[发明专利]一种相变调温微胶囊及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种相变调温微胶囊及其制备方法和应用,属于材料技术领域，包括相变材料芯材及包裹所述相变材料芯材的壁材，本发明以相变材料石蜡为芯材，甲苯‑2，4二异氰酸酯(TDI)和己二胺为壁材，合成共聚物苯乙烯‑顺丁烯二酸酐的水解物(SMH)为乳化剂，采用原位聚合技术，将相变材料包覆在微胶囊内部，制成相变调温微胶囊。通过正交试验研究实验参数对合成微胶囊的影响，最终确定微胶囊合成工艺；该工艺技术指标为：调温微胶囊平均粒径在1μm左右，相变温度34‑39℃。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％。

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微胶囊及其制备方法和应用。

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胶囊及其制备方法和应用，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微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

将乙二胺加入到蒸馏水中，得到乙二胺溶液，在所述乙二胺溶液中加入十二烷基硫酸钠，加热，得到乙二胺和十二烷基硫酸钠水溶液；

石蜡加热至融化，将所述乙二胺和十二烷基硫酸钠水溶液置于高剪切条件下，迅速加入所述融化的石蜡和甲苯-2,4-二异腈酸酯，加入乳化液，乳化，乳化完毕得到稳定分散的乳化液；