一种智能调温纺织品及其制备方法技术

一种智能调温纺织品及其制备方法。智能调温纺织品将正硅酸乙酯、无水乙醇和蒸馏水常温水解聚合成二氧化硅网状结构凝胶，然后加入醇类相变材料而制成复合相变材料，最后将复合相变材料与粘合剂混合后涂布在纺织面料的表面而制成。本发明专利技术的智能调温纺织品是将相变材料嵌入到导热系数较高的二氧化硅三维网状结构的凝胶中而制成纳米至微米级的复合相变材料，然后将复合相变材料涂布在纺织面料的表面而制成，其利用凝胶的网状结构抑制相变过程中液态相变材料的析出，从而不会对纺织品的外观造成类似油浸状的负面影响，而且复合相变材料的性能稳定且具有较高的相变焓及适宜的调温区间。另外，制备方法工艺过程简单，对设备要求低，且反应过程容易控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能纺织品及其制备方法，特别是涉及。
技术介绍
随着人民生活水平的提高，人们对于服装的要求已经从单纯的“保暖性”逐步转变为对其“功能性”、“舒适性”的追求，其中防皱、阻燃、拒油、防水透湿等功能性纺织品的相继问世极大地推动了纺织品后整理技术的发展。随着研究领域的不断拓宽及纺织加工技术的不断发展，人们对服装最基本的保暖御寒作用有了新的认识和理解。如何将时尚、美感与服装保暖性能有机地结合起来，运用现代高新纺织加工技术，打破多年延续的仅靠机械增、减着装厚度来抵御大自然四季轮回的传统观念，变静态、被动的抵御为动态、积极的调节，给予服装以新时代的气息，已成为人们的热门话题。智能调温纺织品对外界环境温度具有独特的智能响应性，当外界环境温度升高时，其能够从环境中吸收热量并储存于纺织品内部；而当外界环境温度降低时，其又可将储存于纺织品内的热量放出，从而在其周围形成一个温度基本恒定的局部气候，由此达到温度调节的目的，因此这种纺织品又称为空调织物。由于智能调温纺织品的这种独特性质而使其具有很大的实用价值，因此深受广大消费者的欢迎，所以市场潜力巨大。国内、外专家一致认为继防水透湿等功能织物面市二十多年以后，智能调温纺织品将是下一个最重要的，也是最具开发价值的舒适性纺织品之一。相变材料是一种利用相变潜热来贮能和放能的化学材料。将相变材料与纺织品结合可以开发出具有调温性能的智能纺织品，该纺织品是一种通过维内含有纺织品表面或纤的相变材料遇冷、热后发生固-液可逆相变而吸收、放出能量，从而具有温度调节功能的新型高技术纺织品。目前研究人员采用了多种工艺将相变材料与纺织品进行结合来开发具有调温性能的智能纺织品，最具代表性的工艺如下(1)空纤维填充法，即将相变材料填充到中空纤维中，从而赋予纤维蓄热保温、调温性能。该方法是将带有结晶水的硫酸钠、氯化钙或氯化锶等水合盐封入中空纤维中，利用含结晶水的盐类在周围环境温度变化时的熔融或凝固过程来吸收或放出热量，但是由于结晶水合盐具有相分离现象，因此，这种纤维的实用性不强。(2)微胶囊法，该方法是将具有特定温度范围的相变材料用某些高分子化合物或无机化合物以物理或化学的方法包覆起来，并制成直径在1μm～100μm之间常态下稳定的固体微粒。虽然这种方法具有工艺成熟、原料易得且易于大规模工业生产等优点，但存在的问题是作为核心的固—液相变材料的相变体积变化高达15％以上，因此要求高分子包封层必须要有足够的厚度和强度，这样不仅会增加微囊包封的成本，而且反复收缩和膨胀将会影响使用寿命。另外，该类材料的导热系数很低，因此在许多场合下需加入导热剂，这样势必会降低蓄热容量和温度调控能力。(3)复合纺丝法，该方法是将相变材料与纺丝原液混合后进行纺丝。1993年日本酯公司提出了以脂肪族聚酯为芯成分或岛成分，以普通聚合物为皮成分或海成分，采用熔融复合纺丝方法制备具有吸热、放热功能纤维的专利申请。1994年日本东洋纺公司提出了以聚丁二醇为芯成分或岛成分，以普通聚合物为皮成分或海成分，采用熔融复合纺丝方法制备具有吸热、放热功能纤维的专利申请。2000年底，天津工业大学研制出了相变物质含量在16％以上，单丝纤度为5dtex的蓄热调温纤维，而且该技术方案获得了国家专利技术专利。清华大学张寅平等人在非典期间利用相变材料的调温功能研制出医用降温服，但该法对设备的要求高，因此难以实现产业化。(4)涂层法，该方法是将相变材料与粘合剂混合后直接涂覆于纺织品上而制成智能调温纺织品，具有简单易行的优点，但是，由于大多数相变材料发生相变时伴有液相的产生，因此在发生吸热融熔时会给织物外观带来类似油浸状的负面影响，从而降低了利用该法制成的产品服用性能，通常采用降低织物上相变材料含量的方法来解决这一问题，但这同样会降低织物的调温效果。溶胶—凝胶法是一种可以制备从零维到三维材料的全维材料湿化学制备反应方法。该方法是利用液体化学试剂(或将粉状试剂溶于溶剂中)或溶胶为原料，以该原料作为反应物而在液相下均匀混合并进行反应，反应生成物是稳定的溶胶体系，经放置一定时间转变为凝胶，然后借助蒸发除去液体介质即可成型为所需制品。目前该方法已广泛应用于电子、复合材料、生物、陶瓷、光学、电磁学、热学、化学以及环境处理等诸多领域，但将凝胶与相变材料复合后应用于纺织品而制成智能调温纺织品到目前为止尚未见报道。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种相变过程中无液态相变材料析出，因而不会对纺织品的外观造成负面影响的智能调温纺织品。本专利技术的另一个目的在于提供一种上述智能调温纺织品的制备方法。为了达到上述目的，本专利技术提供的智能调温纺织品是将正硅酸乙酯、无水乙醇和蒸馏水以4～6∶4～20∶0.7～5.7的重量比在常温下水解聚合成二氧化硅网状结构的凝胶，然后加入占上述凝胶20～45％重量比的醇类相变材料而制成复合相变材料，最后将上述复合相变材料与粘合剂以1∶1～4的重量比混合后并调成涂料而涂布在纺织面料的表面而制成。所述的醇类相变材料为十四醇、十二醇或十醇。所述的粘合剂为丙烯酸酯类化合物。所述的复合相变材料在纺织面料表面的涂布量为10～60g/m2。所述的纺织面料为涤/棉平纹织物或棉织物。本专利技术提供的智能调温纺织品的制备方法是按照下列步骤顺序进行1)将正硅酸乙酯、无水乙醇和蒸馏水以4～6∶4～20∶0.7～5.7的重量比在常温下混合，然后在40-80℃的温度下搅拌10-20分钟；2)将上述混合液的pH值调至1～5后继续搅拌30分钟而制成二氧化硅网状结构的凝胶；3)在上述凝胶中加入占凝胶20～45％重量比的熔融醇类相变材料并继续搅拌80-110分钟，然后在50-90℃的温度下烘干至恒重而得到固态复合相变材料；4)将上述复合相变材料粉碎至50～500微米的细度，并与丙烯酸酯类粘合剂以1∶1～4的重量比混合，然后加入水调制成10～14厘泊(25℃)粘度的涂料；5)将上述涂料以10～60g/m2的涂布量涂布在纺织面料的表面，然后在80～100℃的温度下预烘3分钟，最后在120～130℃的温度下焙烘3分钟即制成智能调温纺织品。本专利技术提供的智能调温纺织品是将有机相变材料先嵌入到导热系数较高的二氧化硅三维网状结构的凝胶中而制成纳米至微米级的复合相变材料，然后将复合相变材料与粘合剂混合后涂布在纺织面料的表面而制成，其可利用凝胶的网状结构来抑制相变过程中液态相变材料的析出，从而不会对纺织品的外观造成类似油浸状的负面影响，而且复合相变材料的性能稳定且具有较高的相变焓及适宜的调温区间。另外，该制备方法工艺过程简单，对设备的要求低，而且反应过程容易控制。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术提供的智能调温纺织品及其制备方法进行详细说明。下面所有实施例中所用的纺织面料均为涤/棉平纹织物(28tex×28tex，256根/10cm×204根/10cm)。实施例1将5.21g正硅酸乙酯、16g无水乙醇和3.15g蒸馏水于容器中混合，然后在60℃的温度下搅拌15min，用盐酸将该混合液的pH值调至3，继续搅拌30min而制成二氧化硅网状结构的凝胶，然后在该凝胶中加入12.34g熔融的十四醇，继续搅拌105min后置于80℃的烘箱中烘干至恒重而得到固态复合相变材料。将上述固态复合相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能调温纺织品，其特征在于：所述的智能调温纺织品是将正硅酸乙酯、无水乙醇和蒸馏水以４～６∶４～２０∶０．７～５．７的重量比在常温下水解聚合成二氧化硅网状结构的凝胶，然后加入占上述凝胶２０～４５％重量比的醇类相变材料而制成复合相变材料，最后将上述复合相变材料与粘合剂以１∶１～４的重量比混合后并调成涂料而涂布在纺织面料的表面而制成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓光，李俊升，李桦，张晓林，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]