[发明专利]一种与织物纤维结合力强的相变微胶囊材料及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种与织物纤维结合力强的相变微胶囊材料及制备方法和应用，公开了恒温复合纤维制备方法。相变微胶囊由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份双键封端的聚氨酯丙烯酸酯乳液、3～5份乳化剂、0.1～0.3份光引发剂、100～120份去离子水制备得到，制备得到的相变微胶囊应用后与织物的附着力强，可通过洗衣机连续洗涤50次仍能达到优异的结合力；相变潜热高，根据所选取的相变微胶囊，相变温度范围为26‑29℃，制备的恒温复合纤维材料可广泛应用于布料和衣物等。

技术领域

本发明涉及一种与织物纤维结合力强的相变微胶囊材料及制备方法和应用，属于功能材料领域。

背景技术

在日常生活中，纺织品是人们不可缺少的，穿着服装最基本的功能就是为人体提供一个稳定舒适的微环境，使人体可以更好地适应各种环境。相变微胶囊在相变过程中能够保持温度恒定，将其与纺织品结合，可以适当减少外界环境温度突变对人体的不适感，如在低温环境中相变材料释放热量，使人体处于舒适的环境中。因此，开发这种智能调温纺织品是近年来研究热点。

目前应用相变微胶囊制备智能调温纺织品主要通过两种方法，即纺丝法和后整理法。纺丝法是将相变微胶囊与聚合物溶体或溶液共混或复合进行纺丝制备具有调温功能的纤维。Zhang等将正十八烷相变微胶囊混入到PE纺丝液中，采用24孔喷丝板，纺丝速度为720m/min，制备了含有微胶囊PP/PE皮芯复合短纤维。研究表明，当微胶囊含暈为20％时，纤维相变焓为11J/g，相变温度区间为15～32℃，微胶囊在短纤维中附着良好，起到了调温效果。随后，Zhang等将正十八烷相变微胶囊与聚丙烯腈-偏氯乙烯共聚物混合进行纺丝制备纤维，其纤维相变焓为30J/g。辛长征以脲醛树脂/石蜡相变微胶囊作为功能添加物，以PP为基材，采用熔喷工艺制备相变微胶囊添加量为12wt％、克重为80g/m²的熔喷保暖棉，其相变焓为8.5J/g,相变温度为28.2℃，具有一定的储热调温功能。但在纺丝过程中相变微胶囊需经过高温、拉伸等过程，对其热稳定性、力学性能要求较高，胶囊易破损不利于储热调温功能。而且微胶囊粒径的大小、均匀性、添加量均会影响纤维的可纺性，所以微胶囊添加量较低，纤维热量储存有限。通过纺丝法制备储热调温纤维，其有限的储热功能并不适用制备低温环境下的防护材料。

所以，如何提高相变材料的热稳定，避免其在高温拉伸中发生破损影响储热调温功能，且如何提高相变材料和基材的结合力，提高耐水洗性，是本申请所要解决的技术问题。

为了克服现有恒温纤维材料性能的不足，本发明公开了一种以相变微胶囊浆料为功能材料，棉纤维和腈纶纤维为主体的恒温复合纤维材料。并通过对相变材料的制备和改性，提高其潜热高的同时，还是提高其热稳定性和力学性能，且与基材结合力强，提高复合纤维的耐水洗性，能长时间保持调温功能。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种恒温复合纤维材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

相变微胶囊的成分为：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份双键封端的聚氨酯丙烯酸酯乳液、3～5份乳化剂、0.1～0.3份光引发剂、100～120份去离子水。

相变微胶囊的制备方法为：将相变材料正十八烷、正硅酸乙酯和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、双键封端的聚氨酯丙烯酸酯乳液、光引发剂，在30～40℃的温度下混合均匀，得到油相混合液；

将油相混合液中加入去离子水、乳化剂，在30～40℃的温度下以2000～3000r/min的转速乳化15～40min，得到水包油乳液，将水包油乳液置于60～70℃的温度下，在紫外光照射下，以保持300转/分搅拌速率10～30S进行固化，将反应产物冷却至室温后，反复洗涤、抽滤，干燥至恒重，得到相变材料微胶囊。相变微胶囊为有机改性二氧化硅为壳，正十八烷为核。