[发明专利]一种用于防护服的相变调温纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于防护服的相变调温纤维及其制备方法，属于纺织品制造技术领域。所述相变调温纤维由相变微胶囊材料与聚乙烯塑料材料组成，采用熔融纺丝工艺制成，所述纺丝工艺中，该相变调温纤维焓值大于70J/g，且热传导系数高，能够快速与外界进行热交换，实现快速控温。该方法采用该相变调温纤维制成的防护服具有热防护效果可靠、透气率大于250mm/s、透湿率大于3300g/(d·m²)、穿着舒适性好等优点。

技术领域

本发明涉及一种用于防护服的相变调温纤维及其制备方法，属于纺织品制造技术领域，用于可调温相变防护服的制作。

背景技术

将相变材料以微胶囊的形式，通过纺丝法或后整理法施加在织物上可以获得调温纺织品。在制备相变微胶囊时，为了提高相变微胶囊的力学性能，防止使用过程中相变材料泄露，可以采用有机高聚物如三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯等为壳材。此外，为了提高相变微胶囊的热导率，还出现了采用SiO₂、TiO₂的无机壳材。

中国专利文献CN108914238A公开了一种调温抑菌纤维及其制备方法，其将调温抑菌微胶囊按照一定比例添加到成纤聚合物基质中，加入适当的助溶剂、气密性增进剂、助纺剂，混合均匀，采用熔融纺丝、湿法纺丝、静电纺丝方法进行纤维的制备，所述调温抑菌微胶囊的壁材为壳聚糖、山梨酸、黄姜根醇、日柏醇、香草醛、乙基香草醛类、酰基苯胺类等，该制备方法所制得的纤维能保持良好储热调温功能。但上述方法制备的相变纤维材料存在相变材料易流失，纤维的成纤差以及纤维储能性不佳，加工工艺繁琐等缺点。此外，中国专利文献CN111996679A公开了一种彩色辐射制冷柔性复合薄膜及其制备方法，该复合薄膜包括高分子聚合物基底以及掺杂在高分子聚合物基底内的相变微胶囊和颜料；高分子聚合物基底为高聚物/正硅酸四乙酯复合纤维，相变微胶囊为二氧化硅包裹石蜡的核壳结构微球，具有柔性好、强度高的特点。但上述方法制备的相变微胶囊复合薄膜仅使用于特定使用场景，应用在防护服等衣物上时存在进一步改进的需求。

发明内容

本发明的目的是解决相变微胶囊熔融纺丝含量低、相变材料易流失等问题，提供一种用于防护服的相变调温纤维及其制备方法，以提高该纤维的焓值，进而提升控温效果。该相变调温纤维采用相变微胶囊材料与塑料材料采用熔融纺丝工艺制成，所述纺丝工艺中，所述相变微胶囊材料在纺丝母粒中所占的质量份数为43～47％。

本发明解决上述问题采用的技术方案，一种用于防护服的相变调温纤维的原料质量份数组成如下：

相变微胶囊材料 43～47％

聚乙烯PE塑料材料 53～57％

以上各组份之和为100％；

相变微胶囊材料为壁材、芯材，质量份数配比15～25％∶75～85％；其中：壁材为二氧化硅；芯材为18烷、12酸、14酸、12醇、14醇中的一种以上，芯材温度范围为18～35℃。

用于防护服的相变调温纤维的制备方法步骤如下：

步骤一、乳化

取质量份数58～62％的去离子水加入乳化罐1中，将乳化罐的转速调至100～120转/分钟，后加入质量份数34～40％的相变微胶囊材料芯材、质量份数2～4％的乳化剂，在常压状态下，将乳化罐加热，使乳化罐内温度保持在75～85℃，继续搅拌15～25分钟后，得到乳化原料，并静置1～2小时；乳化剂为十二烷基硫酸钠或全氟壬烯氧基苯磺酸钠；乳化剂能够保持芯材在连续相中稳定分散，能够控制制备粒径相对集中的微胶囊；

步骤二、水解

将所述乳化原料流入储料池2中，并加入质量份数20％的正硅酸乙醇、质量份数0.5％的柠檬酸，在常温常压下搅拌15～30分钟后，通过上料泵3打入水解储罐4；在水解储罐中，常温常压状态下，乳化原料水解并搅拌8小时后，使正硅酸乙醇、柠檬酸与乳化原料反应完全，得到水解原料；