[發明專利]保暖材料、制備保暖材料的方法、以保暖材料制備的制品

有效

• 申請號: 202010690351.5
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111893649B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 胡偉立;林煒罡;史凡;李宇
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: D04H1/587
• 分類號: D04H1/587;D04H1/60;D04H3/12;D04H5/04
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;柴亮

本公開實施例提供了一種保暖材料、制備保暖材料的方法、以保暖材料制備的制品。本公開實施例的保暖材料，包括：一非織造基材，其于1KPa壓強下的厚度保持率至少為70％；一干凝膠；一陽離子界面活性劑，其包括一四級銨鹽且均勻分布于所述干凝膠；其中，所述非織造基材在所述保暖材料中的重量百分含量為20?96.7％，所述干凝膠在所述保暖材料中的重量百分含量3?60％，所述陽離子界面活性劑在所述保暖材料中的重量百分含量0.3?20％。

技術領域

本申請涉及一種保暖材料、制備保暖材料的方法、以保暖材料制備的制品。具體地說，本申請關于一種包括干凝膠的保暖材料、制備保暖材料的方法及其制品。

背景技術

保暖材料被廣泛地應用于衣物、鞋類、手套等，亦或用于棉被等寢具。為達保暖效果，保暖材料的結構多能保留空氣于其中，借此減低熱能的散逸。

在一些空間有限又須達到保暖效果的應用上，例如：鞋類的應用上，保暖材料會因被壓縮而影響保暖效果，因此目前有利用氣凝膠(aerogel)或干凝膠(xerogel)的低密度和多孔性特性來維持保暖效果的技術。

在一些文獻中，術語干凝膠和氣凝膠用于描述借由干燥凝膠而形成的多孔固體。一般地，干凝膠和氣凝膠之間的差別是基于結構的孔隙度和密度。干凝膠的孔隙度通常為20-40％，密度介于0.5-0.8g/cc之間；而氣凝膠的密度通常介于0.1-0.2g/cc和至少75％的孔隙度。

然而，氣凝膠或干凝膠因孔隙多而易碎，因此所應用領域仍然有限，如何維持壓縮狀態下的結構完整性也為一重要課題。現有的氣凝膠或干凝膠制品中，有使用各種技術增加其溶膠物理結構強度者，例如，WO2013053951系于制備干凝膠過程中使用纖維增強材料，WO1997023675A2公開一種由熱塑性纖維和氣凝膠顆粒形成的復合材料，WO2017087511公開一種包括氣凝膠粒子及聚合物材料的合成纖維，US20160060808A1公開一種含有二氧化硅干凝膠和無紡布的絕熱片。但這些現有技術仍無法克服氣凝膠或干凝膠容易破碎的問題；此外，許多制備氣凝膠的制程使用次臨界、超臨界條件，或需要進行溶劑交換制備，例如CN102964111A，因此制程工序較為復雜，費用也較高。

另外，也有一些氣凝膠或干凝膠表面覆蓋聚合物來克服易碎問題的技術，但是這些方式會犧牲保暖材料制品的透氣性并增加其重量。

發明內容

有鑒于此，本公開實施例提供了一種保暖材料、制備保暖材料的方法、以及以保暖材料制備的制品。本公開實施例所提供的保暖材料不需以超臨界、次臨界等嚴苛條件或溶劑交換方式制備，故有助于簡化制備工序及制備成本，且所得的保暖材料仍保有一定結構強度、保暖程度、透氣性，因此可廣泛地應用于各種制品。此外，由于本公開實施例的保暖材料更具備了抗菌的優點，同時因結構穩定，在壓縮狀態下也保有保暖效果，因此也適用于易于滋生細菌的環境，例如但不限于鞋類。

一般地，本公開實施例所述的保暖材料包括非織造基材、干凝膠和陽離子界面活性劑，非織造基材于1KPa壓強下的厚度保持率至少為70％，陽離子界面活性劑包括四級銨鹽且均勻分布于所述干凝膠，其中，所述非織造基材在所述保暖材料中的重量百分含量為20-96.7％，所述干凝膠在所述保暖材料中的重量百分含量3-60％，所述陽離子界面活性劑在所述保暖材料中的重量百分含量0.3-20％。

在一些實施例中，所述非織造基材的材料選自聚酯纖維、錦綸纖維、腈綸纖維、丙綸纖維、聚乳酸纖維、纖維素類纖維中的至少一種。

在一些實施例中，非織造基材于0.02KPa壓強下的初始厚度介于2-50mm。

在一些實施例中，干凝膠由包括有機硅氧化物前體的凝膠所形成，所述有機硅包括烷氧基硅烷。