一种自动调温透气型户外运动衣面料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及运动衣领域，具体涉及一种自动调温透气型户外运动衣面料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]衣、食、住、行作为人民生活的基本需求，随着科技的进步，人民的生活水平在逐步提高，人民的需求也在不断提高。当前，户外体育运动已经成为人们工作之余的一项重要运动项目。由于在运动的过程中，人体会产生热量和汗液，而普通的运动服装不透气、不吸汗，这样运动过程中人们会感到非常不舒适，降低运动的乐趣，因此需要研究出一款高透气性、智能调温的运动纺织品为人们提供一种冷时放热，热时吸热，消除运动过程中温度变化而产生的冷热感，提高人们运动的乐趣。
[0003]现在，体育事业蓬勃发展，调温纺织品已经成为国内外纺织功能性产品的研究热点。在国内，调温纤维的研究和应用还处于起步阶段，市场还没有完全成熟的产品。但由于调温纤维具有储热调温功能，并且具有优良的可与其他各种纤维的混纺性，其应用范围及其广阔，因此，必将具有广阔的市场发展空间。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动调温透气型户外运动衣面料及其制备方法。
[0005]本发明为了解决上述问题所采取的技术方案为:一种自动调温透气型户外运动衣面料，由经纱和玮纱交织成预制体，将预制体浸渍后，制得面料；其中，经纱由以下重量组份的原料组成:改性锦纶纤维20-30份、改性粘胶纤维45-50份和改性聚丙烯腈纤维20-35份；玮纱由以下重量组份的原料组成:改性涤纶纤维50-60份和牛奶纤维40-50份。
[0006]本发明中，所述的改性锦纶纤维为聚乙二醇接枝聚酰胺6，其中，聚乙二醇分子量为 4000-6000 ο
[0007]本发明中，所述的改性粘胶纤维由以下重量组份的原料组成:粘胶纺丝液90-95份，微胶囊复配相变材料5-10份。
[0008]本发明中的改性涤纶纤维为聚乙二醇接枝聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中，聚乙二醇分子量为1000-2000。
[0009]一种自动调温透气型户外运动衣面料的制备方法，包括以下步骤:
步骤一、将重量比为2:4:1的正十四烷、正十六烷、正二十烷配置成混合溶液，将混合溶液置于三口瓶中水浴加热，水浴温度为70-80°C，以1000-1300rpm的转速搅拌10_15min后，按照混合溶液:乳化剂:PVA水溶液=10:0.2:0.5-1.0的重量比，加入乳化剂和PVA水溶液，以450-600rpm的转速搅拌1_1.5h，形成乳液，然后加入浓度为10%的稀硫酸，调节乳液pH至4-5，备用；
步骤二、将摩尔比为1:4.5-5的三聚氰胺和甲醛置于容器中形成溶液，于75-80°C密闭搅拌0.5h，然后加入浓度为10-15%的Na2C03#溶液，调节溶液的pH至9_10，45_50°C搅拌至溶液澄清透明；然后照该溶液:乳液=3:5的体积比，将该溶液加入步骤一制备的乳液中，搅拌2.5-3h，形成悬浮液，用离心机将悬浮液进行分离，离心速度为2500-3000rpm，将离心得到的沉淀分别用乙二醇和去离子水洗涤3-5次，然后置于40-50°C烘箱中烘干10-12h，制得微胶囊复配相变材料，备用；
步骤三、按照粘胶纺丝液90-95份、微胶囊复配相变材料5-10份的重量份数，称取粘胶纺丝液和步骤二制得的微胶囊复配相变材料，混合后经喷丝板挤出，制得改性粘胶纤维，备用；
步骤四、按照紫外光固化丙烯酸酯粘合剂70-80份、微胶囊复配相变材料5-7份的重量份数，称取紫外光固化丙烯酸酯粘合剂和步骤二制得的微胶囊复配相变材料，混合得复合粘合剂，将复合粘合剂涂覆在聚丙烯腈纤维上，经紫外光照射，得到改性聚丙烯腈纤维，备用；
步骤五、将涤纶纤维放入等离子体处理仪中，抽真空用氧气处理0.5-1.5h，然后将处理过的涤纶纤维直接浸渍在质量分数为20-35%聚乙二醇的溶液中，在25-30°C的温度下浸泡6-7h，取出晾干，然后用Ar等离子处理，处理时间为1-2.5min，功率为100-200W，压强为50-60Pa，处理后，用蒸馏水超声清洗6-8min，晾干后，制得改性涤纶纤维，备用；
步骤六、将聚酰胺6和聚乙二醇按照50-90:10-50的质量比置于质量分数为98%的甲酸中，在30-40°C的温度下搅拌1.5-2h，形成质量分数为14-17%的均匀纺丝液，通过静电纺丝机进行纺丝，纺丝液流速为0.2-0.4ml/h，喷嘴口径为1_1.2mm，得到改性锦纶纤维，备用；
步骤七、按照所述改性锦纶纤维20-30份、改性粘胶纤维45-50份和改性聚丙烯腈纤维20-35份的重量份数，将步骤六制得的改性锦纶纤维、步骤三制得的改性粘胶纤维、步骤四制得的改性聚丙烯腈纤维合成轻纱；按照改性涤纶纤维50-60份和牛奶纤维40-50份的重量份数，将牛奶纤维和步骤五制得的改性涤纶纤维合成玮纱；最后将经纱和玮纱合成预制体，备用；
步骤八、按照下列重量组份，称取各材料进行混合:壳聚糖2-5份、丙三醇2-3份、乙醇60-75份、植物蜡2-2.5份、负离子粉1-5份，制得悬浮乳液，将步骤七制得的预制体置于该悬浮乳液中，在超声波下浸渍10-14h后，取出烘干，制得运动衣面料。
[0010]聚酰胺6具有强度高、回弹性好、耐疲劳、可染性和耐腐蚀、耐虫蛀等优良性能，密度低于大多数纤维品种，耐磨性能则优于合成纤维其他品种，适用于户外运动服饰中；聚乙二醇在常温下可由无定形到结晶的转变获得一定的相变焓，并以潜热的形式吸收、储存、释放，可作为相变调温、储能材料。
[0011]本发明中以聚乙二醇为相变材料，以聚酰胺6 (PA6)为高分子载体，通过共混静电纺丝方法，将调温材料聚乙二醇引入至高分子载体PA6中，制备相变纳米调温纤维。实验中发现，聚乙二醇与PA6共混纺丝纺出的纤维并未出现分离相，二者相容性良好，并且PA6大分子与聚乙二醇存在氢键结合，随着聚乙二醇的混入，纺丝液的黏度改善，在一定程度上有利于获得形貌规整、分布均匀的纤维，且纳米纤维的直径有一定程度的提高，当PA6与聚乙二醇的共混比例为一定时，可获得形貌变得规整、无珠状物、纤维之间无黏连的PA6/聚乙二醇共混纳米纤维，纤维的平均直径为(100± 12)nm ;随着聚乙二醇共混比例的提高，相变纳米纤维的熔融温度和熔融焓值逐渐增大，这是由于随着聚乙二醇在相变纳米纤维中含量的增加，其固态-液态相变储存的能量也逐渐增大，且不同共混比例的相变纳米纤维的熔融温度和焓值均小于聚乙二醇，这是由于高分子材料PA6的熔融温度较高，其在聚乙二醇相变调温范围内保持固态形状不发生改变且不提供热焓值；其次，PA6与聚乙二醇之间形成氢键结合以及相变纳米纤维的三维纤维网状结构，也对相变材料聚乙二醇的相转变有抑制作用，导致相变纤维的熔融温度和焓值均小于相变材料。
[0012]粘胶纤维具有较高的强力和耐疲劳性能，并且具有吸湿性，可以吸收运动过程中产生汗液；将微胶囊复配相变材料加入粘胶纺丝液中，经喷丝板挤出后，制得含有微胶囊复配相变材料的改性粘胶纤维既具有较高的强力、耐疲劳性能和吸湿性，同时也具有自调温性能，价格成本低，并且环保。
[0013]聚丙烯腈纤维具有柔软、膨松、易染、色泽鲜艳、耐光、抗菌，弹性较好、透气性好的特点，运用紫外光固化丙烯酸酯粘合剂将微胶囊复配相变材料粘接在聚丙烯腈纤维上，使聚丙烯腈纤维在具有自身优良性能的基础上同时兼具自调温功能。采用的紫外光固化丙烯酸酯粘合剂，固化光源为紫外光时的光固化粘合剂，主体成分是丙烯酸酯类，可通过改变其分子链结构和相对分子质量的大小，改变粘合剂的硬度、柔顺性、粘附性、耐介质性、耐久性和固化速度，并且固化后强度较好，透明度高:固化温度低，室温下即可固化。
[0014]涤纶纤维对伸长、压缩、弯曲等形变的恢复能力与羊毛接近，具有强度高、弹性好、耐磨性好、耐光性好、耐腐蚀，利用低温等离子体处理涤纶纤维将聚乙二醇截止到涤纶纤维上，能使纤维表面产生活性自由基，形成亲水中，提高纤维的吸湿性能，将其做运动衣材料，可以吸收运动过程产生的汗液。
[0015]牛奶纤维具有较好的耐磨性、抗起球性、着色性、柔软性、亲肤性、透气性、导湿性，并且对皮肤有养护作用；由于其不使用甲醛偶氮类助剂或原料，纤维甲醛含量为零；富含对人体有益的十八种氨基酸，能促进人体细胞新陈代谢，防止皮肤衰老、瘙痒，营养肌肤；具有天然