[发明专利]一种相变调温纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种相变调温纤维及其制备方法,属于材料技术领域，所述相变调温纤维采用溶液复合纺丝法，将相变调温微胶囊加入纺丝液中，进行共混纺丝得到；本发明的相变调温纤维的工艺技术指标为：粘胶基微胶囊相变调温纤维平均断裂强度18.97cN/tex，平均断裂伸长率在13.1％；本发明通过相变调温纤维纺丝工艺的优化，保证了微胶囊相变介质在纺丝液中的分散均匀性，稳定了相变调温效果及良好的耐洗涤性。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种相变调温纤维及其制备方法。

背景技术

随着人民生活水平的提高和科学技术的发展，人们对功能性纤维的需求日益加大。研究表明，当人体处于热平衡时，感觉舒适的皮肤平均温度在33.4℃左右，身体任何部位的皮肤温度与皮肤平均温度的差在1.5℃～3.0℃范围内，人体感觉不冷不热，超过±4.5℃范围，人体将有冷暖感。

相变材料(Phase Chang Materials,简称PCM)是一类在一定温度范围内，依靠自身可逆相变从环境中吸收或向环境释放热量的物质。目前人类已经发现并掌握的天然或合成相变材料约有500种，它们以各种形式存在于自然界中。将相变材料加入到纤维载体中，可以开发出在一定范围内自由调节温度的相变调温纤维。

相变调温纤维是一种双向温度调节保温纤维，该纤维可以吸收、储存、重新分配和放出热量，在环境温度较高时具有吸热功能，在环境温度较低时具有放热功能，从根本上扩展了纤维原有性能，属于新型“智能”纤维。

相变调温纺织品的研制一般采用微胶囊涂层法，即通过聚合物粘合剂和涂层剂等将相变微胶囊涂敷于织物表面，从而得到相变调温纺织品。Triangle公司、Bryant和Zuckerman等人对这种涂层进行了大量研究。采用微胶囊涂层法制备相变调温纺织品方法简单方便，但织物物理机械性能和透气性能均有所下降。

其次是采用微胶囊纺丝法，即将相变微胶囊直接植入纤维内部。由于被永久地封存在纤维内部，因此微胶囊的稳定性好，在随后的纺纱、织造和染色时，可以采用一般工艺，纤维能保持原有的柔软性，但是微胶囊合成粒径、纺丝工艺等控制不当会使纤维强度受到很大的损失。

目前，微胶囊复合纺丝生产相变调温纤维的研究主要存在以下问题：

(1)由于微胶囊本身具有一定的尺寸和性质，将微胶囊与纺丝液进行共混纺丝时，很容易影响纺丝性能以及复合纤维的机械性能，并造成后续纺织加工性能和应用性能的下降。一般喷丝口的尺寸在数十微米左右，所以，要求纺丝用微胶囊的尺寸必须在1μm左右，而一般微胶囊的尺寸往往在3μm及以上，在纺丝中易堵塞，且其成型往往较差，相变性能差，这将在适合纺丝用微胶囊的合成方面存在一定的难度。

(2)在相变材料微胶囊的合成上，由于反复发生相变，使得对微胶囊的包覆性提出了更高的要求。微胶囊壁材的选取直接影响微胶囊纤维的包覆功能，相变微胶囊要求成膜性和密闭性好的壁材，以防在使用过程中发生漏液。

发明内容

本发明的目的是提供一种相变调温微纤维及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种相变调温纤维，采用溶液复合纺丝法，将相变调温微胶囊加入纺丝液中，进行共混纺丝，得到相变调温纤维；

所述相变调温微胶囊包括相变材料芯材及包裹所述相变材料芯材的壁材；所述相变材料芯材为石蜡，所述壁材为甲苯-2，4-二异氰酸酯和己二胺；所述石蜡包括液体石蜡和固体石蜡，所述液体石蜡和所述固体石蜡的质量比为1-3:1。

进一步地，所述相变材料芯材与所述壁材的质量比为1-6:1-2；所述相变调温微胶囊的平均粒径为1μm，相变温度34-39℃。

本发明还提供一种上述的相变调温纤维的制备方法，具体步骤如下：