温度自适应控湿调温织物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种温度自适应控湿调温织物及其制备方法。所述温度自适应控湿调温织物的制备方法包括：在所述织物的两侧表面分别原位交联LCST型高分子材料与UCST型高分子材料，形成由LCST型高分子材料构成的内涂层以及由UCST型高分子材料构成的外涂层。本发明专利技术通过在织物的双面原位交联两种具有相反响应性的温敏高分子，可以在温度变化时实现水分可逆传导，从而达到控湿调温的效果。

Temperature adaptive temperature and humidity control fabric and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
温度自适应控湿调温织物及其制备方法
本专利技术涉及织物制备领域，尤其涉及一种温度自适应控湿调温织物及其制备方法。
技术介绍
具有温度或湿度调节能力的衣物作为与人类近距离接触的“空调”材料，能够个性化、小范围、灵活性地调节体表微环境和舒适度，替代大面积空调使用，在节能减排、可持续发展方面意义重大，是近年来极具潜力的智能材料研究方向之一。其中通过结合特殊导热材料增强热传导效率，或通过调节材料微结构增强热辐射或热对流方式构建的温度调节衣物，被证明具有良好的散热冷却或保温效果。然而，单纯通过调节体表温度的方法达到穿着舒适往往不够，如果汗液不能及时排出，依然使穿着者感到闷热潮湿。因此，通过构建织物特殊浸润性或调控纤维、织物结构的方法促进吸湿排汗从而达到降温效果，成为炎热环境下获取清凉干爽体感的有效策略。然而，传统的吸湿排汗织物往往具有整体统一的表面能或结构，使得汗液传导过程不具备方向性，汗液依然部分留在体表。近年来，膜材料领域出现的具有两面不同润湿性的Janus膜技术为实现湿度的单向传导(即单向导湿)提供了重要思路。其正反面不对称性能产生的压力差(包括表面能差或毛细力差)不仅为液体跨膜传输提供了内部驱动力，同时保证传输过程具有类似“二极管”的单向性。基于此策略，人们通过使织物内层(靠近皮肤层)疏水外层亲水，或构建由内向外逐渐增大的毛细管力而设计出了一系列具有单向导湿功能的织物，使得汗液不断由内向外排出并快速蒸发，起到凉爽干燥的效果。此方法使得衣物在夏季的户外穿着时有较好的舒适性，但是当考虑到复杂的实际日常穿着，尤其包括室内外场景切换时，其适应性差限制了实际应用。例如，在空调房里办公的城市上班族以及在特殊低温场所(如冷库、恒温室或冰球馆等)工作的人群，他们通常会面临从炎热环境进入寒冷环境的场景。当周围环境迅速变冷，体表和环境的巨大温差往往导致身体的极度不适，甚至导致一系列疾病如低体温症。因此，设计和开发在高温时促进体表热量和湿度释放，低温时又能保持体表温暖湿润的自适应织物，能够在复杂环境下最大限度地保持人体舒适度。
技术实现思路
本专利技术的目的首先在于提供一种温度自适应控湿调温织物的制备方法，制得的温度自适应控湿调温织物能够在温度变化时实现水分可逆传导，从而达到控湿调温的效果。本专利技术的目的还在于提供一种温度自适应控湿调温织物，在温度变化时能够实现水分可逆传导，从而达到控湿调温的效果。为实现以上目的，本专利技术首先提供一种温度自适应控湿调温织物的制备方法，包括：在所述织物的两侧表面分别原位交联LCST型高分子材料与UCST型高分子材料，形成由LCST型高分子材料构成的内涂层以及由UCST型高分子材料构成的外涂层。可选的，所述LCST型高分子材料包括聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯)、以及中的至少一种。可选的，所述UCST型高分子材料包括聚(N-丙烯酰甘氨酸酰胺)、聚[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵、聚(N-丙烯酰氨羰丙氨酸酰胺)以及聚(N-甲基丙烯酰氨羰丙氨酸酰胺)中的至少一种。可选的，所述织物为含棉的织物，优选的，所述织物为纯棉织物。在本专利技术一些实施例中，在所述织物的表面形成内涂层的步骤包括：步骤a1、在所述织物上涂布LCST型单体溶液成膜；步骤b1、使所述步骤a1制备的膜层固化；步骤c1、采用第二溶剂对所述织物进行洗涤，之后进行干燥处理；所述LCST型单体溶液包括LCST型单体、交联剂、第一引发剂和第一溶剂；其中，所述LCST型单体的质量百分比浓度为15％～30％，所述交联剂的用量为所述LCST型单体的摩尔数的0.5％～1％，所述第一引发剂的用量为所述LCST型单体的摩尔数的1％～5％。可选的，所述LCST型单体包括N-异丙基丙烯酰胺与2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯中的至少一种；所述第一引发剂为光引发剂，所述光引发剂为2,2-二乙氧基苯乙酮或2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯或N,N′-亚甲基双丙烯酰胺；所述第一溶剂与所述第二溶剂均为乙醇。可选的，所述LCST型单体溶液还包括调控单体，所述调控单体为疏水性单体或亲水性单体；所述调控单体的摩尔数与所述LCST型单体的摩尔数的比值大于0，小于或等于20％。可选的，所述疏水性单体包括甲基丙烯酸月桂酯与甲基丙烯酸十六烷酯中的至少一种，所述亲水性单体包括含羟基、羧基或磺酸基的(甲基)丙烯酸酯与含羟基、羧基或磺酸基的(甲基)丙烯酰胺中的至少一种。可选的，所述步骤a1包括：将所述织物固定于旋转轴上，在旋转轴旋转和热风辅助下喷涂所述LCST型单体溶液；旋转轴的转速为1500-2000rpm，所述热风由吹风机产生，出风口与织物之间的距离为8～12cm，风速为6～14m/s，织物受热区域的温度为70～90℃。当所述第一引发剂为光引发剂时，所述步骤b1中的固化方式为在惰性气氛中进行紫外光照射固化。在本专利技术一些实施例中，在所述织物的表面形成内涂层的步骤包括：步骤a2、在所述织物上涂布UCST型单体溶液成膜；步骤b2、使所述步骤a2制备的膜层固化；步骤c2、采用第四溶剂对所述织物进行洗涤，之后进行干燥处理；所述UCST型单体溶液包括UCST型单体、交联剂、第二引发剂和第三溶剂；其中，所述UCST型单体的质量百分比浓度为15％～30％，所述交联剂的用量为所述LCST型单体的摩尔数的0.5％～1％，所述第二引发剂的用量为所述UCST型单体的摩尔数的1％～5％。可选的，所述UCST型单体包括N-丙烯酰甘氨酸酰胺、[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵、N-丙烯酰氨羰丙氨酸酰胺以及N-甲基丙烯酰氨羰丙氨酸酰胺中的至少一种；所述第二引发剂为光引发剂，所述光引发剂为2,2-二乙氧基苯乙酮或2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯或N,N′-亚甲基双丙烯酰胺；所述第三溶剂与所述第四溶剂均为水与三氟乙醇的混合溶剂，其中，水与三氟乙醇的体积比为1.5～2.5。可选的，所述UCST型单体溶液还包括调控单体，所述调控单体为疏水性单体或亲水性单体；所述调控单体的摩尔数与所述UCST型单体的摩尔数的比值大于0，小于或等于20％。可选的，所述疏水性单体包括甲基丙烯酸月桂酯与甲基丙烯酸十六烷酯中的至少一种，所述亲水性单体包括含羟基、羧基或磺酸基的(甲基)丙烯酸酯与含羟基、羧基或磺酸基的(甲基)丙烯酰胺中的至少一种。可选的，所述步骤a2包括：将所述织物固定于旋转轴上，在旋转轴旋转和热风辅助下喷涂所述UCST型单体溶液；旋转轴的转速为1500-2000rpm，所述热风由吹风机产生，出风口与织物之间的距离为8～12cm，风速为6～14m/s，织物受热区域的温度为70～90℃。可选的，所述喷涂的时间为5～15分钟。当所述第二引发剂为光引发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度自适应控湿调温织物的制备方法，其特征在于，包括：在所述织物的两侧表面分别原位交联LCST型高分子材料与UCST型高分子材料，形成由LCST型高分子材料构成的内涂层以及由UCST型高分子材料构成的外涂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种温度自适应控湿调温织物的制备方法，其特征在于，包括：在所述织物的两侧表面分别原位交联LCST型高分子材料与UCST型高分子材料，形成由LCST型高分子材料构成的内涂层以及由UCST型高分子材料构成的外涂层。


2.如权利要求1所述的温度自适应控湿调温织物的制备方法，其特征在于，可选的，所述LCST型高分子材料包括聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯)、以及中的至少一种；
可选的，所述UCST型高分子材料包括聚(N-丙烯酰甘氨酸酰胺)、聚[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵、聚(N-丙烯酰氨羰丙氨酸酰胺)以及聚(N-甲基丙烯酰氨羰丙氨酸酰胺)中的至少一种；
可选的，所述织物为含棉的织物，优选的，所述织物为纯棉织物。


3.如权利要求1所述的温度自适应控湿调温织物的制备方法，其特征在于，在所述织物的表面形成内涂层的步骤包括：
步骤a1、在所述织物上涂布LCST型单体溶液成膜；
步骤b1、使所述步骤a1制备的膜层固化；
步骤c1、采用第二溶剂对所述织物进行洗涤，之后进行干燥处理；
所述LCST型单体溶液包括LCST型单体、交联剂、第一引发剂和第一溶剂；其中，所述LCST型单体的质量百分比浓度为15％～30％，所述交联剂的用量为所述LCST型单体的摩尔数的0.5％～1％，所述第一引发剂的用量为所述LCST型单体的摩尔数的1％～5％；
可选的，所述LCST型单体包括N-异丙基丙烯酰胺与2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯中的至少一种；所述第一引发剂为光引发剂，所述光引发剂为2,2-二乙氧基苯乙酮或2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯或N,N′-亚甲基双丙烯酰胺；所述第一溶剂与所述第二溶剂均为乙醇。


4.如权利要求3所述的温度自适应控湿调温织物的制备方法，其特征在于，可选的，所述LCST型单体溶液还包括调控单体，所述调控单体为疏水性单体或亲水性单体；所述调控单体的摩尔数与所述LCST型单体的摩尔数的比值大于0，小于或等于20％；
可选的，所述疏水性单体包括甲基丙烯酸月桂酯与甲基丙烯酸十六烷酯中的至少一种，所述亲水性单体包括含羟基、羧基或磺酸基的(甲基)丙烯酸酯与含羟基、羧基或磺酸基的(甲基)丙烯酰胺中的至少一种；
可选的，所述步骤a1包括：将所述织物固定于旋转轴上，在旋转轴旋转和热风辅助下喷涂所述LCST型单体溶液；旋转轴的转速为1500-2000rpm，所述热风由吹风机产生，出风口与织物之间的距离为8～12cm，风速为6～14m/s，织物受热区域的温度为70～90℃；
当所述第一引发剂为光引发剂时，所述步骤b1中的固化方式为在惰性气氛中进行紫外光照射固化。


5.如权利要求3所述的温度自适应控湿调温织物的制备方法，其特征在于，在所述织物的表面形成内涂层的步骤包括：
步骤a2、在所述织物上涂布UCST型单体溶液成膜；
步骤b2、使所述步骤a2制备的膜层固化；
步骤c2、采用第四溶剂对所述织物进行洗涤，之后进行干燥处理；
所述UCST型单体溶液包括UCST型单体、交联剂、第二引发剂和第三溶剂；其中，所述UCST型单体的质量百分比浓度为15％～30％，所述交联剂的用量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱世平，王元丰，张祺，
申请(专利权)人：香港中文大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东;44