[發明專利]一種與織物纖維結合力強的相變微膠囊材料及制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010793311.3
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111905662B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 司馬馳;邱飛
• 申請（專利權）人: 江蘇可米新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;B01J13/14;C09K5/06
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本發明涉及一種與織物纖維結合力強的相變微膠囊材料及制備方法和應用，公開了恒溫復合纖維制備方法。相變微膠囊由8～10份正十八烷、5～10份正硅酸乙酯、3～5份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2～3份雙鍵封端的聚氨酯丙烯酸酯乳液、3～5份乳化劑、0.1～0.3份光引發劑、100～120份去離子水制備得到，制備得到的相變微膠囊應用后與織物的附著力強，可通過洗衣機連續洗滌50次仍能達到優異的結合力；相變潛熱高，根據所選取的相變微膠囊，相變溫度范圍為26?29℃，制備的恒溫復合纖維材料可廣泛應用于布料和衣物等。

技術領域

本發明涉及一種與織物纖維結合力強的相變微膠囊材料及制備方法和應用，屬于功能材料領域。

背景技術

在日常生活中，紡織品是人們不可缺少的，穿著服裝最基本的功能就是為人體提供一個穩定舒適的微環境，使人體可以更好地適應各種環境。相變微膠囊在相變過程中能夠保持溫度恒定，將其與紡織品結合，可以適當減少外界環境溫度突變對人體的不適感，如在低溫環境中相變材料釋放熱量，使人體處于舒適的環境中。因此，開發這種智能調溫紡織品是近年來研究熱點。

目前應用相變微膠囊制備智能調溫紡織品主要通過兩種方法，即紡絲法和后整理法。紡絲法是將相變微膠囊與聚合物溶體或溶液共混或復合進行紡絲制備具有調溫功能的纖維。Zhang等將正十八烷相變微膠囊混入到PE紡絲液中，采用24孔噴絲板，紡絲速度為720m/min，制備了含有微膠囊PP/PE皮芯復合短纖維。研究表明，當微膠囊含暈為20％時，纖維相變焓為11J/g，相變溫度區間為15～32℃，微膠囊在短纖維中附著良好，起到了調溫效果。隨后，Zhang等將正十八烷相變微膠囊與聚丙烯腈-偏氯乙烯共聚物混合進行紡絲制備纖維，其纖維相變焓為30J/g。辛長征以脲醛樹脂/石蠟相變微膠囊作為功能添加物，以PP為基材，采用熔噴工藝制備相變微膠囊添加量為12wt％、克重為80g/m²的熔噴保暖棉，其相變焓為8.5J/g,相變溫度為28.2℃，具有一定的儲熱調溫功能。但在紡絲過程中相變微膠囊需經過高溫、拉伸等過程，對其熱穩定性、力學性能要求較高，膠囊易破損不利于儲熱調溫功能。而且微膠囊粒徑的大小、均勻性、添加量均會影響纖維的可紡性，所以微膠囊添加量較低，纖維熱量儲存有限。通過紡絲法制備儲熱調溫纖維，其有限的儲熱功能并不適用制備低溫環境下的防護材料。

所以，如何提高相變材料的熱穩定，避免其在高溫拉伸中發生破損影響儲熱調溫功能，且如何提高相變材料和基材的結合力，提高耐水洗性，是本申請所要解決的技術問題。

為了克服現有恒溫纖維材料性能的不足，本發明公開了一種以相變微膠囊漿料為功能材料，棉纖維和腈綸纖維為主體的恒溫復合纖維材料。并通過對相變材料的制備和改性，提高其潛熱高的同時，還是提高其熱穩定性和力學性能，且與基材結合力強，提高復合纖維的耐水洗性，能長時間保持調溫功能。

發明內容

基于上述問題，本發明提供一種恒溫復合纖維材料及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

相變微膠囊的成分為：8～10份正十八烷、5～10份正硅酸乙酯、3～5份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2～3份雙鍵封端的聚氨酯丙烯酸酯乳液、3～5份乳化劑、0.1～0.3份光引發劑、100～120份去離子水。

相變微膠囊的制備方法為：將相變材料正十八烷、正硅酸乙酯和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、雙鍵封端的聚氨酯丙烯酸酯乳液、光引發劑，在30～40℃的溫度下混合均勻，得到油相混合液；

將油相混合液中加入去離子水、乳化劑，在30～40℃的溫度下以2000～3000r/min的轉速乳化15～40min，得到水包油乳液，將水包油乳液置于60～70℃的溫度下，在紫外光照射下，以保持300轉/分攪拌速率10～30S進行固化，將反應產物冷卻至室溫后，反復洗滌、抽濾，干燥至恒重，得到相變材料微膠囊。相變微膠囊為有機改性二氧化硅為殼，正十八烷為核。