[發明專利]一種形變發熱纖維及其制備方法

在審

• 申請號: 201510624366.0
• 申請日: 2015-09-26
• 公開（公告）號: CN105256400A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 王棟;郭啟浩;趙青華;梅濤;周全;李沐芳
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01F6/46;D01F6/94;D01F6/44;D01F1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于功能紡織材料領域，具體涉及一種形變發熱纖維及其制備方法。

背景技術

發熱纖維的研發一直是熱門問題，開發者普遍集中在以下兩個方面進行研究：一是通過添加遠紅外陶瓷粉實現纖維自發熱，但這種發熱方法兒童、孕婦不宜用，心臟功能不好人群也不宜使用，受到很大的限制。二是通過纖維吸濕發熱，成為紡織品對纖維有要求，需要吸濕性好的纖維才能制成吸濕發熱纖維，在材料方面受限制。三是通過接外部電源，通過電流產熱。但是接外部電源既不方便也不安全。

自發熱纖維是利用纖維自身特殊性能，在不需要外界加熱條件下發熱，它多用于紡織品。在紡織品中運用自發熱纖維可以在冬天御寒，也可以有效保護身體寒冷部位，如做成鞋墊，在走路時利用機械能產熱。中國專利公開號CN102220651公開日期為2011年10月19日，發明創造名稱為：一種吸濕發熱纖維及其制備方法該方法公開了：將丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸按一定比例混合，處理后濕法紡絲制得一種吸濕發熱纖維。其優點是利用人體以及空氣中的水蒸氣，纖維通過吸收水蒸氣使其自身發熱，達到加熱保暖效果。同時由于吸收人體自身水蒸氣使人穿著后更加干爽舒適。但是其缺點是，對纖維要求高，需要吸濕性強的纖維才能制成吸濕發熱纖維，同時發熱持續性也有上線，若纖維吸濕飽和就不易就產生熱量了。而目前還沒有一種關于通過拉伸、回復和彎曲等形變可以發熱纖維的專利。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明的目的在于提供一種形變發熱纖維及其制備方法，該纖維可形變、發熱。

為實現上述目的，本發明報采用的技術方案為：一種形變發熱纖維，其特征在于由聚酯、熱塑性彈性體、壓電材料、電熱材料制備而成，各原料所占質量百分數：

各原料所占質量百分數最佳為：聚酯1-40％，熱塑性彈性體40％-80％，壓電材料5％-10％，電熱材料5％-10％。

所述的聚酯為PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚對苯二甲酸丙二醇酯)、PTT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)中的一種。

所述的熱塑性彈性體為熱塑性彈性體TPEE、熱塑性彈性體TPO、熱塑性彈性體PU、熱塑性彈性體PE-co-MAA中的一種。

所述的壓電材料是壓電晶體和壓電陶瓷中的一種。

所述的電熱材料為鎳鉻合金粉、鐵鋁合金粉、碳化硅粉、鉻酸鑭粉、氧化鋯粉、二硅化鉬粉中的一種。

所述的壓電晶體可以是水晶(石英晶體)、鎵酸鋰、鍺酸鋰、鍺酸鈦、鐵晶體管鈮酸鋰、鉭酸鋰等中的一種。

所述的壓電陶瓷可以是鈦酸鋇系、鋯鈦酸鉛二元系及在二元系中添加第三種ABO₃(A表示二價金屬離子，B表示四價金屬離子或幾種離子總和為正四價)型化合物和偏鈮酸鹽系壓電陶瓷中的一種。

上述一種形變發熱纖維的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

1)原料選取：按各原料所占質量百分數：聚酯0-40％，熱塑性彈性體40％-80％，壓電材料5％-30％，電熱材料5％-30％，選取聚酯、熱塑性彈性體、壓電材料、電熱材料(納米級)；

2)將聚酯、熱塑性彈性體、壓電材料和電熱材料共混，使其共混均勻，投入雙螺桿共混擠出，勻速牽伸，造粒，得到共混顆粒；

3)將共混顆粒用轉鼓干燥箱干燥；

4)將干燥的的共混顆粒用熔融紡絲機紡絲，制備得到形變發熱纖維。

所述拉伸速率可為1500-5000m/min。紡絲速率可由所紡纖維決定低速、高速紡絲。

本發明整個纖維以熱塑性彈性體為基材，混有聚酯便于紡絲，中間嵌有壓電材料，當纖維受到外界機械力拉伸、回復和彎曲等形變時，壓電材料會產生電勢差，纖維中還混有一定比例的電熱材料，實現了由機械能轉化為電能，再由電能轉換為熱能的形變發熱效果。其具有電流小，加熱效果溫和，無需外部電源，安全又節能，應用廣泛等優點。

相較于現有技術，本發明所選用的熱塑性彈性體，通過添加壓電材料和不同電熱材料制備形變發熱纖維。本發明具有以下優點：