一种发热相变皮芯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种发热相变皮芯纤维及其制备方法，本发明专利技术纤维皮层在有红外线的条件下，进行光热转化产生自发热现象，在温度低的环境中，转化的热量会传到纤维芯层，引起纤维芯层的相变，有一定的自动补偿芯层散失热量的作用；当外界温度较高时，芯层会吸收热量，变成液相，将热量存储；当外界温度较低时，纤维芯层的相变材料会从液态转变成固态，释放热量，能起到智能调温的作用，故本发明专利技术能够制备一种皮层具有远红外发热功能、芯层具有保持恒温功能的新型纤维，可用于积极产热式保暖、调温式保暖材料、智能服装领域等新型纺织材料的开发，满足新型纤维材料对双向调温、主动温度补偿、智能导热及人体保健等多功能化要求，极大改善传统服装的舒适性和环境温度适应性。

A heating phase transition skin core fiber and its preparation method

The invention discloses a phase change heating sheath core fiber and a preparation method thereof. The invention of fiber cortex in infrared conditions of photothermal conversion self heating phenomenon, in the environment of low temperature, the heat will be transformed to the fiber core layer, caused by the phase change fiber core layer, a core of automatic compensation the effect of heat dissipation layer; when the outside temperature is high, the core layer absorbs heat into liquid, the heat storage; when the outside temperature is low, the phase change material fiber core layer will change from liquid state to solid state, releasing heat, can play the role of intelligent temperature, so the invention can prepare a a cortex has a far infrared heating function, the core layer has a new fiber to keep constant temperature function, can be used for the development of active heat heat, temperature controlled warm materials, smart clothing and other new field of textile materials It meets the multi-functional requirements of new fiber materials for two-way temperature regulation, active temperature compensation, intelligent heat conduction and human health care, which greatly improves the adaptability and comfort of traditional clothing.

【技术实现步骤摘要】
一种发热相变皮芯纤维及其制备方法
本专利技术涉及一种皮芯纤维，具体涉及一种发热相变皮芯纤维及其制备方法。
技术介绍
中国专利申请“一种吸光发热功能性纤维及其纺丝加工工艺及面料”(公开号CN104213242A)，提供了一种吸光发热功能性纤维及其纺丝加工工艺及面料，其能解决现有保温蓄热功能性纤维或织物吸热效率较差的问题，并且其织造后也不需要再进行染色，从而能够达到节能减排的目的。技术方案是由重量份数不少于90份的聚酯切片、重量份数为1份～10份的无机黑色粒子以及重量份数为0份～9份的色母粒经干燥混合后，熔融纺丝加工成吸光发热功能性纤维，并且其中无机黑色粒子和色母粒二者重量份数之和不超过10份，吸光发热功能性纤维最终经过针织大圆机织造、落水定型而制成具有吸光发热功能的面料。中国专利申请“一种多功能聚酯纤维的制备方法”(公开号CN104264493A)，提供了一种多功能聚酯纤维的制备方法，以抗菌功能的聚酯纤维为基础纤维，另选择性的添加防螨、远红外、负离子、蓄能发热、驱蚊、VCE、芦荟、胶原蛋白、芳香等功能。防螨、远红外、负离子、蓄能发热采用功能性母粒制得或者采用浸渍法制得；驱蚊、VCE、芦荟、胶原蛋白、芳香采用浸渍法制得。不同种类功能采用不同的制备方法，在保证效果的同时降低成本。上述的功能纤维材料皆没有提及纤维的调温控温功能。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种具有远红外发热及保持恒温功能的发热相变皮芯纤维及其制备方法。技术方案：一种发热相变皮芯纤维，纤维的截面为皮芯复合结构，皮层为无机发热粒子改性的高分子成纤聚合物，芯层是由低分子相变材料、无机盐颗粒、纺丝高分子材料制备而成的调温材料。进一步，皮层与芯层的质量之比为1:4～4:1。进一步，皮层中高分子成纤聚合物所占质量百分数为60％～99.9％，无机发热粒子所占质量百分数为0.1％～40％。进一步，所述高分子成纤聚合物为聚酯、聚酰胺、PLA中的一种或多种任意配比混合，包括PET、PBT、PTT、PA66及PA66。进一步，所述无机发热粒子为远红外陶瓷粉、碳化锆粉体、碳化硅粉体中的一种或多种任意配比混合。进一步，所述无机发热粒子的粒径为1000～15000目进一步，芯层中低分子相变材料所占质量百分数为0.1％～50％，无机盐颗粒所占质量百分数为0.1～10％，纺丝高分子材料所占质量百分数为40～99.8％。进一步，所述低分子相变材料为烷烃类低分子相变材料、脂肪酸类低分子相变材料、聚醇类低分子相变材料中的一种或多种任意配比混合；所述烷烃类低分子相变材料为正十烷～四十烷中的一种或任意配比多种混合，所述脂肪酸类低分子相变材料为辛酸～三十烷酸中的一种或多种任意配比混合，所述聚醇类低分子相变材料为聚十醇～聚三十醇中的一种或多种任意配比混合。进一步，所述无机盐颗粒为NiFe2O4、Fe3O4、MgTiO3、Al2O3-B2O3、CeO2、ZrO2、Al2O3、GeO2、Mn2O3-M3O4、Co3O4、Nb2O5、TiO2、NiO、ZnO、SnO2、La2CuO4中的一种或多种任意配比混合。所述纺丝高分子材料为为聚酯、聚酰胺或PLA，包括PET、PBT和PTT。上述发热相变皮芯纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)无机发热粒子改性成纤聚合物的制备将无机发热粒子、高分子成纤聚合物混合，并搅拌均匀，挤出造粒，即制备得到无机发热粒子改性高分子成纤聚合物切片或母粒；(2)芯层调温材料的制备将低分子相变材料、无机盐颗粒、纺丝高分子材料进行充分混合，即制备得到芯层调温材料；(3)发热相变皮芯纤维的制备将无机发热粒子改性高分子成纤聚合物与芯层调温材料加入双组份皮芯型复合纺丝机进行熔融纺丝，皮芯型复合纺丝组件为同心型、偏心型或海岛型，纺丝温度为200～300℃，即制备得到发热相变皮芯纤维。有益效果：本专利技术发热相变皮芯纤维的皮层为发热无机粉体改性的高分子成纤聚合物材料，不但可以对芯层相变材料进行有效的封装，而且可以赋予纤维材料一定的发热功能；芯层采用低分子相变材料、无机盐颗粒、纺丝高分子材料，可以使纤维芯层保持一定的恒温，并且根据选择的低分子齐聚物的种类不同，使纤维保持温度不同；本专利技术纤维皮层在有红外线的条件下，进行光热转化产生自发热现象，在温度低的环境中，转化的热量会传到纤维芯层，引起纤维芯层的相变，有一定的自动补偿芯层散失热量的作用；当外界温度较高时，芯层会吸收热量，变成液相，将热量存储；当外界温度较低时，纤维芯层的相变材料会从液态转变成固态，释放热量，能起到智能调温的作用，故本专利技术能够制备一种皮层具有远红外发热功能、芯层具有保持恒温功能的新型纤维，可用于积极产热式保暖、调温式保暖材料、智能服装领域等新型纺织材料的开发，满足新型纤维材料对双向调温、主动温度补偿、智能导热及人体保健等多功能化要求，极大改善传统服装的舒适性和环境温度适应性。具体实施方式下面对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例：实施例1：一种发热相变皮芯纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)无机发热粒子改性高分子成纤聚合物的制备将99.9千克PET与0.1千克目数为1000的碳化锆粉体混合均匀并干燥，在275℃的条件下，经双螺杆共混造粒，制备得到。(2)芯层调温材料的制备：将0.1千克正十烷(烷烃类低分子相变材料)，0.1千克NiFe2O4，99.8千克PET混合均匀并干燥，制备得到芯层调温材料(或称芯层相变材料)。(3)发热相变皮芯纤维的制备：将制备好的无机发热粒子改性高分子成纤聚合物100千克与芯层调温材料(或称芯层相变材料)100千克投入到双组份复合纺丝机(或称双组分复合长丝纺丝机、双组份皮芯型复合纺丝机，为现有设备，以下相同)中进行皮芯纺丝，其中纤维皮层为无机发热粒子改性高分子成纤聚合物，纺丝温度为300℃，即制备得到发热相变皮芯纤维。实施例2：一种发热相变皮芯纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)无机发热粒子改性高分子成纤聚合物的制备将90千克PBT与10千克2000目远红外陶瓷粉体混合均匀并干燥，在245℃的条件下，经双螺杆共混造粒，制备得到无机发热粒子改性高分子成纤聚合物。(2)芯层调温材料的制备：将1千克正二十烷(烷烃类低分子相变材料)，1千克Fe3O4，98千克PBT混合均匀并干燥，制备得到芯层调温材料。(3)发热相变皮芯纤维的制备：将制备好的无机发热粒子改性高分子成纤聚合物60千克与芯层调温材料(或称芯层相变材料)140千克投入到双组份复合纺丝机中进行皮芯纺丝，其中纤维皮层为无机发热粒子改性高分子成纤聚合物，纺丝温度为255℃，即制备得到发热相变皮芯纤维。实施例3：一种发热相变皮芯纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)无机发热粒子改性高分子成纤聚合物的制备将80千克PA66与20千克目数为3000碳化硅粉体混合均匀并干燥，在250℃的条件下，经双螺杆共混造粒，制备得到无机发热粒子改性高分子成纤聚合物(发热粉体改性高分子成纤聚合物)。(2)芯层调温材料的制备：将10千克正四十烷(烷烃类低分子相变材料)，2千克Fe3O4，88千克PTT混合均匀并干燥，制备得到芯层调温材料(或称芯层相变材料)。(3)发热相变皮芯纤维的制备：再将制备好的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发热相变皮芯纤维，其特征在于：纤维的截面为皮芯复合结构，皮层为无机发热粒子改性的高分子成纤聚合物，芯层是由低分子相变材料、无机盐颗粒、纺丝高分子材料制备而成的调温材料。

【技术特征摘要】
1.一种发热相变皮芯纤维，其特征在于：纤维的截面为皮芯复合结构，皮层为无机发热粒子改性的高分子成纤聚合物，芯层是由低分子相变材料、无机盐颗粒、纺丝高分子材料制备而成的调温材料。2.根据权利要求1所述的发热相变皮芯纤维，其特征在于：皮层与芯层的质量之比为1:4～4:1。3.根据权利要求1所述的发热相变皮芯纤维，其特征在于：皮层中高分子成纤聚合物所占质量百分数为60%～99.9%，无机发热粒子所占质量百分数为0.1%～40%。4.根据权利要求1或3所述的发热相变皮芯纤维，其特征在于：所述高分子成纤聚合物为聚酯、聚酰胺、PLA中的一种或多种任意配比混合，包括PET、PBT、PTT、PA66及PA6。5.根据权利要求1所述的发热相变皮芯纤维，其特征在于：所述无机发热粒子为远红外陶瓷粉、碳化锆粉体、碳化硅粉体中的一种或多种任意配比混合。6.根据权利要求1或5所述的发热相变皮芯纤维，其特征在于：所述无机发热粒子的粒径为1000～15000目。7.根据权利要求1所述的发热相变皮芯纤维，其特征在于：芯层中低分子相变材料所占质量百分数为0.1%～50%，无机盐颗粒所占质量百分数为0.1～10%，纺丝高分子材料所占质量百分数为40～99.8%。8.根据权利要求1或7所述的发热相变皮芯纤维，其特征在于：所述低分子相变材料为烷烃类低分子相变材...

【专利技术属性】
技术研发人员：史利梅，张忠安，王栋，戴钧明，赵青华，刘传生，周琼，
申请(专利权)人：中国石化仪征化纤有限责任公司，中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32