本发明涉及一种高灵敏导热空调纤维及其制备方法，属于纤维技术领域。
背景技术：
空调纤维最早的用途是用于制作宇航服而开发研制的，它最大的特性是能够根据外界的温度，自动的调节衣服的温度，秘密在于这种纤维中存在具有能量转换功能的相变材料，能够不间断地吸收和释放能量来调节温度，从而能够使得衣服能保持在一个舒适的温度范围内，就好像一个小空调一样，故此得名“空调纤维”。
现有技术中一般将相变材料制备成微胶囊，然后和粘胶纺丝原液共混纺丝制备调温空调纤维，但存在以下不足：
（1）现有的粘胶湿法纺丝，使用强碱强酸，相变材料微胶囊容易被酸碱破坏，造成损失或流失，已破裂未流失彻底的残留相变材料会影响到面料的染整工序，造成色花和功能整理不匀；
（2）相变材料微胶囊和纤维的结合力不强，在水洗和摩擦中，容易流失，使纤维的功能性不能保持持久；
（3）现有技术中制备的调温纤维，对温度的调节性能较差，存在过冷、过热或温度变化幅度小的不足，制成的成品穿着舒适性不好。
技术实现要素：
本发明为解决以上技术问题，提供一种空调粘胶纤维及其制备方法，以实现以下发明目的：
（1）本发明所述纤维的制备方法，相变材料微胶囊流失或损失少，由纤维制成的织物在后整理工序中无色花和不匀现象；
（2）本发明制备的空调纤维，耐水洗、耐磨擦；
（3）本发明制备的空调纤维，对于温度的调节性能好，外界环境温度的感知更敏感、快速。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种空调纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备石墨烯改性相变材料微胶囊
a、制备相变材料乳化液
将相变材料加热使其熔融，控制温度为85℃，以1200r/min的速度进行搅拌，然后加入到盛有占总量70%的乳化水中，在均质机5000rpm下剪切2分钟，然后以4.5ml/min的速度滴加剩余的乳化水，在均质机10000rpm下高速剪切3分钟，制备相变材料乳化液。
相变材料与乳化水的质量比为10:26；
所述乳化水，有水和乳化剂混合制成，其中乳化剂、水的质量比为1:24；
所述乳化剂为tween-80；
所述相变材料，由正十八烷、聚丁二醇、正二十二烷组成，质量比例为5:3:1。
、制备三聚氰胺脲醛树脂囊壁材料
将37%的甲醛溶液投入到反应釜内，搅拌，加入占总量75%的尿素，调节反应体系ph值为4，以2℃/min的速度缓慢升温至78℃反应2小时；加入三聚氰胺，反应45分钟，当预聚体粘度达到20s，调节ph至8.5，然后加入尿素、保温20分钟后降温至50℃，加入淀粉叔氨基烷基醚，搅拌均匀，当降低到35℃时，调节ph到7.5，得到三聚氰胺脲醛树脂囊壁材料。
三聚氰胺与甲醛的质量比例为1:32；
尿素与甲醛的质量比为1:2.2；
淀粉叔氨基烷基醚与甲醛的质量比例为1:10。
、石墨烯水性分散液的制备
将石墨烯超声分散于水溶液中，静置后得到均一的石墨烯分散溶液；再向其中加入分散剂-吐温80(质量为石墨烯a的0.3％)，得到稳定的石墨烯分散液，其中石墨烯的浓度为0.4wt％。
、聚合反应
将相变材料乳化液在70℃水浴中，搅拌15分钟，然后滴加三聚氰胺脲醛树脂囊壁材料，在半小时内滴完，滴加柠檬酸，滴加速度为50ul/s，使体系ph降低至4.0，保持20分钟，加入石墨烯水性分散液；然后继续滴加柠檬酸，滴加速度25ul/s，降低ph至2-3停止滴加，滴加过程保持搅拌转速为500r/min，然后升温到80℃，固化2小时，静置，将上层清液倒出，加水洗涤，抽滤，重复2次，真空干燥得到石墨烯改性相变材料微胶囊。
所述石墨烯的质量为相变材料质量的0.9%；
所述相变材料微胶囊的粒径d97为1-2μm。
所述三聚氰胺脲醛树脂囊壁材料与相变材料的质量比为1:4。
（2）制备纺丝原液
将棉浆粕与多聚甲醛、dmso加入反应釜中，加热至125℃，搅拌转速为2000r/min，溶解1小时，然后降温至105℃，搅拌转速为600r/min，溶解1小时，然后经过滤、常温静置真空脱泡，制得纺丝原液；
所述棉浆粕，ph为6.8-7，dp为550。
所述棉浆粕与多聚甲醛、dmso的质量比例为1:0.7：20；
所述纺丝原液，粘度为180s，甲种纤维素的含量为4.6%；
溶解过程需要连续抽气，回收釜内多余的甲醛；
所述静置真空脱泡，时间为13小时。
（3）制备共混纺丝液
将石墨烯改性的相变材料微胶囊加入纺丝原液中，加入脂肪酸聚乙二醇酯，搅拌混合均匀，制备共混纺丝液；
脂肪酸聚乙二醇酯与纺丝原液的质量比为1:25；
所述相变材料微胶囊与纺丝原液中甲种纤维素的质量比为0.175:1。
（4）纺丝成型
将共混纺丝液加入调整好的凝固浴进行纺丝，搅拌均匀，所述凝固浴为dmso的水溶液，其中dmso的浓度为28%；凝固浴温度为35℃；浸长：700毫米，喷头牵伸：-3.5%；盘间牵伸18%，二浴牵伸33%，三浴牵伸27%，纺速32m/min；二浴，水温度为55℃，三浴，水温度为70℃。
本发明制备的三聚氰胺脲醛树脂囊壁材料，除了可以用于包覆相变材料制备微胶囊，同时还可以更好的和纤维牢固的结合，防止微胶囊的流失或损失。
石墨烯可以赋予纤维良好的导热性，本发明采用特定的石墨烯和相变材料的比例，结合相变材料的种类和配比，以及相变材料微胶囊和纤维素的比例，使得制备的空调纤维的调温效果更好。
采用以上技术方案，本发明的有益效果为：
（1）本发明制备的纤维，纤维中相变材料微胶囊的含量为15.1-17.3%，熔融焓值为35-40j/g、熔融温度为29-33℃，结晶焓值为32-33j/g，结晶温度范围18-21℃。
（2）本发明制备的纤维，相变材料微胶囊均匀分布在纤维中，并且和纤维的结合牢固，可以避免纤维的有效物质随着水洗或摩擦而流失；经过试验发现，水洗50次后，相变材料微胶囊的损失率仅为0.1-0.3%；由纤维制成的织物在后整理工序中无色花和不匀现象。
（3）本发明制备的纤维，导热率在0.48-0.52w/mk，对外界温度的反应迅速、灵敏。
在环境温度为20~40℃的升温阶段，空调纤维在29℃开始吸收热量，自身升温速率逐渐减慢。环境温度为31℃时，本发明制备的空调纤维与同样条件下的普通纤维温差最大，比普通纤维的温度低6.5-7℃；环境温度为29-33℃的升温过程中，本发明制备的空调纤维比普通纤维平均低5℃；环境温度为34-40℃的升温过程中，本发明制备的空调纤维比普通纤维平均低2.5℃；在40摄氏度环境温度下，经过1小时后，温度逐渐达到环境温度。
在环境温度为40~10℃的降温阶段，本发明制备的空调纤维在21℃开始释放热量，自身降温速率逐渐减慢。环境温度为20℃时，本发明制备的空调纤维与普通纤维相比，温差最大，比普通纤维的温度高5.5-6℃；环境温度为21-18℃的下降过程中，本发明制备的空调纤维比普通纤维平均高4℃，环境温度为17-10℃的下降过程中，本发明制备的空调纤维比普通纤维平均高2℃。在10摄氏度环境温度下，经过1小时后，温度逐渐达到环境温度。
（4）本发明制备的相变调温纤维，纤度为1.9dtex，干断裂强度为2.82-2.84cn/dtex，干断裂伸长率为17.8-18.1%，钩强为0.74-0.77cn/dtex。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1一种空调纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备石墨烯改性相变材料微胶囊
a、制备相变材料乳化液
将相变材料加热使其熔融，控制温度为85℃，以1200r/min的速度进行搅拌，然后加入到盛有占总量70%的乳化水中，在均质机5000rpm下剪切2分钟，然后以4.5ml/min的速度滴加剩余的乳化水，在均质机10000rpm下高速剪切3分钟，制备相变材料乳化液。
相变材料与乳化水的质量比为10:26；
所述乳化水，有水和乳化剂混合制成，其中乳化剂、水的质量比为1:24；
所述乳化剂为tween-80；
所述相变材料，由正十八烷、聚丁二醇、正二十二烷组成，质量比例为5:3:1。
、制备三聚氰胺脲醛树脂囊壁材料
将37%的甲醛溶液投入到反应釜内，搅拌，加入占总量75%的尿素，调节反应体系ph值为4，以2℃/min的速度缓慢升温至78℃反应2小时；加入三聚氰胺，反应45分钟，当预聚体粘度达到20s，调节ph至8.5，然后加入尿素、保温20分钟后降温至50℃，加入淀粉叔氨基烷基醚，搅拌均匀，当降低到35℃时，调节ph到7.5，得到三聚氰胺脲醛树脂囊壁材料。
三聚氰胺与甲醛的质量比例为1:32；
尿素与甲醛的质量比为1:2.2；
淀粉叔氨基烷基醚与甲醛的质量比例为1:10。
、石墨烯水性分散液的制备
将石墨烯超声分散于水溶液中，静置后得到均一的石墨烯分散溶液；再向其中加入分散剂-吐温80(质量为石墨烯a的0.3％)，得到稳定的石墨烯分散液，其中石墨烯的浓度为0.4wt％。
、聚合反应
将相变材料乳化液在70℃水浴中，搅拌15分钟，然后滴加三聚氰胺脲醛树脂囊壁材料，在半小时内滴完，滴加柠檬酸，滴加速度为50ul/s，使体系ph降低至4.0，保持20分钟，加入石墨烯水性分散液；然后继续滴加柠檬酸，滴加速度25ul/s，降低ph至2-3停止滴加，滴加过程保持搅拌转速为500r/min，然后升温到80℃，固化2小时，静置，将上层清液倒出，加水洗涤，抽滤，重复2次，真空干燥得到石墨烯改性相变材料微胶囊。
所述石墨烯的质量为相变材料质量的0.9%；
所述相变材料微胶囊的粒径d97为1-2μm。
所述三聚氰胺脲醛树脂囊壁材料与相变材料的质量比为1:4。
（2）制备纺丝原液
将棉浆粕与多聚甲醛、dmso加入反应釜中，加热至125℃，搅拌转速为2000r/min，溶解1小时，然后降温至105℃，搅拌转速为600r/min，溶解1小时，然后经过滤、常温静置真空脱泡，制得纺丝原液；
所述棉浆粕，ph为6.8-7，dp为550。
所述棉浆粕与多聚甲醛、dmso的质量比例为1:0.7：20；
所述纺丝原液，粘度为180s，甲种纤维素的含量为4.6%；
溶解过程需要连续抽气，回收釜内多余的甲醛；
所述静置真空脱泡，时间为13小时。
（3）制备共混纺丝液
将石墨烯改性的相变材料微胶囊加入纺丝原液中，加入脂肪酸聚乙二醇酯，搅拌混合均匀，制备共混纺丝液；
脂肪酸聚乙二醇酯与纺丝原液的质量比为1:25；
所述相变材料微胶囊与纺丝原液中甲种纤维素的质量比为0.175:1。
（4）纺丝成型
将共混纺丝液加入调整好的凝固浴进行纺丝，所述凝固浴为dmso的水溶液，其中dmso的浓度为28%；凝固浴温度为35℃；浸长：700毫米，喷头牵伸：-3.5%；盘间牵伸18%，二浴牵伸33%，三浴牵伸27%，纺速32m/min；二浴，水温度为55℃，三浴，水温度为70℃。
（1）本发明制备的纤维，纤维中相变材料微胶囊的含量为15.1-17.3%，熔融焓值为35-40j/g、熔融温度为29-33℃，结晶焓值为32-33j/g，结晶温度范围18-21℃。
（2）本发明制备的纤维，相变材料微胶囊均匀分布在纤维中，并且和纤维的结合牢固，可以避免纤维中的有效物质随着水洗或摩擦而流失；经过试验发现，水洗50次后，相变材料微胶囊的损失率仅为0.1-0.3%。
在环境温度为20~40℃的升温阶段，空调纤维在29℃开始吸收热量，自身升温速率逐渐减慢。环境温度为31℃时，本发明制备的空调纤维与同样条件下的普通纤维温差最大，比普通纤维的温度低6.5-7℃；环境温度为29-33℃的升温过程中，本发明制备的空调纤维比普通纤维平均低5℃；环境温度为34-40℃的升温过程中，本发明制备的空调纤维比普通纤维平均低2.5℃；
在环境温度为40~10℃的降温阶段，本发明制备的空调纤维在21℃开始释放热量，自身降温速率逐渐减慢。环境温度为20℃时，本发明制备的空调纤维与普通纤维相比，温差最大，比普通纤维的温度高5.5-6℃；环境温度为21-18℃的下降过程中，本发明制备的空调纤维比普通纤维平均高4℃，环境温度为17-10℃的下降过程中，本发明制备的空调纤维比普通纤维平均高2℃。
（3）本发明制备的相变调温纤维，纤度为1.9dtex，干断裂强度为2.82-2.84cn/dtex，干断裂伸长率为17.8-18.1%，钩强为0.74-0.77cn/dtex。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。