[發明專利]一種再生纖維素纖維/氣凝膠復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202111514538.0
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114031808A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 張磊;宮懷瑞;徐良平
• 申請（專利權）人: 羅萊生活科技股份有限公司;上海羅萊生活科技有限公司
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08L1/02;C08K3/04
• 代理公司: 上海漢之律師事務所 31378
• 代理人: 陳強

本發明提供了一種再生纖維素纖維/氣凝膠復合材料及其制備方法，所述制備方法包括：S1按重量分計，將5～10份氫氧化鈉、5～10尿素、1～5份氧化石墨烯、0.5～2份表面活性劑加入100份水中，超聲處理10～30min，配置成一混合溶液；S2將1～5份纖維素加入混合溶液中并攪拌均勻，得到纖維素混合溶液。S3將再生纖維素基材鋪在模具中，加入纖維素混合溶液至覆蓋所有再生纖維素基材的表面，得到初級復合材料模板；S4加入硫酸或者鹽酸對初級復合材料模板進行處理，然后再經過水洗、低溫冷凍、冷凍干燥，得到再生纖維素/氣凝膠復合材料。本發明的再生纖維素纖維/氣凝膠復合材料具有優異的機械強度、保溫性能、抗菌性能和輕質的特點。

技術領域

本發明屬于紡織材料技術領域，具體涉及一種再生纖維素纖維/氣凝膠復合材料及其制備方法。

背景技術

氣凝膠(又稱固態煙、凍煙)是20世紀30年代初出現的一種新型材料，它是由膠體粒子或高聚物分子相互聚結形成的微納米多孔網絡固態非晶物質，即用氣態介質取代凝膠材料中的液態介質而不改變凝膠本身的三維網狀微觀結構，具有質輕、多孔、比表面積高等優點，是目前已知的最輕的固體材料，目前在航空航天、隔熱保溫、吸附材料等領域有著廣泛的應用。

隨著人們生活水平高的逐步提高，對防寒保暖的家居產品和服裝提出了新的要求，除了要具備基本的保溫性能外，還追求其輕薄、舒適性、抑菌性等。

氣凝膠的出現為家居產品和服裝用保溫材料開辟了一個新的方向，但目前市場上的氣凝膠，脆性較大、力學強度小，很難用于服裝、家紡產品。而且，在實際使用過程中，吸水、擠壓、摩擦等各種物理作用下，氣凝膠的孔洞容易塌陷，從而導致氣凝膠結構的破壞和性能的顯著下降。

發明內容

本發明的目的在于提供一種再生纖維素纖維/氣凝膠復合材料及其制備方法，以提高材料的強度和韌性、同時賦予其優良的抗菌性能，使其能應用于服裝、家紡領域。

本發明第一方面提供一種再生纖維素纖維/氣凝膠復合材料的制備方法，包括如下步驟：

S1按重量分計，將5～10份氫氧化鈉、5～10尿素、1～5份氧化石墨烯、0.5～2份表面活性劑加入100份水中，超聲處理10～30min，配置成一混合溶液；

S2將1～5份纖維素加入混合溶液中并攪拌均勻，得到纖維素混合溶液；

S3將再生纖維素基材鋪在模具中，加入纖維素混合溶液至覆蓋所有再生纖維素基材的表面，得到初級復合材料模板；

S4加入硫酸或者鹽酸對初級復合材料模板進行處理，然后再經過水洗、低溫冷凍、冷凍干燥，得到再生纖維素/氣凝膠復合材料。

作為上述技術方案的優選，所述步驟S1中，所述氧化石墨烯為納米級氧化石墨烯。

作為上述技術方案的優選，所述步驟S1中，所述表面活性劑為有機異氰酸酯、長鏈脂肪族胺、烷基胺、氨基酸中的一種或多種的混合物。

作為上述技術方案的優選，所述步驟S2中，加入所述纖維素之前，將所述混合溶液置于-10～0℃環境中預冷5～15min。

作為上述技術方案的優選，所述步驟S3中，所述再生纖維素基材與纖維素混合液的質量比例為1：1～5。

作為上述技術方案的優選，所述步驟S3中，所述再生纖維素基材為再生纖維素纖維、再生纖維素無紡布或者再生纖維素面料。

作為上述技術方案的優選，所述步驟S4中，所述硫酸的濃度為5～20％；所述鹽酸的濃度為1～10％。

作為上述技術方案的優選，所述步驟S4中，所述低溫冷凍的溫度為-15～0℃，時間為5～12h；所述冷凍干燥的溫度為-25～-5℃，時間為12～48h。

本發明第二方面提供采用上述方法所制備的再生纖維素纖維/氣凝膠復合材料。