[发明专利]一种智能控温型间位芳纶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种智能控温型间位芳纶及其制备方法，向间位芳纶纺丝原液中加入相变微胶囊，采用湿法纺丝完成纺丝，即得到智能控温型间位芳纶，所述相变微胶囊包括壁材以及包裹在壁材中的芯材，所述壁材采用聚对苯二甲酰对苯二胺、聚脲或聚氨酯，所述芯材采用石蜡/石墨烯复合材料，且所述石蜡/石墨烯复合材料占相变微胶囊质量的20％‑75％，所述相变微胶囊占智能控温型间位芳纶质量的3％‑20％。本发明工艺简单，控温效果良好，选择的相变材料成本较低，纤维中的相变材料不易流失。

技术领域

本发明属于间位芳纶技术领域，具体涉及一种智能控温型间位芳纶及其制备方法。

背景技术

间位芳纶是一种高性能特种纤维，具有阻燃性、耐高温、电绝缘、高强度，耐化学腐蚀等优良的性能，主要应用于个体防护和工业领域。新时期的个人防护需求对防护材料、防护服装及防护技术提出了更高的要求，比如功能集成化。在外界环境温度变化中纤维具有控温能力可以为着装者在极端环境下提供一个相对舒适和安全的衣内微环境。最初研究控温纤维主要用于宇航员服装和一些精密仪器的外套，现在随着对高质量、高性能纺织品的需求日益加剧，智能控温间位芳纶纤维应运而生。

纤维控温能力一般通过在纤维中添加相变材料来实现，具有双向调节功能。当外界环境温度升高时，纤维中包含的相变材料发生相变，从固态变为液态，吸收热量储存于纤维内部；当外界环境温度降低时，相变材料从液态变为固态，释放出储存的热量，保持体感温度在较小范围内，使人体处于一种舒适的状态。智能控温纤维的这种吸热和放热过程是自动的、可逆的、无限次的。

相变材料自面世以来，因其智能化、自主性颇受研究者关注，目前已广泛应用在建筑、太阳能、家电类等智能产品中，而在纺织领域，相变材料相对来说还有待进一步研究展开。

相变材料与化学纤维相结合的制备方法主要有：共混法、微胶囊化法、中空纤维填充法和后整理四种方法。专利号CN104153203A中涉及一种智能调温纺织品及其制备方法，采用涂层粘合剂对相变微胶囊进行包裹混合后，涂布在纺织面料表面而制成。该方法属于后整理领域，后整理方法虽然简单易操作，但是在面料的使用和洗护过程中易脱落，功能效果的耐久性需要进一步提高；中空纤维填充法相对来说操作复杂；共混法存在相变材料易流失等问题；微胶囊技术成功将相变材料包裹在特定的壁材内，有效解决了实际应用中泄露的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能控温型间位芳纶及其制备方法，以克服现有技术的不足，本发明工艺简单，控温效果良好，选择的相变材料成本较低，纤维中的相变材料不易流失。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能控温型间位芳纶的制备方法，向间位芳纶纺丝原液中加入相变微胶囊，采用湿法纺丝完成纺丝，即得到智能控温型间位芳纶，所述相变微胶囊包括壁材以及包裹在壁材中的芯材，所述壁材采用聚对苯二甲酰对苯二胺、聚脲或聚氨酯，所述芯材采用石蜡/石墨烯复合材料，且所述石蜡/石墨烯复合材料占相变微胶囊质量的20％-75％，所述相变微胶囊占智能控温型间位芳纶质量的3％-20％。

进一步地，所述石蜡/石墨烯复合材料中石蜡采用直链烷烃，其分子式C_xH_2x+2，16≤x≤27；当壁材采用聚对苯二甲酰对苯二胺时，其分子结构为40≤n≤200。

进一步地，所述相变微胶囊采用界面聚合的方法制备，具体步骤如下：

(1)在去离子水中加入乳化剂，搅拌混合均匀后形成乳化溶液，然后加入缚酸剂，得到水相；

(2)在有机溶剂中加入石蜡/石墨烯复合材料和对苯二甲酰氯，搅拌混合均匀，得到有机相；

(3)在高速搅拌下，将混合均匀后的有机相分散在水相中，进行乳化处理，乳化完成后调整搅拌速度，将调配好的对苯二胺溶液加入到乳化液中，当体系pH不变时，反应结束，然后过滤、洗涤、烘干，即得到相变微胶囊。