[發明專利]一種具有自適應調溫功能棉麻織物的制備方法

在審

• 申請號: 201710362838.9
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107419539A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 姜明;張凈凈;方東;李海蓉;熊傳溪;黃靜;李瓊
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: D06M15/568
• 分類號: D06M15/568;C08G18/48;C08G18/10;D06M101/06;D06M101/04
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技術領域

本發明涉及一種具有調溫功能棉麻織物的制備方法。尤其涉及一種通過接枝共聚制備具有自適應相變調溫功能棉麻織物的方法。

背景技術

最早開始相關研究的是美國的R.H. Hansen，他將二氧化碳之類的氣體先溶解到不同溶劑中，然后將其注入纖維的中空部分。在織造前，利用一些特殊的方法將中空部分密封，使纖維中的二氧化碳等氣體發生氣、液（固）之間的相變，使其達到保溫的目的。

美國農業部南方實驗室的Vigo等將SrCl₂·6H₂O、CaCl₂·6H₂O等帶有結晶水的無機固-液相變材料充填到聚丙烯和人造絲等一些中空纖維中。但是經過反復升降溫后，無機鹽便失去結晶水從纖維中析出，不再具有實用價值。

Frost、Vigo、Bruno等開展了將聚乙二醇浸漬在中空纖維內部或整理在織物表面等的一系列的研究工作。發現這些織物經過150次冷卻和加熱循環后，仍具有吸放熱功能。但由于中空纖維的直徑較粗，也很難避免纖維表面沾有聚乙二醇，所以工業化得推廣價值也很小。

20世紀80年代中期，Vigo等將分子量為500～8000的二羥甲基二羥基乙二脲（DMDHEU）和聚乙二醇等交聯劑以及催化劑一起混合后制成了均勻的水溶液，再將羊毛織物、棉和滌棉等織物在溶液中浸漬，經過后處理后得到了增重大于50%的織物，該類織物在0～50℃范圍內都具有明顯的吸熱效果。

美國Triangle公司合成了直徑15～40μm的微膠囊。這種微膠囊具有吸熱作用，將其整理在織物表面，就使織物具有了調節溫度的功能。Triangle公司申請了一項關于具有可逆蓄熱特點纖維的專利，這種纖維是在直徑為1.0～10.0μm的微膠囊中封入石蠟類碳氫化合物，然后經過和聚合物溶液一起紡絲而制得的。

目前以相變技術為基礎具有調溫功能的纖維和織物的主要缺陷包括，循環穩定性差，易泄漏，要求纖維具有中空結構，需要事先膠囊化，制備過程復雜、或生產成本高等。因此，克服現有調溫功能棉麻織物的制備方法的主要缺陷，通過簡單、快速、有效、經濟的方法制備出自適應的調溫功能棉麻織物是一項亟待解決的問題。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種簡單、快速、循環穩定性好、適用于各種棉麻纖維、無需膠囊化、可自適應調溫的棉麻織物的制備方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案包括下列步驟：

1) 通過氨酯化反應制備預聚物；

2) 利用所制得的預聚物，通過接枝共聚法得到接枝共聚物。

進一步地，本發明所述的自適應調溫織物以棉麻纖維或棉麻纖維織物為基礎材料，采用聚乙二醇（PEG）作為相變材料。

進一步地，本發明所述的預聚物合成反應的配方如下：一定量的PEG（平均分子量600～20000）和異氰酸酯【包括甲苯二異氰酸酯（TDI）、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、對苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、己二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二環己基甲烷二異氰酸酯（H₁₂MDI）等】，PEG與異氰酸酯的投料摩爾比為1:1。反應中所用催化劑包括苯甲酰氯、己二酰氯、磷酸、鹽酸、甲酸、辛酸或氰乙酸等，催化劑用量為異氰酸酯用量的0.1～0.6wt%。

進一步地，本發明所述的氨酯化反應制備預聚物具體實施步驟如下：

將干燥后的PEG 加熱至完全融化（若PEG分子量較低，常溫下為粘流態則可干燥后直接使用），在PEG熔融狀態下加入化學計量的異氰酸酯和催化劑，攪拌，混勻，70℃下反應1 h，制得預聚物。

進一步地，本發明所述的自適應調溫織物，其基體材料包括細絨棉、長絨棉、苧麻、亞麻、大麻、黃麻等各種棉麻纖維材料及其織物。

進一步地，本發明所述的自適應調溫織物，通過接枝共聚反應接枝PEG，其步驟如下：

將所制備的預聚物溶于 N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中制成質量分數為40%的溶液，再將一定量纖維或織物浸漬于預聚物溶液中，通過攪拌或超聲使織物纖維與預聚物溶液充分接觸，置于70 ℃烘箱中反應4 h。過濾，洗滌，除去溶劑和未反應預聚物，將過濾后的產物置于真空干燥箱中70 ℃干燥24 h，使溶劑徹底揮發，得到最終產物。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：