一种隔热复合纱线、制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种隔热复合纱线、制备方法及应用，其中，隔热复合纱线为皮芯结构纱线，包括皮层和芯层；并且，隔热复合纱线中分布若干空腔，空腔内填充气凝胶纳米颗粒。本发明专利技术通过在隔热复合纱线中设置空腔，并添加气凝胶纳米颗粒，通过气凝胶纳米颗粒以及空腔共同降低隔热复合纱线的导热率，从而提高隔热复合纱线的隔热保温性能。通过本发明专利技术的方法制备得到的隔热复合纱线导热系数低，具备优异的隔热保温性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种隔热复合纱线、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及纱线纺制品的织造
，尤其涉及一种隔热复合纱线、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们生活品质不断提高，对于各类纺织品的要求不断增加。其中，保温隔热、耐切割是评价各类纺织品的重要指标。目前，传统的保温包覆纱线主要通过以下几种方式实现保温功能：其一是以氨纶等作为芯纱，以中空保暖涤纶纤维结合棉纤维等作为包覆外层，依靠外层的中空保暖涤纶纤维实现保暖功能；其二是以牦牛绒、锆纤维等具有保暖功能的纤维作为芯纱，以抗菌纤维、竹节式包覆线等等作为包覆外层，依靠具有保暖功能的芯纱实现保暖的目的；其三是以氨纶为芯纱，以远红外纤维、咖啡碳纤维、苎麻纤维等其他具有保暖功能的纤维组合为包覆外层，通过多种功能纤维的组合实现保暖的目的；最后一种是以化纤中空丝为芯纱，以生物质基中空纤维、水溶性维纶混纺为包覆外层，通过化纤中空丝线实现吸声保暖功能。
[0003]然而，传统的保暖包覆纱线仍然存在保暖性能不突出以及相关的加工工艺、其他物质的添加会减弱纤维的强度、弹性、耐磨性等本身性能的问题。因此，提出一种充分保证纤维纱线本身性能且具备较高的隔热保温性能的纱线尤为重要。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种隔热复合纱线、制备方法及应用，其采用降低纤维热导率的方式实现隔热复合纱线的保温隔热性能，同时最大程度保证纤维纱线本身的强度、弹性等性能。
[0006](二)技术方案
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种隔热复合纱线，其特征在于，所述隔热复合纱线为皮芯结构纱线，包括皮层和芯层；所述隔热复合纱线中分布若干空腔，所述空腔内填充气凝胶纳米颗粒。
[0009]本专利技术的隔热复合纱线中分布若干空腔，空腔尺寸可以根据隔热复合纱线实际尺寸而定，且空腔内填充适量的气凝胶纳米颗粒，气凝胶纳米颗粒具有低密度、高孔隙率、高比表面积以及导热率低等优异性能，是一种极好的隔热材料，本专利技术在隔热复合纱线空腔中填充适量的气凝胶纳米颗粒，通过空腔和气凝胶纳米颗粒的共同作用，降低隔热复合纱线的导热率，实现保温功能的同时也能阻隔热量散失的作用。
[0010]同时，为了更好的在隔热复合纱线中设置空腔并填充气凝胶纳米颗粒，本专利技术的隔热复合纱线采用皮芯结构，通过熔融纺丝技术，在熔融过程中引入可溶性盐，成型后去除可溶性盐，形成空腔，再进一步的浸渍气凝胶水溶液，使气凝胶纳米颗粒穿过皮层的空腔，
更多地进入到芯层的空腔中，最终填充到皮层和芯层的空腔中，以及皮层和芯层的夹层中。采用皮芯结构纱线作为隔热复合纱线，可以通过合理调整皮层和芯层中可溶性盐含量，从而使皮层中形成更多的空腔，气凝胶纳米颗粒可以更容易的穿过皮层，进入芯层，进而使气凝胶纳米颗粒充分填充到芯层中，而若采用普通单一结构的纱线，则无法控制空腔分布，导致气凝胶纳米颗粒容易堵塞在外侧，难以进入纱线的内部，致使气凝胶纳米颗粒分布不均匀。此外，本专利技术中皮芯结构纱线的皮层的材料可以选自低熔点涤纶、PE、锦纶、聚丙烯纤维等中的一种，芯层的材料也可以选自PE、锦纶、聚丙烯纤维等中的一种，可根据纱线具体的使用情况选择合适的皮层和芯层的材料，芯层的材料熔点高于皮层材料的熔点，关于芯层和皮层的材料本专利技术在此不做具体的限定。
[0011]进一步的，本专利技术中皮芯结构纱线的皮层的材料可以选自低熔点涤纶、PE、锦纶、聚丙烯纤维等中的一种，芯层的材料也可以选自PE、锦纶、聚丙烯纤维等中的一种；并且，皮层的原材料熔点低于芯层的原材料熔点。
[0012]进一步的，本专利技术中的隔热复合纱线还包括耐切割芯线，隔热复合纱线包覆在耐切割芯线外部。
[0013]进一步的，耐切割芯线为超高分子量聚乙烯、玻纤、金属丝中的一种或几种的组合。
[0014]进一步的，气凝胶纳米颗粒为二氧化硅气凝胶纳米颗粒、氧化铝气凝胶纳米颗粒、碳化硼气凝胶纳米颗粒、氮化硼气凝胶纳米颗粒中的一种或几种的组合。更进一步的，气凝胶纳米颗粒为二氧化硅气凝胶纳米颗粒。
[0015]第二方面，本专利技术提供一种隔热复合纱线的制备方法，方法包括以下步骤：
[0016]S1、将隔热复合纱线的皮层原材料和芯层原材料分别熔融，向得到的皮层熔体和芯层熔体中分别加入可溶性盐，使可溶性盐均匀分散在皮层熔体和芯层熔体中，经螺杆挤出，分别得到皮层材料和芯层材料，皮层材料和芯层材料按比例复合、喷丝得到皮芯结构纱线；
[0017]S2、将皮芯结构纱线进行冷却，去油后，水溶法去除皮芯结构纱线中所含的可溶性盐，得到分布有若干空腔的皮芯结构纱线；
[0018]S3、将富含空腔的皮芯结构纱线反复浸渍于气凝胶水溶液中，再通过加热压辊输出，加热压辊表面温度高于皮层原材料的熔点10
‑
20℃，且低于芯层原材料的熔点，经过拉伸、收卷，得到填充气凝胶纳米颗粒的隔热复合纱线。
[0019]本专利技术的隔热复合纱线的制备方法中，采用熔融纺丝技术首先制备出皮层和芯层均包含可溶性盐的皮芯结构纱线，然后将其中的可溶性盐去除，得到均匀分布若干空腔的皮芯结构纱线。本专利技术所采用的皮芯结构纱线一方面可以通过控制可溶性盐的含量，从而控制皮层和芯层中气凝胶纳米颗粒的含量，另一方面，在步骤S3中，浸渍了气凝胶的皮芯结构纱线经过加热压辊输出，压辊加热温度略高于皮层原材料熔点，但应当低于芯层原材料的熔点，当皮层原材料为低熔点涤纶，芯层原材料为PE时，压辊温度为65
‑
70℃，最佳温度为70℃。本专利技术通过加热压辊挤压，使皮层原材料在加热辊的作用下形成轻微的熔融状态，改变皮层表面结构，对皮层表面进行重整，使皮层空腔的开口被封闭，形成光滑外表面，与此同时芯层不受影响，不发生变形，保持芯层材料本身的性能。该处理步骤，一方面保证了芯层材料自身性能不受影响，可以起到支撑的作用，并且裸露的空腔封闭后为皮层提供了支
撑，增强了皮芯结构纱线的强度；此外，皮层表面封闭也使得气凝胶纳米颗粒封闭于内部，避免了气凝胶纳米颗粒在后续使用中析出或脱落。
[0020]进一步的，本专利技术的隔热复合纱线的制备方法还可以包括步骤S4：
[0021]S4、以耐切割丝为芯线，将隔热复合纱线包覆于所述芯线外，得到隔热耐切割包覆纱线。
[0022]本专利技术中，耐切割芯线为超高分子量PE、玻纤、金属丝中的一种或几种的组合。耐切割芯线也可以选自其他高硬度、高强度的芯线，从而使包覆纱能够有效地达到防切割的目的。
[0023]进一步的，步骤S1中，皮层熔体和芯层熔体中加入的可溶性盐质量百分数为20％
‑
45％，芯层熔体和皮层熔体中可溶性盐质量比为0.5
‑
0.8:1。
[0024]本专利技术中，皮层熔体中所加入的可溶性盐的量大于芯层熔体中加入的量，这是为了使皮层中留有更多的空腔从而能使水或其他溶解可溶性盐的溶液进入芯层，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔热复合纱线，其特征在于，所述隔热复合纱线为皮芯结构纱线，包括皮层和芯层；所述隔热复合纱线中分布若干空腔，所述空腔内填充气凝胶纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的隔热复合纱线，其特征在于，所述气凝胶纳米颗粒为二氧化硅气凝胶纳米颗粒、氧化铝气凝胶纳米颗粒、碳化硼气凝胶纳米颗粒、氮化硼气凝胶纳米颗粒中的一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述的隔热复合纱线，其特征在于，所述皮层的原材料为低熔点涤纶、PE、锦纶、聚丙烯纤维中的一种，芯层的原材料为PE、锦纶、聚丙烯纤维中的一种；所述皮层的原材料熔点低于所述芯层的原材料熔点。4.一种隔热复合纱线的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、将隔热复合纱线的皮层原材料和芯层原材料分别熔融，向得到的皮层熔体和芯层熔体中分别加入可溶性盐，使可溶性盐均匀分散在所述皮层熔体和芯层熔体中，经螺杆挤出，分别得到皮层材料和芯层材料，所述皮层材料和芯层材料按比例复合、喷丝得到皮芯结构纱线；S2、将所述皮芯结构纱线进行冷却，去油后，水溶法去除皮芯结构纱线中所含的可溶性盐，得到分布有若干空腔的皮芯结构纱线；S3、将富含空腔的所述皮芯结构纱线反复浸渍于气凝胶水溶液中，再通过加热压辊输出，加热压辊表面温度高于皮层原材料的熔点10
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20℃，且低于芯层原材料的熔点，经过拉伸、收卷，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓蕾，薛绪锦，周海涛，
申请(专利权)人：星宇安防科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：