一种三维多层填充电热蒸发织物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三维多层填充电热蒸发织物、制备方法及应用。所述织物包括依次复合的电热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层，三者通过捆绑纱相互交织结合为一体。制备方法为：按照纱线的选择方案排布各层经纱和捆绑纱；引入各层纬纱；引入漂浮嵌入材料；捆绑纱相互交织，将各层织造成一体。将所述电热蒸发层中的电热纤维的两端连接电极，利用电热纤维产生的热量将电热蒸发层中的水分加热蒸发。该织物具有三维一体结构，质量轻，强度高，结构简单，可以产业化生产；在海水淡化和污水处理领域具有重要应用前景。

Three dimensional multi-layer filling electrothermal evaporation fabric and preparation method thereof

The invention discloses a three-dimensional multi-layer filling electrothermal evaporation fabric, a preparation method and application. The fabric comprises an electrothermal evaporation layer, a floating insulation layer and a water absorbing layer which are sequentially combined, and the three are interwoven and interwoven into one body by binding yarn. The preparation method is to arrange warp and bundled yarn in each layer according to the choice of yarn; introduce the weft of each layer; introduce the floating embedded material; the bundled yarn interweaves each other, and weaves each layer into one. The ends of the electrothermal fibers in the electrothermal evaporation layer are connected with electrodes, and the heat generated by electric heating fibers is used to heat and evaporate the water in the electrothermal evaporation layer. The fabric has a three dimensional structure with light weight, high strength, simple structure and industrial production, and has an important application prospect in the field of seawater desalination and sewage treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种三维多层填充电热蒸发织物及其制备方法
本专利技术涉及一种三维多层填充电热蒸发织物及其制备方法，属于新材料

技术介绍
陆地上的淡水资源总量只占地球上水体总量的2.53％，淡水的绝大部分又被封冻在南北两极及高山的冰层和冰川中，难以利用。淡水资源的时空分布不均和人类的不合理利用，使世界上许多地区面临着严重的淡水资源危机。随着经济的发展，淡水的使用量急剧增加，而经济增长、人口增加以及水体的污染，导致我国当前淡水资源严重短缺，成为经济持续发展的重要障碍，淡水资源的开发势在必行。海水淡化技术是解决淡水来源的有效途径，不断地在创新和发展，应用前景广阔。目前，海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等。蒸馏法中的多级闪蒸技术，动力消耗大，设备的操作弹性小，多效蒸馏技术的低温多效蒸馏设备体积较大，装置费用高；电渗析法工艺简单，除盐率高，但水回收率低，队不带电荷的物质无脱除能力，且能耗大，不适用大规模的海水淡化工程；反渗透法需要具有选择透过性能的“半透膜”，膜的寿命和抗污染问题不能有效解决，反渗透膜、高压泵、能量回收装置需定期更换。以上技术主要是利用热能和电能作为海水淡化的能源，且淡化效率不高，设备复杂，淡化过程慢。因此，研发新型的蒸发织物对海水或者其它类型的污水进行蒸馏提纯非常必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种液体蒸发织物及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种三维多层填充电热蒸发织物，其特征在于，包括依次复合的电热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层，三者通过捆绑纱相互交织结合为一体；电热蒸发层由电热蒸发层纬纱、电热蒸发层经纱构成，吸水层由吸水层经纱、吸水层纬纱构成，漂浮隔热层由漂浮嵌入材料构成。优选地，所述电热蒸发层纬纱、电热蒸发层经纱采用电热纤维外包缠吸水蒸发纤维。更优选地，所述吸水蒸发纤维采用亲水性天然纤维、再生纤维素纤维、亲水改性的化学纤维或其膨体纱；电热纤维采用碳纤维、石墨烯纤维、碳纳米管纤维和金属镀层纤维中的任意一种或几种的混杂；吸水蒸发纤维与电热纤维喂入速度比1.5～5∶1。优选地，所述吸水层经纱、吸水层纬纱采用亲水性天然纤维、再生纤维素纤维或亲水改性的化学纤维。更优选地，所述天然纤维为的棉纱线或麻纱线；化学纤维为涤纶、锦纶或丙纶。优选地，所述漂浮嵌入材料采用拒水海绵、拒水泡沫材料或两端封闭的空心管状材料。目的是实现织物漂浮和隔绝蒸发层热量的耗散，使蒸发层的吸收的热量聚集在蒸发层表面，起到快速加热和蒸发水分的作用。优选地，所述捆绑纱采用天然纤维、再生纤维素纤维、亲水改性的化学合成纤维或其膨体纱。更优选地，所述天然纤维为棉、麻或苎麻纤维。优选地，所述捆绑纱的交织密度为2～10根经纱织造循环。捆绑纱将各层织物捆绑成为一个整体，并且将吸水层的水分传导到蒸发层。本专利技术还提供了上述三维多层填充电热蒸发织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：按照纱线的选择方案排布各层经纱和捆绑纱；第二步：开动引纬装置，引入各层纬纱；第三步：重复第二步操作多次；第四步：引入漂浮嵌入材料；第五步：捆绑纱相互交织，将各层织造成一体，并通过步进电机卷取；第六步：完成需要的织造循环后下机。本专利技术还提供了上述三维多层填充电热蒸发织物的应用，其特征在于，将所述电热蒸发层中的电热纤维的两端连接电极，利用电热纤维产生的热量将电热蒸发层中的水分加热蒸发。该织物可以用于海水淡化，也可以用于工业废水，农业污水的净化处理。本专利技术提供的一种三维填充结构电热蒸发织物的制备方法，工艺简单，工艺流程短，适合工业化生产。与现有技术相比，本专利技术有益效果在于：1.本专利技术提供了一种三维填充结构电热蒸发织物的制备方法，实现了集导水、漂浮隔热和电热蒸发于一体的一种三维填充结构电热蒸发织物；2.本专利技术获得的一种三维填充结构电热蒸发织物中的通过嵌入低密度的拒水隔热材料，实现织物漂浮和隔绝蒸发层热量的耗散，使蒸发层的吸收的热量聚集在蒸发层表面，提高了水分蒸发效率；3.本专利技术提供了一种三维填充结构电热蒸发织物具有三维一体结构，强度高、蒸发速度快，可用于海水淡化和污水处理领域。附图说明图1为本专利技术提供的三维多层填充电热蒸发织物的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例1-3制得的三维多层填充电热蒸发织物的结构如图1所示，一种三维多层填充电热蒸发织物，其特征在于，包括依次复合的电热蒸发层1、漂浮隔热层2、吸水层3，三者通过捆绑纱9相互交织结合为一体；电热蒸发层1由电热蒸发层纬纱4、电热蒸发层经纱5构成，吸水层3由吸水层经纱7、吸水层纬纱8构成，漂浮隔热层2由漂浮嵌入材料6构成。电热蒸发层纬纱4、电热蒸发层经纱5采用电热纤维外包缠吸水蒸发纤维。实施例1一种碳纤维棉纤维包缠纱电热蒸发织物及其制备方法：选用T-300碳纤维(东丽公司，12K)作为电热纤维，选用细度为30支的棉纤维作为吸水蒸发纤维，将棉纤维包缠在碳纤维表面作为电热蒸发层纬纱4、电热蒸发层经纱5，包缠参数：喂入速度比1.5∶1；选用长度10厘米，宽度0.4厘米，高度0.5厘米，孔径为10-20微米的闭孔发泡海绵作为漂浮嵌入材料6；选用20支棉纤维作为吸水层经纱7、吸水层纬纱8；选用20支苎麻纤维作为捆绑纱9；设定织物宽度10厘米，经纬密：5根/厘米；捆绑纱9的密度：2.5根/厘米。织造过程：第一步，按照纱线的选择方案排布经纱和捆绑纱9；第二步，开动引纬装置，引入各层纬纱，电机卷取；第三步，重复上述操作2次；第四步，引入漂浮嵌入材料6；第五步，捆绑纱9相互交织，将各层经纬纱织造成一体；第六步，步进电机卷取；第七步，完成50个织造循环后下机。所获得的碳纤维棉纤维包缠纱电热蒸发织物，长度20厘米，厚度0.8厘米。将上述电热蒸发层1中的电热纤维的两端连接电极，利用电热纤维产生的热量将电热蒸发层1中的水分加热蒸发。实施例2一种镀镍碳纤维苎麻纤维包缠纱电热蒸发织物及其制备方法：选用镀镍碳纤维(苏州捷迪纳米科技公司，12K)作为电热纤维；选用细度为40支的苎麻纤维作为吸水蒸发纤维，将苎麻纤维包缠在碳纤维表面作为电热蒸发层纬纱4、电热蒸发层经纱5，包缠参数：喂入速度比2∶1；选用长度10厘米，宽度1厘米，高度0.6厘米，孔径为10-20微米的闭孔发泡海绵作为漂浮嵌入材料6；选用20支棉纤维作为吸水层经纱7、吸水层纬纱8；选用20支苎麻纤维作为捆绑纱9；设定织物宽度10厘米，经纬密：5根/厘米；捆绑纱9的密度：1根/厘米。织造过程：第一步，按照纱线的选择方案排布经纱和捆绑纱9；第二步，开动引纬装置，引入各层纬纱，电机卷取；第三步，重复上述操作5次；第四步，引入漂浮嵌入材料6；第五步，捆绑纱9相互交织，将各层经纬纱织造成一体；第六步，步进电机卷取；第七步，完成20个织造循环后下机。所获得的镀镍碳纤维苎麻纤维包缠纱电热蒸发织物，长度20厘米，高度0.8厘米。实施例3一种碳纳米管纱线涤纶纤维包缠纱电热蒸发织物及其制备方法：选用直径为1毫米的碳纳米管膜卷纱(苏州捷迪纳米科技有限公司)作为电热纤维，选用细度为200tex的亲水改性涤纶膨体纱作为吸水蒸发纤维，将涤纶纤维包缠在碳纳米管纱线表面作为电热蒸发层纬纱4、电热蒸发层经纱5，包缠参数：喂入速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维多层填充电热蒸发织物，其特征在于，包括依次复合的电热蒸发层(1)、漂浮隔热层(2)、吸水层(3)，三者通过捆绑纱(9)相互交织结合为一体；电热蒸发层(1)由电热蒸发层纬纱(4)、电热蒸发层经纱(5)构成，吸水层(3)由吸水层经纱(7)、吸水层纬纱(8)构成，漂浮隔热层(2)由漂浮嵌入材料(6)构成。

【技术特征摘要】
1.一种三维多层填充电热蒸发织物，其特征在于，包括依次复合的电热蒸发层(1)、漂浮隔热层(2)、吸水层(3)，三者通过捆绑纱(9)相互交织结合为一体；电热蒸发层(1)由电热蒸发层纬纱(4)、电热蒸发层经纱(5)构成，吸水层(3)由吸水层经纱(7)、吸水层纬纱(8)构成，漂浮隔热层(2)由漂浮嵌入材料(6)构成。2.如权利要求1所述的三维多层填充电热蒸发织物，其特征在于，所述电热蒸发层纬纱(4)、电热蒸发层经纱(5)采用电热纤维外包缠吸水蒸发纤维。3.如权利要求2所述的三维多层填充电热蒸发织物，其特征在于，所述吸水蒸发纤维采用亲水性天然纤维、再生纤维素纤维、亲水改性的化学纤维或其膨体纱；电热纤维采用碳纤维、石墨烯纤维、碳纳米管纤维和金属镀层纤维中的任意一种或几种的混杂；吸水蒸发纤维与电热纤维喂入速度比1.5～5∶1。4.如权利要求1所述的三维多层填充电热蒸发织物，其特征在于，所述吸水层经纱(7)、吸水层纬纱(8)采用亲水性天然纤维、再生纤维素纤维或亲水改性的化学纤维。5.如权利要求1所述的三维多层填充电热蒸发织物，其特征在于，所述捆绑纱(9)采用天然纤维、...

【专利技术属性】
技术研发人员：许福军，周梦婕，王丽华，安亦锦，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31