【技术实现步骤摘要】
本专利技术创造属于纺织织造领域，尤其是涉及一种稀土基被动降温凉感纤维及其制备方法和应用。
技术介绍
1、织物的热舒适性体现在两个方面，一方面，当织物接触人体表面时，由于存在温差，会发生热交换，使人体产生清凉或温暖的体感，通过向织物中添加功能粒子或进行后整理，可以提高人体与织物接触时的热舒适度；另一方面，当人体穿戴衣物后，特殊结构或成分的纤维通过吸收或释放水分子，表现出温度调节能力，但这种调节方式依赖于纤维的回潮率，对纤维种类要求高，应用场景受限，且穿戴一段时间后，水分子的运动达到动态平衡，面料的凉感或发热效果就会消失。
2、以上两种织物热舒适性调节方式都无法实现持续凉感，而被动降温则是一种产生持续凉感的方式。被动降温主要从以下两个方面实现：（1）增加织物对人体自身辐射的吸收和发射率，人体皮肤在7~14 μm的远红外波段有很高的热辐射，处于8-13 μm的大气辐射可以穿过大气层，进入温度低至 3k的外太空，由于人体红外辐射范围与“大气窗口”重叠，人体的热辐射可以直接通过“大气窗口”释放到宇宙中，实现零能耗降温；（2）夏季很大一部分热辐射都来自太阳，提高织物对300~2500 nm波长范围太阳光的反射率，可以降低织物的温度，进而减小环境热量向皮肤表面的传导，起到降温隔热的目的。但单一的被动降温面料不具有接触凉感的功能，难以保持穿戴初始阶段人体的热舒适性。
3、因此本领域需要开发一种兼具接触凉感和高效持续凉感的纤维，接触凉感通过添加凉感组分和后整理实现，高效持续凉感通过被动降温的方式实现，以达到在炎热环境中实现
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种稀土基被动降温凉感纤维及其制备方法和应用。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种稀土基被动降温凉感纤维，包括如下重量份数的组分：基材粉体80~90份、第一凉感组分1~10份、第二凉感组分1~10份、凉感后整理剂0.1~3份、助剂1~10份。
4、优选地，所述第一凉感组分为玉石粉、贝壳粉、云母粉、珍珠粉中的一种或几种。
5、优选地，所述第二凉感组分为稀土复合降温材料la2ce2-x-y-zsixtiyzrzo7，其中，0<x<2，0<y<2，0<z<2，x+y+z<2。
6、优选地，所述凉感后整理剂为薄荷醇、木糖醇、薄荷酰胺、乳酸薄荷酯中的一种或几种。
7、优选地，所述的基材粉体选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、聚丙烯腈、聚酰胺、乙烯-辛烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚氨酯、聚乙烯醇中的一种或几种。
8、优选地，所述的助剂为分散剂、抗氧剂、爽滑剂、脱模剂中的一种或几种。
9、优选地，所述纤维的结构为圆形结构或异形结构。
10、其中，所述的异形结构为单十字结构、双十字结构、多叶形结构、橘瓣结构、并列结构、径向梯度浓度结构、三角形结构、扁平型结构等结构中的一种。
11、本专利技术还提供了上述稀土基被动降温凉感纤维的制备方法，包括如下步骤：
12、（1）将氧化镧、氧化铈、白炭黑、钛白粉和氧化锆均匀分散到去离子水中，以200~500 r/min的转速球磨12 h~24 h后抽滤干燥，800~1500 ℃煅烧，得到稀土复合降温材料la2ce2-x-y-zsixtiyzrzo7，即第二凉感组分；
13、（2）将第一凉感组分和步骤（1）所得的第二凉感组分、分散剂在去离子水中进行预分散，混合均匀后，用砂磨机高速剪切分散0.5-10 h，剪切线速度在5 m/s ~13 m/s范围内，得到粒径分布处于100 nm-800 nm之间的纳米粒子乳状液；
14、（3）通过减压蒸馏的方式浓缩步骤（2）所得的纳米粒子乳状液后，将其与高分子基材粉体混合均匀，在100~130℃烘干，含水量低于200 ppm后，进行熔融挤出造粒，熔融温度为150-350℃，挤出速度为100-300 r/min，切粒速度为10~30 m/min，得到稀土基被动降温凉感母粒；
15、（4）将步骤（3）所得到的稀土基被动降温凉感母粒进行干燥处理，含水率低于 200ppm后，通过熔融纺丝工艺制备稀土复合降温纱线，纺丝温度为150-350℃，卷绕速度为1800-5000 m/min；
16、（5）将步骤（4）所得到的稀土复合降温纱线放入含有凉感后整理剂的浸渍液中，加热到50～60℃，浸渍1~2小时，取出后，用常温水洗净，70～80℃烘干，得到稀土基被动降温凉感纤维。
17、第三方面，本专利技术还提供了上述稀土基被动降温凉感纤维在制备服装、家纺、产业用纺织品或户外面料领域中的应用。
18、本专利技术所述织物的降温原理如图1所示，凉感矿物（即第一凉感组分）与后整理剂的加入提高接触凉感，保证了人体与织物接触时的热舒适性。同时，稀土复合被动降温材料la2ce2-x-y-zsixtiyzrzo7（即第二凉感组分）中，通过稀土与其他元素的共掺杂，发生晶格畸变，增强了材料的反射和辐射性质，被动降温层的远红外发射率高达0.95以上，可以将人体辐射热量发射到接近绝对零度的宇宙中；同时材料的太阳光和近红外反射比可达90%以上，可以将太阳光中大部分热量反射掉，既促进了人体散热，又减小了面料对环境热量的吸收，为人体微环境提供持续凉感。
19、相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：
20、（1）本专利技术提出的稀土基被动降温凉感纤维可以同时实现接触凉感和持续凉感。在织物与人体接触初期通过凉感矿物组分和后整理剂带来凉爽的触感；在穿戴过程中，通过稀土被动降温材料实现长效的降温制冷。
21、（3）本专利技术中使用的稀土复合降温材料la2ce2-x-y-zsixtiyzrzo7通过稀土与其他元素的共掺杂，使其发生晶格畸变，提高的材料的反射性质，掺杂稀土复合降温材料后，织物的太阳光反射比可达90%以上，最大化降低环境热对人体的影响。
22、（3）本专利技术中使用的稀土复合降温材料la2ce2-x-y-zsixtiyzrzo7以0.95以上的高发射率将人体产生的热量传递到接近绝对零度的宇宙中，实现高效无源制冷。
23、（4）本专利技术中使用的稀土复合降温材料la2ce2-x-y-zsixtiyzrzo7在紫外区域具有较高的吸收率，可以减少紫外线对人体的损伤。
24、（5）本专利技术中的凉感纤维制备工艺简单，易于放大生产。
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1.一种稀土基被动降温凉感纤维，其特征在于：包括如下重量份数的组分：基材粉体80~90份、第一凉感组分1~10份、第二凉感组分1~10份、凉感后整理剂0.1~3份、助剂1~10份。
2.根据权利要求1所述的稀土基被动降温凉感纤维，其特征在于：所述第一凉感组分为玉石粉、贝壳粉、云母粉、珍珠粉中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的稀土基被动降温凉感纤维，其特征在于：所述第二凉感组分为稀土复合降温材料La2Ce2-x-y-zSixTiyZrzO7，其中，0<x<2，0<y<2，0<z<2，x+y+z<2。
4.根据权利要求1所述的稀土基被动降温凉感纤维，其特征在于：所述凉感后整理剂为薄荷醇、木糖醇、薄荷酰胺、乳酸薄荷酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的稀土基被动降温凉感纤维，其特征在于：所述的基材粉体选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、聚丙烯腈、聚酰胺、乙烯-辛烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚氨酯、聚乙烯醇中的一种或几种。
6.根据权利
7.根据权利要求1所述的稀土基被动降温凉感纤维，其特征在于：所述纤维的结构为圆形结构或异形结构。
8.权利要求1-7任一所述的稀土基被动降温凉感纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
9.权利要求1-7任一所述的稀土基被动降温凉感纤维在制备服装、家纺、产业用纺织品或户外面料领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种稀土基被动降温凉感纤维，其特征在于：包括如下重量份数的组分：基材粉体80~90份、第一凉感组分1~10份、第二凉感组分1~10份、凉感后整理剂0.1~3份、助剂1~10份。
2.根据权利要求1所述的稀土基被动降温凉感纤维，其特征在于：所述第一凉感组分为玉石粉、贝壳粉、云母粉、珍珠粉中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的稀土基被动降温凉感纤维，其特征在于：所述第二凉感组分为稀土复合降温材料la2ce2-x-y-zsixtiyzrzo7，其中，0<x<2，0<y<2，0<z<2，x+y+z<2。
4.根据权利要求1所述的稀土基被动降温凉感纤维，其特征在于：所述凉感后整理剂为薄荷醇、木糖醇、薄荷酰胺、乳酸薄荷酯中的一种或几种...
【专利技术属性】
技术研发人员：时文婧，孟子征，周华杰，成颖，阚丽欣，李璐，张光睿，马肖，王晓娟，王钰，荣启龙，
申请(专利权)人：天津包钢稀土研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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