一种具有升温功能有色纤维及迷彩织物的制备方法与流程

本发明属于纤维制造，具体涉及一种具有升温功能有色纤维及迷彩织物的制备方法。

背景技术：

1、现有的热调控纺织品一般通过涂层的方法获得，仅具有保温而不具备升温的功能，且透气性较差，手感较硬，影响织物的服用性能。此外，在长期外界紫外线辐照下保温性能明显劣化。

2、纳米透明隔热涂料是功能涂料市场的一个新兴品种。它实质上是将具有红外吸光能力的纳米颗粒作为纺织品功能填料的一种涂料。该种涂料可以以刮涂、喷涂、旋涂等形式，在织物表面方便地形成透明隔热薄膜。纳米透明隔热涂料的优点是制备简单、隔热性能良好、使用方便，因此在建筑节能和服装降温领域具有很大的应用价值。

3、目前用于制备透明隔热涂料的纳米颗粒主要是氧化铟锡(ito)、氧化锌铝(azo)、氧化锡锑(ato)、贵金属、稀土六硼化合物等。但是这些纳米粒子都有着各自的缺陷。贵金属纳米粒子不仅价格昂贵，而且可见光透过率很低；ito等半导体和稀土六硼化合物纳米粒子只对特定波长范围的红外光具有阻隔效果，不能实现全近红外波段阻隔。

4、钨青铜(csxwo3,cwo)，作为一种极具潜力的近红外吸光材料，不仅造价低廉，而且可以阻隔全部近红外波段的能量。采用刮涂、喷涂和旋涂的方式施加到纺织品面料商时，会因为钨青铜粒子对织物基材无亲和力而无法固着，因此需要加入额外的粘合剂成膜固着在织物表面，但是添加的粘合剂成膜又导致了织物的透气性急剧下降，且手感变差，并且在外界紫外线的长期照射下钨青铜近红外吸收性能明显劣化。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有升温功能有色纤维及迷彩织物的制备方法，确保材料具备较高的吸光升温性能，且具有良好的透气性和手感。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：

3、一种具有升温功能有色纤维及迷彩织物的制备方法，通过选用铯钨青铜纳米粒子为光热粒子，利用该粒子在紫外和近红外波段的高吸收性，保证该材料具备较高的吸光升温性能，并且该材料在可见光具备高透过性，显示浅蓝色，减小对材料的着色性能的影响；为了提高光热粒子在野外环境中的稳定性，采用丙烯酸酯类聚合物为壁材，光热粒子为芯材，制备丙烯酸酯类聚合物包覆的光热粒子；此外，以丙烯酸酯类聚合物包覆的光热粒子为升温粒子，无机颜料为着色粒子，高分子聚合物为成纤聚合物，采用熔融纺丝法制备兼具升温功能的着色纤维。

4、进一步地，所述具有升温功能有色纤维及迷彩织物的制备方法具体包括以下步骤：

5、(1)光热粒子分散体的制备：

6、将光热粒子分散于一定量20％浓度的分散剂水溶液中，并转移至研磨机中，在一定转速条件下研磨一定时间，制备光热粒子分散体；

7、(2)聚合物包覆光热粒子粉体的制备：

8、称取一定量光热粒子分散体，通氮气后升温至一定温度，并边搅拌边加入引发剂、软单体和硬单体，保持温度反应一定时间，得到聚合物包覆的光热粒子后采用喷雾干燥制得聚合物包覆的光热粒子粉体；

9、(3)光热粒子/颜料共混母粒的制备：

10、将一定量纤维基底聚合物母粒、聚合物包覆的光热粒子粉体、紫外吸收剂和颜料熔融共混并挤出造粒制备光热粒子/颜料共混母粒；

11、(4)具有升温功能有色纤维的制备：

12、将一定量纤维基底聚合物母粒与光热粒子/颜料共混母粒共混并经过纺丝工艺获得一种具有升温功能有色纤维；

13、优选地，步骤(1)中，所述光热粒子为铯掺杂钨青铜(csmwno3)，其中m/n＝(0.15～0.52):1。

14、优选地，步骤(1)中，所述分散剂为dm-1501、ad-4600、85a或mf。

15、优选地，步骤(1)中，所述光热粒子：分散剂水溶液的质量比为：1：(5～10)。

16、优选地，步骤(1)中，所述研磨转速为：3000～6000r/min，研磨时间为：8～15h；

17、优选地，步骤(2)中，所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐；

18、优选地，步骤(2)中，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯，软单体为软单体丙烯酸丁酯；

19、优选地，步骤(2)中，所述光热粒子分散体：硬单体：软单体：引发剂＝(0.6-0.7)：1：(0.2～2.5)：(0.024～0.125)；

20、优选地，步骤(2)中，所述反应温度为60～85℃，反应时间为10h～24h；

21、优选地，步骤(2)中，所述聚合物包覆光热粒子粉体粒径为0.5～5μm。

22、优选地，步骤(3)中，所述基底聚合物为：聚酯或聚酰胺。

23、优选地，步骤(3)中，所述聚合物包覆光热粒子粉体的质量占比为：5％～10％。

24、优选地，步骤(3)中，所述颜料为：氧化铁黄、钛镍黄、氧化铁红、氧化铁绿、铬绿、氧化铁橙、铬黑、钴蓝中的一种或几种，质量占比为：5％～20％。

25、优选地，步骤(3)中，所述紫外吸收剂为：tinuvin 326、tinuvin 1130或jysorb-uv326，质量占比为：0.5％～5％。

26、优选地，步骤(4)中，所述光热粒子/颜料共混母粒的质量占比为0.5％～6％。

27、本发明还提供一种具有升温功能迷彩织物的制备方法，包括步骤：

28、在织机上将制得的升温功能有色纤维作为经纬纱，并将经纬纱按一定的规律交织而成的织物，即采用平纹、斜纹、缎纹组织或双层组织结构的织物织造方式进行织造，通过调整经纬向密度参数，赋予面料一定的强度、组织空隙，制备一种具有升温功能迷彩织物。通过调整经纬向的单位长度里纤维的根数，利用纤维-纤维和纱线-纱线间的空隙实现温致变色织物良好的透气性和手感，有效解决了涂层工艺导致的透气性差和手感较硬的问题，显著提升了织物的服用性能。

29、优选地，所述斜纹为2/1斜纹、3/1斜纹、3/3斜纹或2/1双重斜纹中的一种。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本发明通过选用铯钨青铜纳米粒子为光热粒子，利用该粒子在紫外和近红外波段的高吸收性，保证该材料具备较高的吸光升温性能，并且该材料在可见光具备高透过性，显示浅蓝色，减小对材料的着色性能的影响；为了提高光热粒子在野外环境中的稳定性，采用丙烯酸酯类聚合物为壁材，光热粒子为芯材，制备丙烯酸酯类聚合物包覆的光热粒子；(2)本发明采用平纹、斜纹、缎纹组织或双层组织结构的织物织造方式进行织造，通过调整经纬向密度参数，赋予面料一定的强度、组织空隙，制备一种具有升温功能迷彩织物，通过调整经纬向的单位长度里纤维的根数，利用纤维-纤维和纱线-纱线间的空隙实现温致变色织物良好的透气性和手感，有效解决了涂层工艺导致的透气性差和手感较硬的问题，显著提升了织物的服用性能；(3)本发明所述的一种具有升温功能的迷彩织物可以实现在10～18℃的升温，且具有良好的透气性和手感，水洗、摩擦、日晒牢度都能达到4级以上；(4)本发明在纺织、伪装、军工领域有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种具有升温功能有色纤维的制备方法，其特征在于：将铯钨青铜csmwno3纳米粒子作为光热粒子，采用丙烯酸酯类聚合物为壁材，光热粒子为芯材，制备丙烯酸酯类聚合物包覆的光热粒子，然后以丙烯酸酯类聚合物包覆的光热粒子为升温粒子，无机颜料为着色粒子，高分子聚合物为成纤聚合物，采用熔融纺丝法制得具有升温功能的有色纤维。

2.根据权利要求1所述的一种具有升温功能有色纤维的制备方法，其特征在于：包括步骤：

3.根据权利要求1或2任一所述的一种具有升温功能有色纤维的制备方法，其特征在于：所述铯钨青铜csmwno3中m/n＝(0.15～0.52):1。

4.根据权利要求2所述的一种具有升温功能有色纤维的制备方法，其特征在于：所述分散剂水溶液浓度为20％，分散剂为dm-1501、ad-4600、85a或mf；所述光热粒子：分散剂水溶液的质量比为1：5～10；所述研磨机研磨时转速为3000～6000r/min，研磨时间为8～15h。

5.根据权利要求2所述的一种具有升温功能有色纤维的制备方法，其特征在于：所述光热粒子分散体：硬单体：软单体：引发剂＝0.6-0.7：1：0.2～2.5：0.024～0.125，所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯，软单体为软单体丙烯酸丁酯。

6.根据权利要求2所述的一种具有升温功能有色纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中反应温度为60～85℃,反应时间为10h～24h。

7.根据权利要求2所述的一种具有升温功能有色纤维的制备方法，其特征在于：所述聚合物包覆光热粒子粉体粒径为0.5～5μm，所述纤维基底聚合物为聚酯或聚酰胺：所述光热粒子/颜料共混母粒中聚合物包覆光热粒子粉体的质量百分含量为5％～10％；所述颜料为氧化铁黄、钛镍黄、氧化铁红、氧化铁绿、铬绿、氧化铁橙、铬黑和钴蓝中的一种或几种，所述光热粒子/颜料共混母粒中颜料的质量百分含量为5％～20％；所述紫外吸收剂为tinuvin326、tinuvin 1130或jysorb-uv326，所述光热粒子/颜料共混母粒中紫外吸收剂的质量百分含量为0.5％～5％。

8.根据权利要求2所述的一种具有升温功能有色纤维的制备方法，其特征在于：步骤(4)中纤维基底聚合物母粒与光热粒子/颜料共混母粒共混时，光热粒子/颜料共混母粒的质量百分含量为0.5％～6％。

9.一种具有升温功能迷彩织物的制备方法，其特征在于：将权利要求1～8任一所述的具有升温功能有色纤维作为经纬纱，在织机上，将经纬纱按照织物织造方式得到具有升温功能迷彩织物。

10.根据权利要求9所述的具有升温功能迷彩织物的制备方法，其特征在于：所述织物织造方式为平纹、斜纹、缎纹组织或双层组织，所述斜纹为2/1斜纹、3/1斜纹、3/3斜纹或2/1双重斜纹。

技术总结
本发明提供一种具有升温功能有色纤维及迷彩织物的制备方法，将铯钨青铜Cs<subgt;m</subgt;W<subgt;n</subgt;O<subgt;3</subgt;纳米粒子作为光热粒子，采用丙烯酸酯类聚合物为壁材，光热粒子为芯材，制备丙烯酸酯类聚合物包覆的光热粒子，然后以丙烯酸酯类聚合物包覆的光热粒子为升温粒子，无机颜料为着色粒子，高分子聚合物为成纤聚合物，采用熔融纺丝法制得具有升温功能的有色纤维；采用平纹、斜纹、缎纹组织或双层组织结构进行织造，制备一种具有升温功能迷彩织物。本发明制备的迷彩织物兼具升温和迷彩的功能，可以实现升温10～18℃，且制备的织物具有较强的断裂强力、良好的手感和透气性。

技术研发人员：王铎,王倩男,毛喜旺,马奔,罗小豪,章程,王庆春,王哲,张佳瑶,王远征,张芷馨,王光琦
受保护的技术使用者：杭州智元研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1