本發(fā)明涉及一種纖維，特別涉及一種相變調(diào)溫纖維及相變調(diào)溫微膠囊的制備方法。

背景技術(shù)：

相變調(diào)溫纖維是一種自動感知外界環(huán)境溫度的變化而智能調(diào)節(jié)溫度的高技術(shù)纖維。該纖維以提高服裝的舒適性為主要目的。該纖維織物可以吸收、儲存、重新分配和放出熱量，在環(huán)境溫度低時，自動調(diào)高織物內(nèi)溫度；在環(huán)境溫度高時，自動調(diào)低織物內(nèi)溫度，使織物內(nèi)溫度處于較舒適的范圍。相變材料蓄熱調(diào)溫纖維可以在環(huán)境溫度高于相變點(diǎn)時吸熱而在環(huán)境溫度低于相變點(diǎn)時放熱，從而在一定程度上使纖維周圍的溫度維持恒定，這種性能是天然纖維和普通化學(xué)纖維所不具備的，有望給人們未來的生活帶來新的變化。已經(jīng)較為成熟的蓄熱調(diào)溫紡織品制造工藝包括涂層整理工藝、復(fù)合紡絲工藝和微膠囊紡絲工藝等。

但是，調(diào)溫纖維所織成的織物，在日常使用和洗滌過程中，很容易導(dǎo)致具有調(diào)溫功能的介質(zhì)流失，使調(diào)溫功效降低甚至消失，耐洗性能差等問題。在發(fā)展上受到很大的限制，因此非常必要研究一種保證調(diào)溫纖維中調(diào)溫介質(zhì)長久有效的調(diào)溫纖維。

碳納米管（CNTs）的導(dǎo)熱系數(shù)非常高，一般為2000-6000Wm-1K-1，同時還具備空心圓 柱結(jié)構(gòu)等特異的性質(zhì)，在近些年受到了研究者廣泛的關(guān)注。要將材料填充進(jìn)碳納米管中，需 要其表面張力低于200mN·m-1，如水、聚合物以及石蠟等是滿足這一條件的。根據(jù)應(yīng)用中所 需的工作溫度可以選擇不同相變溫度的有機(jī)類相變材料，使得相應(yīng)的管內(nèi)填充材料的相變 性質(zhì)具有一定的可調(diào)性；碳納米管內(nèi)填充物逐漸拓展到聚合物和石蠟等有機(jī)物，使其能夠應(yīng)用到相變領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明的目的：本發(fā)明公開了一種相變調(diào)溫纖維及相變調(diào)溫微膠囊的制備方法，相變調(diào)溫微膠囊的制備方法簡單，制備的相變調(diào)溫微膠囊粒徑較小，具有較大的比表面積，降低相變過程較大的體積變化對膠囊結(jié)構(gòu)的破壞，提高了穩(wěn)定性，包覆率高，抗?jié)B透性好；相變調(diào)溫纖維具有調(diào)溫效果好，抗菌防靜電，透氣性能優(yōu)良，相變材料不易流失，耐洗性能好，調(diào)溫更加智能。

技術(shù)方案：為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明公開了一種相變調(diào)溫纖維，包括設(shè)在內(nèi)層的粘膠纖維層和外層的聚酯纖維層，所述粘膠纖維層包裹在發(fā)熱纖維層外，所述發(fā)熱纖維層由對稱緊靠設(shè)置的兩根第一發(fā)熱纖維和兩根對稱緊靠設(shè)置第二發(fā)熱纖維螺旋纏繞而成；所述粘膠纖維層外表面貼附有納米銀纖維層，所述納米銀纖維層外表面包附有相變調(diào)溫材料層，所述相變調(diào)溫材料層外側(cè)包附有碳納米管膜層，所述聚酯纖維層設(shè)在碳納米管膜層外表面，所述聚酯纖維層中上均勻分布有通孔，外部空氣進(jìn)入到相變調(diào)溫纖維中使得相變調(diào)溫纖維能夠更好的感知外部空氣的溫度，實現(xiàn)更好更快更智能的調(diào)節(jié)纖維的溫度。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述聚酯纖維層為阻燃涼感聚酯纖維，提高纖維的阻燃性能和涼感舒適度。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述第一發(fā)熱纖維為光能發(fā)熱纖維或者化學(xué)發(fā)熱纖維；所述第二發(fā)熱纖維為吸濕發(fā)熱纖維；所述第一吸熱纖維捻度與第二吸熱纖維捻度比為2:1。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述納米銀纖維層包括竹炭纖維和納米銀顆粒，所述納米銀顆粒均勻的分布在所述竹炭纖維內(nèi)表面，所述納米銀顆粒的粒徑為1-10nm。提高了纖維的防靜電防輻射性能。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述納米銀纖維層設(shè)有空腔，所述空腔截面成若干環(huán)形間隔分布的圓弧形。提高了纖維的彈性強(qiáng)度和透氣性能。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述相變調(diào)溫材料層設(shè)有相變調(diào)溫微膠囊，所述相變調(diào)溫微膠囊為石蠟相變調(diào)溫微膠囊。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述石蠟相變調(diào)溫微膠囊是以相變材料石蠟為芯材，碳納米管為壁材的納米微膠囊；所述石蠟相變調(diào)溫微膠囊的粒徑為30-50nm。石蠟相變調(diào)溫膠囊粒徑較小，比表面積較大，穩(wěn)定性較高，熱傳導(dǎo)效率較高可以降低相變過程較大的體積變化對膠囊結(jié)構(gòu)的破壞。

進(jìn)一步的，上述所述的相變調(diào)溫微膠囊的制備方法，包括以下步驟方法：

（1）取石蠟材料、吐溫60按質(zhì)量比為1:3混合溶于去離子水中，65℃恒溫、2500rpm高速分散下滴加10%的檸檬酸，調(diào)pH至3，繼續(xù)反應(yīng)2.5h，直至石蠟徹底乳化，反應(yīng)后體系溫度降低至60℃，得到水包油石蠟乳液。

（2）將濃硝酸處理碳納米管，在磁力攪拌加熱器中120℃回流3-4h，用0.02μm超濾膜抽濾，并用蒸餾水洗滌至中性，在60℃烘箱中干燥24h。

（3）將步驟（2）中濃硝酸處理過的碳納米管加入到球形瓶中，80-90℃水浴加熱，通過真空泵將球形瓶中的空氣和碳納米管內(nèi)空氣抽走，保持真空15min。

（4）將步驟（1）中得到的水包油石蠟乳液加入到球形瓶中，80-90℃水浴加熱真空反應(yīng)30min，分離純化得到石蠟調(diào)溫微膠囊，所述石蠟調(diào)溫微膠囊粒徑為30-50nm。

（5）反應(yīng)結(jié)束后，加入無水乙醇熱溶劑洗滌3次，將洗滌后的混合液合并用0.02μm超濾膜抽濾，干燥即得到所述石蠟調(diào)溫微膠囊。

進(jìn)一步，上述步驟（2）和（3）中水浴溫度為90℃，步驟（2）回流時間為3h。

上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明所述的一種相變調(diào)溫纖維及相變調(diào)溫微膠囊的制備方法，相變調(diào)溫微膠囊的制備方法簡單，制備的相變調(diào)溫微膠囊粒徑較小，具有較大的比表面積，降低相變過程較大的體積變化對膠囊結(jié)構(gòu)的破壞，提高了穩(wěn)定性，包覆率高，抗?jié)B透性好；采用相變調(diào)溫微膠囊使得纖維能夠根據(jù)外部的溫度自動調(diào)節(jié)纖維的內(nèi)部溫度；通過在相變調(diào)溫纖維的外層包附有碳納米管膜層，使得相變調(diào)溫材料具有耐洗性，不會隨著清洗次數(shù)的增加流失，具有長久穩(wěn)定的相變調(diào)溫性能；同時在相變調(diào)溫纖維外層纖維層中設(shè)有通孔，使得外部的空氣能夠通過通孔進(jìn)入相變調(diào)溫纖維中，使得相變調(diào)溫纖維能夠更快更準(zhǔn)的調(diào)節(jié)纖維的溫度，調(diào)溫更加智能，相變調(diào)溫微膠囊的制備方法簡單。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-聚酯纖維層，2-粘膠纖維層，3-發(fā)熱纖維層，31-第一發(fā)熱纖維層，32-第二發(fā)熱纖維層，4-納米銀纖維層，41-納米銀顆粒，42-空腔，5-相變調(diào)溫纖維層，51-相變調(diào)溫微膠囊，6-碳納米管膜層，7-通孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述。

下述實施例1-3所述方法制備的相變調(diào)溫微膠囊制成的一種相變調(diào)溫纖維，如圖1所示，包括設(shè)在內(nèi)層的粘膠纖維層2和外層的聚酯纖維層1，所述粘膠纖維層2包裹在發(fā)熱纖維層3外，所述發(fā)熱纖維層3由對稱緊靠設(shè)置的兩根第一發(fā)熱纖維31和兩根對稱緊靠設(shè)置第二發(fā)熱纖維32螺旋纏繞而成；所述粘膠纖維層2外表面貼附有納米銀纖維層4，所述納米銀纖維層4外表面包附有相變調(diào)溫材料層5，所述相變調(diào)溫材料層5外側(cè)包附有碳納米管膜層6，所述聚酯纖維層1設(shè)在碳納米管膜層6外表面，碳納米管膜可以防止相變調(diào)溫材料流失和避免汗水灰塵等污漬進(jìn)入到纖維層中，保證纖維的清潔；所述聚酯纖維層1中上均勻分布有通孔7，外部空氣進(jìn)入到相變調(diào)溫纖維中5使得相變調(diào)溫纖維能夠更好的感知外部空氣的溫度，實現(xiàn)更好更快更智能的調(diào)節(jié)纖維的溫度。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述聚酯纖維層1為阻燃涼感聚酯纖維，提高纖維的阻燃性能。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述第一發(fā)熱纖維31為光能發(fā)熱纖維或者化學(xué)發(fā)熱纖維；所述第二發(fā)熱纖維32為吸濕發(fā)熱纖維；所述第一吸熱纖維捻度與第二吸熱纖維捻度比為2:1。提高了相變調(diào)溫纖維吸濕吸汗排濕排汗、透氣性能。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述納米銀纖維層4包括竹炭纖維和納米銀顆粒41，所述納米銀顆粒41均勻的分布在所述竹炭纖維內(nèi)表面，所述納米銀顆粒41的粒徑為1-10nm。提高了相變調(diào)溫纖維的防靜電防輻射性能。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述納米銀纖維層4設(shè)有空腔42，所述空腔42截面成若干環(huán)形間隔分布的圓弧形。提高了相變調(diào)溫纖維的彈性強(qiáng)度和透氣性能。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述相變調(diào)溫材料層5設(shè)有相變調(diào)溫微膠囊51，所述相變調(diào)溫微膠囊51為石蠟相變調(diào)溫微膠囊。

進(jìn)一步的，上述一種相變調(diào)溫纖維，所述石蠟相變調(diào)溫微膠囊是以相變材料石蠟為芯材，碳納米管為壁材的納米微膠囊；所述石蠟相變調(diào)溫微膠囊的粒徑為30-50nm。石蠟相變調(diào)溫膠囊粒徑較小，比表面積較大，穩(wěn)定性較高，熱傳導(dǎo)效率較高可以降低相變過程較大的體積變化對膠囊結(jié)構(gòu)的破壞。

實施例1

上述所述的相變調(diào)溫纖維中的相變調(diào)溫微膠囊的制備方法，包括以下步驟方法：

（1）取石蠟材料、吐溫60按質(zhì)量比為1:3混合溶于去離子水中，65℃恒溫、2500rpm高速分散下滴加10%的檸檬酸，調(diào)pH至3，繼續(xù)反應(yīng)2.5h，直至石蠟徹底乳化，反應(yīng)后體系溫度降低至60℃，得到水包油石蠟乳液。

（2）將濃硝酸處理碳納米管，在磁力攪拌加熱器中120℃回流3h，用0.02μm超濾膜抽濾，并用蒸餾水洗滌至中性，在60℃烘箱中干燥24h。

（3）將步驟（2）中濃硝酸處理過的碳納米管加入到球形瓶中，80℃水浴加熱，通過真空泵將球形瓶中的空氣和碳納米管內(nèi)空氣抽走，保持真空15min。

（4）將步驟（1）中得到的水包油石蠟乳液加入到球形瓶中，80℃水浴加熱真空反應(yīng)30min，分離純化得到石蠟調(diào)溫微膠囊，所述石蠟調(diào)溫微膠囊粒徑為30-50nm。

（5）反應(yīng)結(jié)束后，加入無水乙醇熱溶劑洗滌3次，將洗滌后的混合液合并用0.02μm超濾膜抽濾，干燥即得到所述石蠟調(diào)溫微膠囊。

實施例2

上述所述的相變調(diào)溫纖維中的相變調(diào)溫微膠囊的制備方法，包括以下步驟方法：

（1）取石蠟材料、吐溫60按質(zhì)量比為1:3混合溶于去離子水中，65℃恒溫、2500rpm高速分散下滴加10%的檸檬酸，調(diào)pH至3，繼續(xù)反應(yīng)2.5h，直至石蠟徹底乳化，反應(yīng)后體系溫度降低至60℃，得到水包油石蠟乳液。

（2）將濃硝酸處理碳納米管，在磁力攪拌加熱器中120℃回流4h，用0.02μm超濾膜抽濾，并用蒸餾水洗滌至中性，在60℃烘箱中干燥24h。

（3）將步驟（2）中濃硝酸處理過的碳納米管加入到球形瓶中，90℃水浴加熱，通過真空泵將球形瓶中的空氣和碳納米管內(nèi)空氣抽走，保持真空15min。

（4）將步驟（1）中得到的水包油石蠟乳液加入到球形瓶中，90℃水浴加熱真空反應(yīng)30min，分離純化得到石蠟調(diào)溫微膠囊，所述石蠟調(diào)溫微膠囊粒徑為30-50nm。

（5）反應(yīng)結(jié)束后，加入無水乙醇熱溶劑洗滌3次，將洗滌后的混合液合并用0.02μm超濾膜抽濾，干燥即得到所述石蠟調(diào)溫微膠囊。

實施例3

上述所述的相變調(diào)溫纖維中的相變調(diào)溫微膠囊的制備方法，包括以下步驟方法：

（1）取石蠟材料、吐溫60按質(zhì)量比為1:3混合溶于去離子水中，65℃恒溫、2500rpm高速分散下滴加10%的檸檬酸，調(diào)pH至3，繼續(xù)反應(yīng)2.5h，直至石蠟徹底乳化，反應(yīng)后體系溫度降低至60℃，得到水包油石蠟乳液。

（2）將濃硝酸處理碳納米管，在磁力攪拌加熱器中120℃回流3h，用0.02μm超濾膜抽濾，并用蒸餾水洗滌至中性，在60℃烘箱中干燥24h。

（3）將步驟（2）中濃硝酸處理過的碳納米管加入到球形瓶中，90℃水浴加熱，通過真空泵將球形瓶中的空氣和碳納米管內(nèi)空氣抽走，保持真空15min。

（4）將步驟（1）中得到的水包油石蠟乳液加入到球形瓶中，90℃水浴加熱真空反應(yīng)30min，分離純化得到石蠟調(diào)溫微膠囊，所述石蠟調(diào)溫微膠囊粒徑為30-50nm。

（5）反應(yīng)結(jié)束后，加入無水乙醇熱溶劑洗滌3次，將洗滌后的混合液合并用0.02μm超濾膜抽濾，干燥即得到所述石蠟調(diào)溫微膠囊。

上述實施例1-3制備的相變調(diào)溫微膠囊粒徑較小，具有較大的比表面積，降低相變過程較大的體積變化對膠囊結(jié)構(gòu)的破壞，提高了穩(wěn)定性，包覆率高，抗?jié)B透性好。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。