一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术属于纤维制备技术领域，公开一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法，包括：(1)将硬脂酸丁酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，倒入苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐溶液中，持续乳化8‑11min，得到乳液；(2)向乳液中加入三乙醇胺溶液，并于37‑42℃保温反应1.8‑2.2h，然后升温至68.3‑72.6℃保温反应3.9‑4.3h，降温出料，连续洗涤、抽滤6次后进行干燥处理得到固体粉末；(3)将固体粉末与超高分子量聚乙烯溶液进行混合，搅拌升温至50‑80℃，保温0.3‑0.8h后，形成纺丝流体；(4)将纺丝流体由下料釜注入双螺杆挤出机得到的冻胶原丝，经过萃取、超倍拉伸制备得到含有相变调温微胶囊的超高分子量聚乙烯纤维。本发明专利技术方法制备的超高分子量聚乙烯纤维具有良好的储热性能。

A phase change and temperature control microcapsule UHMWPE fiber and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法
本专利技术属于纤维制备
，涉及一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。
技术介绍
超高分子量聚乙烯纤维是以超高分子量聚乙烯为原料制得的纤维。超高的分子量使得超高分子量聚乙烯纤维具有耐磨性强、润滑性好、强度高、化学性质稳定、抗老化等优异的性能。因此，超高分子量聚乙烯纤维在国防军需装备(例如，防弹衣、直升机、坦克和舰船的装甲防护板等)、航空航天(例如，各种飞机的翼尖结构、飞机着陆时使用的减速降落伞、飞机悬吊重物使用的绳索等)、民用(例如，海洋工程中船舶外表面上使用的抗冲击、防锈蚀、防腐蚀包覆材料、各种海洋建筑构件的防腐、防附着、耐磨材料、工业中使用的耐压容器、传送带、过滤材料、医学领域使用的牙托材料等)等方面有着广泛的应用。相变储能纤维是将一种或多种相变材料与纤维通过复合后，得到的具有自动调节温度的智能纤维，它利用所含的相变物质来感应环境温度变化，由此产生相变过程来吸收和释放热量，从而达到纤维对环境温度的平衡和调节的作用。相变储能纤维作为一种备受研究者关注的新型材料，在服装织品、医用、建筑以及航空航天等领域有着广泛的应用前景。目前，将相变储能应用到超高分子量聚乙烯纤维中的研究相对较少，本专利技术针对此应用提出一种相变微胶囊超高分子量聚乙烯纤维，用于传统织物，使其具有优良的储热性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种稳定性优良、具有良好储热性能的相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)将硬脂酸丁酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，倒入苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐溶液中，持续乳化8-11min，得到乳液；(2)将步骤(1)所得乳液转移到容器中，不断搅拌下加入三乙醇胺溶液，并于37-42℃保温反应1.8-2.2h，然后升温至68.3-72.6℃保温反应3.9-4.3h，降温出料，连续洗涤、抽滤6次后进行干燥处理得到相变调温微胶囊固体粉末；(3)将步骤(2)得到的相变调温微胶囊固体粉末与超高分子量聚乙烯溶液按照1:100-1:120的质量比在溶胀釜中进行混合，搅拌升温至50-80℃，保温0.3-0.8h后，形成纺丝流体；(4)将步骤(3)得到的纺丝流体由下料釜注入双螺杆挤出机得到的冻胶原丝，经过萃取、超倍拉伸制备得到相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维。优选的，步骤(1)所述硬脂酸丁酯的加入量为20-40g；异佛尔酮二异氰酸酯的加入量为7-8g。优选的，步骤(1)所述苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐溶液通过将1-2g苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐溶于180-230mL去离子水中配制所得。优选的，步骤(1)所述乳化转速为5500-8000r/min。优选的，步骤(2)所述三乙醇胺溶液的质量分数为10-15％；所述三乙醇胺溶液的加入量为8-12ml。优选的，步骤(3)所述超高分子量聚乙烯溶液是采用常规方法制备的高分子量聚乙烯溶液。优选的，步骤(3)所述纺丝流体中超高分子量聚乙烯的质量百分数为12.5％-15.6％。本专利技术的另一目的保护一种由上述制备方法制备得到的相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：(1)采用本专利技术方法制得的微胶囊表面光滑紧密、轮廓清晰且分布呈球形，微胶囊的稳定性优良。(2)采用本专利技术方法制得的相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维，与传统的聚乙烯纤维相比，具有良好的储热性能。(3)采用本专利技术方法制得的相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维水洗5-7次后，微胶囊残留率可达95％以上，保存率高；熔融热焙为15.24J/g，用于作为织物具有优良的储热性能，实际调温效果明显。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例1一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)将20g硬脂酸丁酯和7g异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，倒入含有1g苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐的180mL去离子水中，在5500r/min转速下持续乳化11min，得到乳液；(2)将步骤(1)所得乳液转移到容器中，不断搅拌下加入质量分数为10％的三乙醇胺溶液12ml，并于37℃保温反应2.2h，然后升温至68.3℃保温反应4.3h，降温出料，连续洗涤、抽滤6次后进行干燥处理得到相变调温微胶囊固体粉末；(3)将步骤(2)得到的相变调温微胶囊固体粉末与超高分子量聚乙烯溶液按照1:100的质量比在溶胀釜中进行混合，搅拌升温至50℃，保温0.8h后，形成纺丝流体；其中纺丝流体中超高分子量聚乙烯的质量百分数为12.5％；(4)将步骤(3)得到的纺丝流体由下料釜注入双螺杆挤出机得到的冻胶原丝，经过萃取、超倍拉伸制备得到相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维。实施例2一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)将30g硬脂酸丁酯和7.5g异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，倒入含有1.5g苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐的200mL去离子水中，在6500r/min转速下持续乳化9min，得到乳液；(2)将步骤(1)所得乳液转移到容器中，不断搅拌下加入质量分数为12％的三乙醇胺溶液10ml，并于40℃保温反应2.1h，然后升温至70.5℃保温反应4.0h，降温出料，连续洗涤、抽滤6次后进行干燥处理得到相变调温微胶囊固体粉末；(3)将步骤(2)得到的相变调温微胶囊固体粉末与超高分子量聚乙烯溶液按照1:110的质量比在溶胀釜中进行混合，搅拌升温至65℃，保温0.5h后，形成纺丝流体；其中纺丝流体中超高分子量聚乙烯的质量百分数为13.8％；(4)将步骤(3)得到的纺丝流体由下料釜注入双螺杆挤出机得到的冻胶原丝，经过萃取、超倍拉伸制备得到相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维。实施例3一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)将40g硬脂酸丁酯和8g异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，倒入含有2g苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐的230mL去离子水中，在8000r/min转速下持续乳化8min，得到乳液；(2)将步骤(1)所得乳液转移到容器中，不断搅拌下加入质量分数为15％的三乙醇胺溶液8ml，并于42℃保温反应1.8h，然后升温至72.6℃保温反应3.9h，降温出料，连续洗涤、抽滤6次后进行干燥处理得到相变调温微胶囊固体粉末；(3)将步骤(2)得到的相变调温微胶囊固体粉末与超高分子量聚乙烯溶液按照1:120的质量比在溶胀釜中进行混合，搅拌升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)将硬脂酸丁酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，倒入苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐溶液中，持续乳化8-11min，得到乳液；/n(2)将步骤(1)所得乳液转移到容器中，不断搅拌下加入三乙醇胺溶液，并于37-42℃保温反应1.8-2.2h，然后升温至68.3-72.6℃保温反应3.9-4.3h，降温出料，连续洗涤、抽滤6次后进行干燥处理得到相变调温微胶囊固体粉末；/n(3)将步骤(2)得到的相变调温微胶囊固体粉末与超高分子量聚乙烯溶液按照1:100-1:120的质量比在溶胀釜中进行混合，搅拌升温至50-80℃，保温0.3-0.8h后，形成纺丝流体；/n(4)将步骤(3)得到的纺丝流体由下料釜注入双螺杆挤出机得到的冻胶原丝，经过萃取、超倍拉伸制备得到相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将硬脂酸丁酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，倒入苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐溶液中，持续乳化8-11min，得到乳液；
(2)将步骤(1)所得乳液转移到容器中，不断搅拌下加入三乙醇胺溶液，并于37-42℃保温反应1.8-2.2h，然后升温至68.3-72.6℃保温反应3.9-4.3h，降温出料，连续洗涤、抽滤6次后进行干燥处理得到相变调温微胶囊固体粉末；
(3)将步骤(2)得到的相变调温微胶囊固体粉末与超高分子量聚乙烯溶液按照1:100-1:120的质量比在溶胀釜中进行混合，搅拌升温至50-80℃，保温0.3-0.8h后，形成纺丝流体；
(4)将步骤(3)得到的纺丝流体由下料釜注入双螺杆挤出机得到的冻胶原丝，经过萃取、超倍拉伸制备得到相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维。


2.根据权利要求1所述的相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述硬脂酸丁酯的加入量为20-40g；异佛尔酮二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨恒，高波，吴传清，林明清，周运波，
申请(专利权)人：湖南中泰特种装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43