一种调温功能纤维材料、制备方法以及应用
技术领域
本发明涉及功能性纤维材料及其制品技术领域，具体涉及一种调温功能纤维材料、制备方法以及应用。
背景技术
调温纤维是将相变蓄热材料技术、微胶囊技术与纤维制造技术相结合开发出的一种功能化新产品。含有相变材料的纺织品在外界环境温度升高时，相变材料吸收热量，从固态变为液态，降低了体表温度。相反，当外界环境温度降低时，相变材料放出热量，从液态变为固态，减少了人体向周围放出的热量，保持了人体正常体温，为人体提供舒适的“衣内微气候”环境，延长了人体处于一种舒适状态的时间。这类纤维材料可主动地“调节”周围的温度，故称为智能调温粘胶纤维。并且智能调温粘胶纤维织物可以在温度急剧变化环境过程中反复循环使用。
目前已经公开的相关文献以及市场上的相关产品较多，但主要由于蓄热微胶囊的制备技术存在一定不足，主要为原料自身性能不足以将蓄热微胶囊制备成粒径小于1μm，或者当蓄热微胶囊粒径小于1μm时其囊壁厚度相应减小，导致微胶囊易发生形变进而导致吸热放热效率降低，而微胶囊粒径过大时微胶囊在纤维材料中的含量不能太高，并且纤维也不能加工过细，导致纤维面料的亲肤性较差，不利于作为贴身衣物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调温功能纤维材料以实现克服上述技术缺陷。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种调温功能纤维材料，所述调温功能纤维材料是采用蓄热微胶囊为功能添加物，并将其与再生纤维素浆料进行共混，通过喷丝、干燥的纤维制造技术，使所述蓄热微胶囊包含于纤维内，所述蓄热微胶囊占所述调温功能纤维材料质量百分含量为60～90％，其中所述蓄热微胶囊直径为0.1～1μm，包括囊芯和包裹所述囊芯的囊壁，所述囊芯的相变温度为10～50℃，相变焓为120～200J/g，所述囊芯包括丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯、双烷基酯、十二烷基苯磺酸钠，所述囊壁包括甲苯-2，-4-二异氰酸酯、1，6-己二胺、酚醛树脂。
进一步在于：所述囊芯包括如下质量份数原材料：丙烯酸烷基酯10～20份、甲基丙烯酸烷基酯20～30份、苯乙烯30～40份、双烷基酯2～5份、十二烷基苯磺酸钠5～10份。
进一步在于：所述囊壁包括如下质量份数原材料：甲苯-2，-4-二异氰酸酯10～20份、1，6-己二胺10～20份、酚醛树脂20～30份。
本发明公开了一种制备上述的调温功能纤维材料的方法，包括如下步骤：
a、将丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯、双烷基酯充分混合均匀后加入到含有的十二烷基硫酸钠的水中，超声乳化得到乳液；
b、将1，6-己二胺配和甲苯-2，-4-二异氰酸酯制成30％wt的水溶液后滴加入步骤a得到的乳液中70℃反应得到蓄热微胶囊悬乳液；
c、将酚醛树脂滴加入步骤b得到的具有微胶囊悬乳液中，调节pH值为5.5，反应1.5～2h后，抽滤、洗涤、干燥得到蓄热微胶囊；
d、将步骤c得到的蓄热微胶囊与再生纤维素浆料共混，并通过喷丝、干燥，即得调温功能纤维材料。
进一步在于：所述步骤a中料乳化的温度均为37℃。
进一步在于：所述步骤a中的超声频率为20khz。
进一步在于：所述步骤b中加热时间为8～10h。
进一步在于：所述步骤d中喷丝直径控制在10～20μm，干燥温度为70～90℃。
进一步在于：在进行所述步骤a前，将所有原料通过纳米粉碎机研磨至粒径为1～100nm的粉体。
本发明还公开了一种对所述的调温功能纤维材料的应用方法，具体是所述调温功能纤维材料应用于纺织成面料后用于制作服装、被褥。
本发明的有益效果：
1、通过加入酚醛树脂，使蓄热微胶囊形成两层囊壁结构，增加了囊壁的力学性能，能够使蓄热微胶囊整体的粒径控制在1μm以内，进而可以提高本功能纤维材料中蓄热微胶囊的含量，提高调温效率；
2、通过降低了蓄热微胶囊的粒径，能够将纤维制作的更细，编制面料后纤维更加柔软顺滑，大大提高了亲肤性；
3、由于加入酚醛树脂，以及采用再生纤维素对蓄热微胶囊进行包覆，面料有很高的抗静电性以及易染色性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明蓄热微胶囊的扫描电子显微镜的照片图；
图2是本发明功能纤维的扫描电子显微镜的照片图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施方式中公开了一种调温功能纤维材料、制备方法以及应用，其中所述调温功能纤维材料是采用蓄热微胶囊为功能添加物，并将其与再生纤维素浆料进行共混，通过喷丝、干燥的纤维制造技术，其中再生纤维素可以是棉、麻、竹子纤维，并使所述蓄热微胶囊包含于纤维内，所述蓄热微胶囊占所述调温功能纤维材料质量百分含量为60～90％，其中所述蓄热微胶囊直径为0.1～1μm，包括囊芯和包裹所述囊芯的囊壁，所述囊芯的相变温度为10～50℃，相变焓为120～200J/g，所述囊芯包括丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯、双烷基酯、十二烷基苯磺酸钠，所述囊壁包括甲苯-2，-4-二异氰酸酯、1，6-己二胺、酚醛树脂。
在制备前，将所有原料通过纳米粉碎机研磨至粒径为1～100nm的粉体。然后进行制备，制备方法包括如下步骤：
a、将丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯、双烷基酯充分混合均匀后加入到含有的十二烷基硫酸钠的水中，保持37℃进行超声乳化，超声频率为20khz，得到乳液；
b、将1，6-己二胺配和甲苯-2，-4-二异氰酸酯制成30％wt的水溶液后滴加入步骤a得到的乳液中加热并保持70℃，时间为8～10h，反应得到蓄热微胶囊悬乳液；
c、将酚醛树脂滴加入步骤b得到的具有微胶囊悬乳液中，调节pH值为5.5，反应1.5～2h后，抽滤、洗涤、干燥得到蓄热微胶囊；
d、将步骤c得到的蓄热微胶囊与再生纤维素浆料共混，并通过喷丝、干燥，即得调温功能纤维材料，其中喷丝直径控制在10～20μm，干燥温度为70～90℃。
本发明具体实施方式还公开了一种对所述的调温功能纤维材料的应用方法，具体是所述调温功能纤维材料应用于纺织成面料后用于制作服装、被褥。
为了进一步说明本发明的技术方案，一下给出本发明的具体实施例进行说明：
将上述实施例的调温功能纤维材料的喷丝直径控制为14μm，烘干后得到纤维材料进行测试，结果如下：
实验结果能够证明在蓄热微胶囊的粒径越小、单位长度的纤维中蓄热微胶囊含量越高吸放热量更大、抗静电性更佳。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
