一種具有遠(yuǎn)紅外功能的儲能調(diào)溫纖維的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于遠(yuǎn)紅外智能調(diào)溫纖維的制備領(lǐng)域，特別涉及一種具有遠(yuǎn)紅外功能的儲能調(diào)溫纖維的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相變儲能調(diào)溫纖維是近年來發(fā)展較快的一種高技術(shù)纖維，能夠通過調(diào)節(jié)體外微空間的環(huán)境溫度達(dá)到儲能控溫的目的。由于微膠囊相變材料耐熱性較差、共混相變材料容易泄露的問題，目前聚酯纖維、聚酰胺纖維的儲能控溫功能的開發(fā)受到很大的限制。遠(yuǎn)紅外纖維是一種含有遠(yuǎn)紅外粉體的功能纖維。通過吸收遠(yuǎn)紅外線，人體表層皮膚可發(fā)生特殊的生理變化，產(chǎn)生升溫保暖、保健的功能。受遠(yuǎn)紅外添加粉體粒徑大小不均一、發(fā)射功率低、相容性差等原因，遠(yuǎn)紅外聚酯、聚酰胺纖維的開發(fā)也受到了一定的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種具有遠(yuǎn)紅外功能的儲能調(diào)溫纖維的制備方法，該方法是利用納米粉體的孔洞結(jié)構(gòu)負(fù)載相變介質(zhì)和遠(yuǎn)紅外功能粉體，然后利用交聯(lián)劑對其進(jìn)行封裝，制備的遠(yuǎn)紅外相變材料既具有類似微膠囊結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，具有較高相變焓和較高的遠(yuǎn)紅外發(fā)射功率，又呈現(xiàn)出高熱穩(wěn)定性的優(yōu)勢；本發(fā)明的遠(yuǎn)紅外相變儲能材料可較好的應(yīng)用于聚酯、聚酰胺等一系列高熔點(diǎn)通用纖維的多功能化改性領(lǐng)域。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種具有遠(yuǎn)紅外功能的儲能調(diào)溫纖維的制備方法，其特征在于，包括:
[0005]步驟1:將多孔納米粉體、三烯丙基異氰脲酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇、納米鋁鎂復(fù)合氧化物和引發(fā)劑置于溶劑水中，采用減壓超聲分散的方法，在65-75?下反應(yīng)2?5小時，最后經(jīng)離心脫水后獲得遠(yuǎn)紅外儲能相變材料；
[0006]步驟2:將上述遠(yuǎn)紅外儲能相變材料經(jīng)干燥處理后，與聚合物切片經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混造粒，再經(jīng)熔融紡絲獲得具有遠(yuǎn)紅外功能的儲能調(diào)溫纖維，其中紡絲溫度260°C?315。。，紡速 800 ?3500m/min。
[0007]優(yōu)選地，所述的多孔納米粉體、三烯丙基異氰脲酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、納米鋁鎂復(fù)合氧化物、引發(fā)劑、聚乙二醇和溶劑水的重量體積比為:30?60g: 5?1g: 5?1g: 10 ?20g: 0.1 ?Ig: 19.9 ?49.9g: 200mL。
[0008]優(yōu)選地，所述的聚乙二醇的數(shù)均分子量為1000?6000。
[0009]優(yōu)選地，所述的納米鋁鎂復(fù)合氧化物粒徑為10?300nm。
[0010]優(yōu)選地，所述的步驟2中遠(yuǎn)紅外儲能相變材料與與聚合物切片的質(zhì)量比5: 95?30: 70，造粒溫度 240 °C ?305 °C。
[0011]優(yōu)選地，所述的多孔納米粉體為多孔二氧化硅、氣凝膠和硅藻土中的一種或兩種復(fù)合而成，多孔納米粉體的粒徑為300?600nm。
[0012]優(yōu)選地，所述的聚合物切片為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺56和聚酰胺1010中的一種。
[0013]本發(fā)明旨在制備一種既具有儲能保溫功能、同時兼具遠(yuǎn)紅外功能的多功能纖維，為聚酯、聚酰胺纖維的多功能化改性提供思路。首先本發(fā)明選取無機(jī)納米粉體為載體基材，通過超聲減壓的方法將高儲能相變介質(zhì)聚乙二醇、遠(yuǎn)紅外納米粉體載入無機(jī)粉體的內(nèi)部空隙中，然后利用交聯(lián)劑三烯丙基異氰脲酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯對納米粒子進(jìn)行封裝，如圖1所示。另外，超聲作用不僅可預(yù)防納米顆粒的團(tuán)聚，又可促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。通過上述結(jié)構(gòu)及工藝的設(shè)計(jì)，不僅能夠保證納米顆粒的分散性、相變材料的儲能性，還使相變材料具有高熱穩(wěn)定性、遠(yuǎn)紅外發(fā)射功能，為實(shí)現(xiàn)聚酯、聚酰胺等高熔點(diǎn)的遠(yuǎn)紅外儲能保溫纖維成形提供了一種新的手段。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015](I)本發(fā)明制備的遠(yuǎn)紅外相變儲能材料具有儲能控溫能力強(qiáng)、制備成本低、耐熱穩(wěn)定性好、操作簡單的優(yōu)點(diǎn)。
[0016](2)本發(fā)明制備的遠(yuǎn)紅外儲能調(diào)溫纖維，其遠(yuǎn)紅外功能與儲能控溫功能能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)、相互支持。相變材料能夠?yàn)檫h(yuǎn)紅外粉體提供能量，受遠(yuǎn)紅外刺激后，人體體表溫度的升高，又能促進(jìn)相變材料的儲能調(diào)溫能力。
[0017](3)本發(fā)明制備的遠(yuǎn)紅外相變儲能材料可以較好的應(yīng)用在聚酯、聚酰胺等高熔點(diǎn)聚合物的多功能化改性方面。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明方法制備遠(yuǎn)紅外智能調(diào)溫相變材料的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0020]本發(fā)明各實(shí)施例所述的納米鋁鎂復(fù)合氧化物參考發(fā)明專利CN 102776600B制備，粒徑為10?300nm。
[0021]本發(fā)明各實(shí)施例所述的聚乙二醇二丙烯酸酯購自百靈威科技有限公司，其數(shù)均分子量為250?750。
[0022]本發(fā)明所述的偶氮二異丁脒鹽酸鹽購自青島潤興光電材料有限公司，牌號V50。
[0023]本發(fā)明各實(shí)施例中的相變焓值通過DSC測定得到。
[0024]實(shí)施例1
[0025]一種具有遠(yuǎn)紅外功能的儲能調(diào)溫纖維的制備方法，具體步驟為:
[0026]首先，將30g的多孔二氧化娃(長度約為300nm)、1g的三稀丙基異氰脲酸醋、1g的聚乙二醇二丙烯酸酯、1g的納米鋁鎂復(fù)合氧化物、Ig的引發(fā)劑(過硫酸銨)、39g的聚乙二醇(數(shù)均分子量約為1000)加入到200ml去離子水中，采用減壓超聲分散的方法(壓力200Pa?500Pa，超聲頻率20?40KHz)，升溫至70°C反應(yīng)5小時。經(jīng)離心脫水后獲得遠(yuǎn)紅外儲能調(diào)溫相變材料，經(jīng)80°C干燥12小時備用。
[0027]將干燥處理的30g的遠(yuǎn)紅外相變材料與70g的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)260°C共混造粒，并經(jīng)熔融紡絲機(jī)獲得具有遠(yuǎn)紅外功能的儲能調(diào)溫纖維，其中紡絲溫度280°C，紡速800m/min。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，制備纖維的相變焓值