[發明專利]一種相變控溫材料載體的制備方法及其負載相變控溫材料的方法

有效

• 申請號: 201810949127.6
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN109181173B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 王戈;陳曉;董文鈞;高鴻毅;黃秀兵;劉盼盼;程飄;高志猛;張雪
• 申請（專利權）人: 蘇州阿德旺斯新材料有限公司
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08K7/06;C08J9/26;C08J7/16;C08J7/14;C09K5/06;C08L25/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 黃歡娣;邱啟旺

本發明涉及一種相變控溫材料載體的制備方法，現將將聚苯乙烯顆粒進行改性處理，然后將改性處理后的聚苯乙烯顆粒，聚偏氟乙烯和碳納米纖維混合并球磨成粉末，在170～200℃烘箱中保溫1～5h，然后刻蝕掉聚苯乙烯顆粒，獲得碳海綿材料載體。本發明還涉及到相變控溫材料載體負載相變材料的方法，將相變控溫材料載體置于配制好的相變控溫材料溶液中，多孔碳海綿的孔道結構將相變控溫材料吸附限制在孔道之中。本發明可更好地匹配相變芯材，實現不同溫度環境下的適宜溫度控制，且控溫時間較長；同時重量輕、透氣性良好，利用相變材料的固?液變化從環境中吸收熱量存儲于內部，形成溫度相對恒定的微氣候。

技術領域

本發明涉及一種相變控溫材料載體的制備方法及其負載相變控溫材料的方法。

背景技術

消防服是保護消防員滅火救援時免受傷害的重要個體防護裝備，它的防護性能將直接影響救火效率和生命安全。目前，笨重的消防服對身體舒適性產生負面影響，同時也大大影響消防人員自身的動作靈活程度，增加消防人員正常作業難度。我國GA 10-2002標準規定，消防服由外向內依次采用防火阻燃層、防水透氣層、隔熱層和舒適層4層織物組合。普通的消防服都比較厚實、沉重，透氣性差，遇到明火時阻燃性能不夠完善，對熱源傳遞出來的高熱能阻隔性能差，耐高溫的時效性和對于人體的保護度遠遠不夠，對人身安全造成很大的安全隱患。基于此問題，許多研究致力于開發新型消防服。

相變材料(Phase Change Material，PCM)作為一種智能調溫材料在紡織品及服裝上的應用越來越受到人們的重視。它具有自動吸收、存儲、分配和釋放熱量的功能，能夠防止溫度的劇烈變化，從而創造舒適的溫度環境。美國專利US 5366801公開了一種相變微膠囊、交聯劑、粘合劑分散液的混合方法制得的涂層溶液，并根據一般涂層工藝將其涂層到基布上制成具有蓄熱調溫功能的相變織物。中國專利CN 01817825.1公開了一種相變調溫纖維的制備方法，將相變材料采用微膠囊包裹，然后共混于聚合物中進行紡絲、拉伸成相變纖維，經過紡紗、織造可制得蓄熱調溫織物。公安部GA 10-2002規定消防員防護服要具有一定的阻燃性和良好的隔熱性。然而上述這些方法制得的相變調溫織物不適合較長時間用于火災安全消防服。相變微膠囊囊芯(如石蠟)都屬于易燃材料，而且它們的隔熱效果不好。基于以上問題，現有消防服的安全防護能力亟需進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于，解決現有相變調溫織物的隔熱性能不好的技術問題，提供一種相變控溫材料載體的制備方法及其負載相變控溫材料的方法。

通過調控參數制備出系列具有不同形狀、不同尺寸、相同/不同極性功能分區孔道的碳海綿材料，進而在相同/不同的功能區負載合適相變溫度并且高相變潛熱相變材料作為控溫隔熱層，并且該層具有較大的儲能容量，可吸收或釋放足夠熱量以實現消防服的長時間控溫；此外，制備的新型消防服重量輕、透氣性良好和穿著舒適。

本發明的技術方案是：一種相變控溫材料載體的制備方法，包括如下步驟

(1)將聚苯乙烯顆粒進行改性處理，使得聚苯乙烯顆粒為單一親水性、單一親油性或水油兩親性；

(2)將改性處理后的聚苯乙烯顆粒，聚偏氟乙烯(PVDF)和碳納米纖維(CNF)混合并球磨成粉末，在170～200℃烘箱中保溫1～5h，最后在惰性保護氣環境下200～600℃煅燒1～10h刻蝕掉特定區域的聚苯乙烯顆粒，獲得碳海綿材料。

進一步地，所述聚苯乙烯顆粒的形狀為核桃型，蘑菇型，石榴型，海膽型。

進一步地，所述核桃型聚苯乙烯顆粒的制備方法如下：