂粉，所述气凝胶粉的重量比为1～20％，所述TPU粉的重量比为1～96％，所述发泡剂粉的重量比为1～40％。

进一步，所述表层涤纶丝棉为单层涤纶中棉。

进一步，所述表层涤纶丝棉为复数涤纶中棉通过粘合材料叠加。

进一步，所述气凝胶粉的重量比为1～10％，所述TPU粉的重量比为60～90％，所述发泡剂粉的重量比为15～30％。

进一步，所述气凝胶粉的体积比为1～90％，所述TPU粉的体积比为1～60％，所述发泡剂粉的体积比为1～50％。

气凝胶棉的生产工艺，包括：

步骤1：铺设底层涤纶丝棉，3D打印机通过增层加工方法，将气凝胶混合体，以点状分布状态植入底层涤纶丝棉，让气凝胶混合体分布于底层涤纶丝棉上部和底层涤纶丝棉中部；

步骤2：将步骤1的材料送入高温烘箱，加温到130℃～200℃，将气凝胶混合体，高温熔化并冷却后定型；

步骤3：表层涤纶丝棉根据实际要求制作单层涤纶中棉或多层涤纶中棉；