一种稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维及其制备方法与流程

本发明属于纺织织造领域，尤其是涉及一种稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维及其制备方法。

背景技术：

1、众所周知，晴朗夏季户外温度高，给出行带来了极大的不适。而且，长时间高强度阳光直射，甚至会给皮肤带来一定程度的灼伤，给人体皮肤健康带来极大的隐患。因此，人们对轻薄、舒适、透气且隔热性能良好的织物需求越发显得急迫。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维及其制备方法。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维的制备方法，包括如下步骤：

4、步骤1是制备稀土磷酸复合盐：

5、将磷酸镧铈、磷酸钇和氧化铈分散到去离子水中，在搅拌的条件下向其中滴加磷酸，反应完成后调节ph至中性，将得到的混合液进行抽滤、干燥、煅烧后得到所述的稀土磷酸复合盐；

6、步骤2是制备功能纤维母粒：

7、将所述的稀土磷酸复合盐与分散剂进行混合、干燥，然后与经干燥后的第一部分高分子材料进行熔融挤出造粒，得到所述的功能纤维母粒；

8、步骤3是制备被动降温功能纤维：

9、将所述的功能纤维母粒与第二部分高分子材料进行批混、干燥后，通过熔融纺丝工艺制成被动降温功能纤维。

10、进一步，所述的步骤1中的磷酸镧铈、磷酸钇和氧化铈的摩尔比为1：0.1-10：0.1-10；所述的步骤1中的磷酸镧铈、磷酸钇和氧化铈的质量之和与去离子水的体积之比为50-500 g/l；所述的步骤1中的去离子水的温度为80-100℃。

11、镧、铈、钇等多种半径不同的元素进行掺杂，使稀土磷酸盐发生晶格畸变，扩大了材料的反射波段范围，提高了材料的发射性能。同时，可以通过调节白色的磷酸钇，绿色的磷酸镧铈，与黄色的氧化铈的比例，对功能母粒的颜色进行调节。

12、在高温加工条件下，氧化铈极易加速聚合物熔体降解，造成纤维力学性能变差，因此通过添加分散剂对稀土磷酸复合盐形成包覆，使其在熔体的分散性提高，同时降低对聚合物化学键的破坏。

13、进一步，所述的步骤1中的稀土磷酸复合盐粒径为80-150nm；所述的步骤1中的滴加步骤的速度小于等于2 ml/min；所述的步骤1中的搅拌步骤的转速为200-1000 r/min；所述的步骤1中的干燥步骤的温度为90-110 ℃；所述的步骤1中的煅烧步骤的温度为900-1200 ℃。

14、滴加磷酸的速率需要控制在2 ml/min以内，煅烧温度为900-1200 ℃，在得到特定晶型稀土磷酸复合盐的同时，保证制备的稀土功能材料为纳米级，得到纳米级稀土磷酸复合盐后，可以直接将其分散到聚合物粉体中进行造粒和纺丝。

15、进一步，所述的步骤2中的分散剂为聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、石蜡、硬酯酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜、炔二醇或乙撑双硬脂酰胺中的至少一种；所述的分散剂的添加量为功能纤维母粒质量的0.5-1%。

16、进一步，所述的步骤2中的稀土磷酸复合盐的干燥步骤的温度为110-130℃，时间为8-12h；所述的步骤2中的稀土磷酸复合盐干燥后的含水率低于30ppm；所述的步骤2中的第一部分高分子材料的干燥步骤的温度为60-130℃，时间为8-16h；所述的步骤2中的第一部分高分子材料干燥后的含水率低于200ppm。

17、进一步，所述的步骤2中的稀土磷酸复合盐与第一部分高分子材料的质量比为0.1-30:70-99.9；所述的步骤2中的熔融挤出步骤的熔融温度为150-350℃，拉条水温60-80℃，挤出速度为100-300r/min，切粒速度为30-70m/min。

18、进一步，所述的步骤3中的功能纤维母粒与第二部分高分子材料的质量比为5-30:70-100；所述的步骤3中的干燥步骤的温度为60-130℃，时间为8-16h，干燥步骤完成后物料的含水率低于200ppm；所述的步骤3中的熔融纺丝工艺的纺丝温度为150-350℃，卷绕速度为1800-5000m/min。

19、进一步，所述的第一部分高分子材料为pe、pp、pet、pla、pan、pa、poe、pbt、ptt或tpu中的一种；所述的第二部分高分子材料为pe、pp、pet、pla、pan、pa、poe、pbt、ptt或tpu中的一种。

20、本发明还提供了一种使用所述的制备方法制得的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维，所述的纤维由功能纤维母粒通过熔融纺丝工艺制成；所述的功能纤维母粒包括1-30wt%的稀土功能材料与70-99wt%的高分子材料。

21、本发明还提供了一种稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维的应用，所述的纤维在制备面料、织物或成衣中的应用。

22、相对于现有技术，本发明具有以下优势：

23、本发明所述的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维制备的织物具有对太阳光的强反射能力和辐射制冷能力，同时纤维织物具有良好的加工和制备性能，相比涂层类隔热织物具有更好的透气性和舒适性，且长时间使用后不会发生涂层脱落和水洗后隔热性能衰减的情况。此外，利用稀土元素本身的颜色制备的织物具有色彩鲜艳、永不褪色等优点，去除了面料的印染环节，减少了印染废水的排放，具有一定的环保优势。

24、本发明所述的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维通过对稀土磷酸复合盐以及分散剂进行选取、复配和共混，制备被动降温稀土功能材料，该功能材料对波长在400-2500 nm的可见-近红外光有很好的反射能力，减小对太阳辐射能的吸收，并在8-13μm的“大气窗口”具有很好的红外发射和透射能力，促进人体热量以热辐射的形式与宇宙环境的热交换，通过辐射制冷实现零能耗降温；并且该纤维是通过调整稀土功能材料中磷酸镧铈和氧化铈的占比，调配所制备母粒的颜色深浅，从而能够对最终的纤维和面料产品的颜色进行调控，达到免染色的目的。在多种功能相结合的情况下，该母粒制备的面料具有被动降温的功能，可有效降低人体表面温度3-9℃，并产生较为舒适的凉感效果。

25、本发明所述的被动降温功能纤维可根据不同应用场景需求进行各组分配比调配，功能纤维色母粒能够在纤维制备过程中按比例添加，从而得到被动降温功能的免染色纤维和面料。与现有技术的隔热面料相比，具有隔绝外部热量效率高、人体内部热量传导散失快、接触凉感穿着舒适以及免染色、环保无污染排放、耐水洗等优势。

技术特征：

1.一种稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维的制备方法，其特征在于：所述的步骤1中的磷酸镧铈、磷酸钇和氧化铈的摩尔比为1：0.1-10：0.1-10；所述的步骤1中的磷酸镧铈、磷酸钇和氧化铈的质量之和与去离子水的体积之比为50-500 g/l；所述的步骤1中的去离子水的温度为80-100℃。

3.根据权利要求1所述的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维的制备方法，其特征在于：所述的步骤1中的稀土磷酸复合盐粒径为80-150nm；所述的步骤1中的滴加步骤的速度小于等于2 ml/min；所述的步骤1中的搅拌步骤的转速为200-1000 r/min；所述的步骤1中的干燥步骤的温度为90-110 ℃；所述的步骤1中的煅烧步骤的温度为900-1200 ℃。

4.根据权利要求1所述的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中的分散剂为聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、石蜡、硬酯酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜、炔二醇或乙撑双硬脂酰胺中的至少一种；所述的分散剂的添加量为功能纤维母粒质量的0.5-1%。

5.根据权利要求1所述的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中的稀土磷酸复合盐的干燥步骤的温度为110-130℃，时间为8-12h；所述的步骤2中的稀土磷酸复合盐干燥后的含水率低于30ppm；所述的步骤2中的第一部分高分子材料的干燥步骤的温度为60-130℃，时间为8-16h；所述的步骤2中的第一部分高分子材料干燥后的含水率低于200ppm。

6.根据权利要求1所述的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中的稀土磷酸复合盐与第一部分高分子材料的质量比为0.1-30:70-99.9；所述的步骤2中的熔融挤出步骤的熔融温度为150-350℃，拉条水温60-80℃，挤出速度为100-300r/min，切粒速度为30-70m/min。

7.根据权利要求1所述的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维的制备方法，其特征在于：所述的步骤3中的功能纤维母粒与第二部分高分子材料的质量比为5-30:70-100；所述的步骤3中的干燥步骤的温度为60-130℃，时间为8-16h，干燥步骤完成后物料的含水率低于200ppm；所述的步骤3中的熔融纺丝工艺的纺丝温度为150-350℃，卷绕速度为1800-5000m/min。

8.根据权利要求1所述的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维的制备方法，其特征在于：所述的第一部分高分子材料为pe、pp、pet、pla、pan、pa、poe、pbt、ptt或tpu中的一种；所述的第二部分高分子材料为pe、pp、pet、pla、pan、pa、poe、pbt、ptt或tpu中的一种。

9.一种使用权利要求1所述的制备方法制得的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维，其特征在于：所述的纤维由功能纤维母粒通过熔融纺丝工艺制成；所述的功能纤维母粒包括1-30wt%的稀土功能材料与70-99wt%的高分子材料。

10.权利要求9所述的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维的应用，其特征在于：所述的纤维在制备面料、织物或成衣中的应用。

技术总结
本发明提供了一种稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维及其制备方法，步骤1是制备稀土磷酸复合盐；步骤2是制备功能纤维母粒；步骤3是制备被动降温功能纤维。本发明所述的稀土磷酸复合盐被动降温功能服用纤维制备的织物具有对太阳光的强反射能力和辐射制冷能力，同时纤维织物具有良好的加工和制备性能，相比涂层类隔热织物具有更好的透气性和舒适性，且长时间使用后不会发生涂层脱落和水洗后隔热性能衰减的情况。

技术研发人员：马肖,王晓娟,王钰,荣启龙,唐学明,马昊,朱俊伟,任强,时文婧,孟子征,周华杰,王奕玮
受保护的技术使用者：中纺院（天津）科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1