一种具有远红外功能的储能调温纤维的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于远红外智能调温纤维的制备领域，特别涉及一种具有远红外功能的储能调温纤维的制备方法。
【背景技术】
[0002]相变储能调温纤维是近年来发展较快的一种高技术纤维，能够通过调节体外微空间的环境温度达到储能控温的目的。由于微胶囊相变材料耐热性较差、共混相变材料容易泄露的问题，目前聚酯纤维、聚酰胺纤维的储能控温功能的开发受到很大的限制。远红外纤维是一种含有远红外粉体的功能纤维。通过吸收远红外线，人体表层皮肤可发生特殊的生理变化，产生升温保暖、保健的功能。受远红外添加粉体粒径大小不均一、发射功率低、相容性差等原因，远红外聚酯、聚酰胺纤维的开发也受到了一定的限制。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种具有远红外功能的储能调温纤维的制备方法，该方法是利用纳米粉体的孔洞结构负载相变介质和远红外功能粉体，然后利用交联剂对其进行封装，制备的远红外相变材料既具有类似微胶囊结构的特点，具有较高相变焓和较高的远红外发射功率，又呈现出高热稳定性的优势；本发明的远红外相变储能材料可较好的应用于聚酯、聚酰胺等一系列高熔点通用纤维的多功能化改性领域。
[0004]为了达到上述目的，本发明提供了一种具有远红外功能的储能调温纤维的制备方法，其特征在于，包括:
[0005]步骤1:将多孔纳米粉体、三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇、纳米铝镁复合氧化物和引发剂置于溶剂水中，采用减压超声分散的方法，在65-75?下反应2?5小时，最后经离心脱水后获得远红外储能相变材料；
[0006]步骤2:将上述远红外储能相变材料经干燥处理后，与聚合物切片经双螺杆挤出机共混造粒，再经熔融纺丝获得具有远红外功能的储能调温纤维，其中纺丝温度260°C?315。。，纺速 800 ?3500m/min。
[0007]优选地，所述的多孔纳米粉体、三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、纳米铝镁复合氧化物、引发剂、聚乙二醇和溶剂水的重量体积比为:30?60g: 5?1g: 5?1g: 10 ?20g: 0.1 ?Ig: 19.9 ?49.9g: 200mL。
[0008]优选地，所述的聚乙二醇的数均分子量为1000?6000。
[0009]优选地，所述的纳米铝镁复合氧化物粒径为10?300nm。
[0010]优选地，所述的步骤2中远红外储能相变材料与与聚合物切片的质量比5: 95?30: 70，造粒温度 240 °C ?305 °C。
[0011]优选地，所述的多孔纳米粉体为多孔二氧化硅、气凝胶和硅藻土中的一种或两种复合而成，多孔纳米粉体的粒径为300?600nm。
[0012]优选地，所述的聚合物切片为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、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中的一种。
[0013]本发明旨在制备一种既具有储能保温功能、同时兼具远红外功能的多功能纤维，为聚酯、聚酰胺纤维的多功能化改性提供思路。首先本发明选取无机纳米粉体为载体基材，通过超声减压的方法将高储能相变介质聚乙二醇、远红外纳米粉体载入无机粉体的内部空隙中，然后利用交联剂三烯丙基异氰脲酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯对纳米粒子进行封装，如图1所示。另外，超声作用不仅可预防纳米颗粒的团聚，又可促进反应的进行。通过上述结构及工艺的设计，不仅能够保证纳米颗粒的分散性、相变材料的储能性，还使相变材料具有高热稳定性、远红外发射功能，为实现聚酯、聚酰胺等高熔点的远红外储能保温纤维成形提供了一种新的手段。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0015](I)本发明制备的远红外相变储能材料具有储能控温能力强、制备成本低、耐热稳定性好、操作简单的优点。
[0016](2)本发明制备的远红外储能调温纤维，其远红外功能与储能控温功能能够实现优势互补、相互支持。相变材料能够为远红外粉体提供能量，受远红外刺激后，人体体表温度的升高，又能促进相变材料的储能调温能力。
[0017](3)本发明制备的远红外相变储能材料可以较好的应用在聚酯、聚酰胺等高熔点聚合物的多功能化改性方面。
【附图说明】
[0018]图1是本发明方法制备远红外智能调温相变材料的流程示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0020]本发明各实施例所述的纳米铝镁复合氧化物参考发明专利CN 102776600B制备，粒径为10?300nm。
[0021]本发明各实施例所述的聚乙二醇二丙烯酸酯购自百灵威科技有限公司，其数均分子量为250?750。
[0022]本发明所述的偶氮二异丁脒盐酸盐购自青岛润兴光电材料有限公司，牌号V50。
[0023]本发明各实施例中的相变焓值通过DSC测定得到。
[0024]实施例1
[0025]一种具有远红外功能的储能调温纤维的制备方法，具体步骤为:
[0026]首先，将30g的多孔二氧化娃(长度约为300nm)、1g的三稀丙基异氰脲酸醋、1g的聚乙二醇二丙烯酸酯、1g的纳米铝镁复合氧化物、Ig的引发剂(过硫酸铵)、39g的聚乙二醇(数均分子量约为1000)加入到200ml去离子水中，采用减压超声分散的方法(压力200Pa?500Pa，超声频率20?40KHz)，升温至70°C反应5小时。经离心脱水后获得远红外储能调温相变材料，经80°C干燥12小时备用。
[0027]将干燥处理的30g的远红外相变材料与70g的聚对苯二甲酸乙二醇酯切片经双螺杆挤出机260°C共混造粒，并经熔融纺丝机获得具有远红外功能的储能调温纤维，其中纺丝温度280°C，纺速800m/min。经测试发现，制备纤维的相变焓值