一种具有自动调温功能的纤维基遮阳材料的加工方法与流程

本发明属于功能纺织品加工，特别是涉及一种具有自动调温功能的纤维基遮阳材料的加工方法。

背景技术：

1、纤维基遮光材料(纤维基遮阳材料)被广泛应用于窗帘等家纺和遮阳棚等户外产品中。除家庭使用外，还经常出现在宾馆、电影院、大型商场等场所。遮光涂层织物是通过在普通织物的表面进行涂层加工制得的；通常在涂层剂中添加遮光剂，如钛白粉、炭黑或其他涂料，经过多次涂层整理以达到遮光的效果。当光照射于织物表面涂层时，被反射或吸收，从而无法透过织物。目前，常见的遮光织物的涂层方式有泡沫涂层和转移涂层，其中泡沫涂层最为普遍。

2、温敏相变材料是一种在一定温度范围内能够依靠自身可逆的相变性能从环境中吸收或释放热量的物质；其在高温环境下能吸收热量，完成固态至液态的相转变；反之，在室内环境降低时，能自动将液态转变为固态，产生放热效果。另一方面，温敏相变微胶囊是利用微胶囊技术将相变材料用有机或无机化学物包覆形成的微胶囊，由于其芯材的相变过程是一种可逆反应，能够重复使用，不会造成资源的浪费。温敏相变微胶囊实现了相变材料的长久固态化，解决了其易泄露、相分离、腐蚀及污染环境等问题，减少外界环境对其干扰，提高其耐久性和稳定性，较小的粒径使其传热性能和加工性能也得到改善，扩大了应用范围。

3、将温敏相变微胶囊通过一定方法与纺织品结合，有望制备具有储热调温功能的纺织品，甚至是纤维基遮阳材料。这类纤维制品能够根据外界环境温度的变化自动调节，如当外界环境温度降低时，温敏相变微胶囊会释放之前储存的热量，以实现提升周围环境温度的功能；当外界环境温度升高时，温敏相变微胶囊会吸收并存储热量，以实现蓄热的功能，由此在一定程度上起到自动调节微环境温度作用。

4、光热材料是一类可以吸收光的能量，并将光的能量转化为热并扩散到外部环境的材料，在各类复合材料加工中得到了广泛的应用。目前，被广泛研究的光热材料主要有贵金属纳米材料、半导体材料、碳基材料和有机材料。基于合成黑色素纳米粒子制备的光热材料已被广泛应用于光热治疗和海水淡化等方面。将光热材料与温敏相变微胶囊结合，有望提高温敏相变微胶囊的光热转换效率和蓄热能力。具有高光热转换效率和蓄热能力的纺织品在低温天气具有良好的应用前景，能够用于遮阳纺织品(如窗帘)中，能够实现白天光照蓄热，夜晚气温降低时放热，提升室内温度的效果。

技术实现思路

1、技术问题：

2、提供一种改性温敏相变微胶囊的制备方法，制得的改性温敏相变微胶囊具有高光热转换效率和蓄热能力，能够应用于制备具有优异光热性能、蓄热放热性能的调温功能的发泡涂层遮阳纺织品。

3、技术方案：

4、一方面，提供一种改性温敏相变微胶囊的制备方法，其包括如下步骤：

5、(1)将左旋多巴完全溶解于ph值为8～9的水溶液中，得到浓度为0.5～2g/l的左旋多巴溶液；在20～80℃下搅拌自氧化聚合反应2～24h，得到聚左旋多巴纳米粒子分散液；

6、(2)向聚左旋多巴纳米粒子分散液中加入分子量为600～10000da的聚乙烯亚胺和相转变温度范围在5～10℃的温敏相变微胶囊，得到混合体系i，其中，混合体系i中聚左旋多巴纳米粒子浓度为0.25～1g/l、聚乙烯亚胺浓度为0.25～1g/l、温敏相变微胶囊的浓度为5～10g/l；将混合体系i在20～80℃下搅拌共沉积交联反应2～24h，得到聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊分散液；

7、(3)将聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊分散液冷冻干燥，得到聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊粉末。

8、在一些实施例中，混合体系i中聚左旋多巴纳米粒子浓度为0.25～0.5g/l、聚乙烯亚胺浓度为0.25～0.5g/l、温敏相变微胶囊的浓度为5～10g/l；且聚左旋多巴纳米粒子、聚乙烯亚胺和温敏相变微胶囊的质量比为1:1:20。

9、另一方面，提供前述的方法制得的改性温敏相变微胶囊。

10、又一方面，提供前述的改性温敏相变微胶囊在制备具有调温功能的涂层遮阳纺织品中的应用。

11、又一方面，提供一种具有调温功能的发泡涂层遮阳纺织品的制备方法，其包括如下步骤：

12、步骤s1、根据权利要求1或2所述的方法制备聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊粉末；

13、步骤s2、将聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊粉末分散于水溶液中，得到聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊分散液；向聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊分散液中加入煤油增稠剂、聚丙烯酸酯浆料和稳泡剂乳液，氨水调节ph值为8～9，混匀，得到发泡涂层整理液，其中，发泡涂层整理液中聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊粉末终浓度为1～2g/l、聚丙烯酸酯的终浓度为20～30g/l、稳泡剂的终浓度为5～6g/l、煤油增稠剂的体积分数为2～3％；

14、步骤s3、将发泡涂层整理液发泡，随后涂布于织物表面，焙烘，得到具有调温功能的发泡涂层遮阳纺织品。

15、在一些实施例中，步骤s2中稳泡剂为硬脂酸铵。

16、在一些实施例中，步骤s3中发泡涂层整理液的发泡比为1:3～1:4。

17、在一些实施例中，步骤s3中焙烘条件为：温度150～180℃，时间2～5分钟。

18、又一方面，提供前述的方法制得的具有调温功能的发泡涂层遮阳纺织品。

19、有益效果：

20、(1)本发明首先利用左旋多巴自氧化聚合反应得到具有光热效应的聚左旋多巴纳米粒子，然后，利用聚左旋多巴纳米粒子和聚乙烯亚胺同时对温敏相变微胶囊进行改性，在此过程中聚左旋多巴纳米粒子自氧化形成的醌基能与聚乙烯亚胺中的氨基发生迈克尔加成和席夫碱反应，从而在温敏相变微胶囊的表面形成致密网络结构，基于此致密网络结构能够大幅增强温敏相变微胶囊壁的坚固程度，避免微胶囊内部相变材料的泄露，使温敏相变微胶囊的使用寿命得到延长。聚左旋多巴纳米粒子能够提升温敏相变微胶囊光热转换效率和蓄热能力。

21、(2)本发明将改性温敏相变微胶囊用于发泡涂层，构建功能性纤维基遮阳材料，成功获得具有光照吸热蓄热，低温放热自动调温功能的纤维基遮阳材料。本发明制得的改性温敏相变微胶囊具有高光热转换效率和蓄热能力，能够应用于制备具有优异光热性能、蓄热放热性能的调温功能的发泡涂层遮阳纺织品。与传统遮阳产品制备方法相比，本发明改性温敏相变微胶囊改性工艺简单，条件温和，不仅整理后自动调温功能较好，且具有持久稳定的整理效果。

22、(3)本发明的聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊的制备方法简单，条件温和：聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊的制备过程中，主要试剂为左旋多巴和聚乙烯亚胺，反应在水溶液中进行，操作简单，无需高温高压反应器，反应ph值为弱碱性，反应可在室温进行，条件温和。

23、(4)本发明的聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊的使用方法简单：通过将其添加到聚丙烯酸酯发泡浆料中，再涂布到织物表面，经焙烘后即可得到具有调温功能的发泡涂层遮阳纺织品，该方法可以直接利用现有的发泡涂层整理设备和试剂，无需增加新的专业设备与人员。

24、(5)本发明的聚左旋多巴纳米粒子/聚乙烯亚胺改性温敏相变微胶囊的使用寿命长：与未经改性的温敏相变微胶囊相比，改性后微胶囊壁的坚固性大大提升，温敏相变微胶囊的使用寿命得到提升，另外，温敏相变微胶囊包含在聚丙烯酸酯发泡涂层中，很难从织物上脱落，赋予了遮阳纺织品持久稳定的整理效果。