一种智能调温双层织物的制备方法与流程

本发明涉及纺织面料领域，具体涉及一种智能调温双层织物的制备方法。

背景技术：

1、随着社会水平的不断提高和科技的快速发展，传统的纺织品已经不能满足市场的需求，开发具有功能性、智能化的纺织品已经成为流行趋势，其中可实现温度调节的智能调温纺织品作为功能性纺织品的典型代表更是受到广泛青睐。现有的相变智能调温纺织品，主要通过后整理工艺得到，将密封处理后的相变材料，如相变微胶囊与黏合剂，附着于单层织物表面使其具备智能调温功能。但是经过后整理工艺得到的智能调温织物，其黏合剂与相变材料大都附着于织物表面或纤维间隙，导致原有织物的透气性能下降，织物偏硬且不耐洗涤。此外，相变微胶囊后整理成本较高。因此，开发具有良好的透气舒适性且性价比高的智能调温织物具有重要意义和实用价值，而如何保证织物的透气舒适性和良好的调温保温功能也是本领域的挑战和难点。

2、相对于普通单层织物而言，双层织物所夹持的空气量比单层织物更多，因此双层织物面料的保暖性也更好。由于聚酯纤维作为合成纤维中应用最广、产量最高的品种，因此针对上述问题，本发明采用新型相变纤维和涤纶通过喷水织机制备出透气舒适、高性价比且保温性好的智能调温纺织品，其中智能调温纱线采用价格低廉的月桂酸（la）、石蜡（pw）乳液、海藻酸钠和tpu溶液制备而成，其与涤纶在喷水织机上制成双层织物，从而实现智能调温的目的。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种智能调温双层织物，其相变纤维会根据环境光照变化调整体表微环境，使体表处于舒适的温度状态，中间空气层起到保温蓄热的功能，从而形成一种具有出色保温能力的智能调温双层面料。

2、技术方案：一种智能调温双层织物的制备方法，包括以下步骤：

3、s1. 芯材溶液的制备：将海藻酸钠溶于水中，混合搅拌均匀后，得到浓度4-6wt%海藻酸钠溶液，在海藻酸钠溶液中加入聚多巴胺-炭复合材料，搅拌得到均匀的芯材溶液；

4、s2. 壳材溶液的制备：将tpu颗粒加入到含有质量分数为6-7% ca(no3)2的n,n二甲基甲酰胺溶液中，并加入光热转化材料，室温下搅拌溶解，得到浓度为12-16%的tpu溶液作为壳材溶液；

5、s3. 皮芯纤维的制备：采用同轴湿法纺丝机，将芯材溶液和壳材溶液分别装入两台注射泵中，将芯材溶液和壳材溶液泵入水凝固浴中，芯材和壳材泵入速率比为1.8:1-2.0:1，得到相变纤维；

6、s4. 智能调温双层织物的制备：将步骤3所制备的纤维采用表里换层的方式织造成双层织物面料。

7、优选的，所述聚多巴胺-炭复合材料通过以下方法制备而成：

8、s11. 将sp80和tw80混合后加入月桂酸和石蜡，在水浴中搅拌融化后，滴加去离子水，搅拌均匀后得到水包油型乳液，再将微米介孔空心炭球加入乳液中，超声波震荡，震荡后置于冰浴中进行冷却，得到负载相变材料的炭球；

9、s12.将多巴胺溶于ph为8.6，浓度为0.05m的tris-hcl缓冲溶液中，搅拌均匀后，在冰浴条件下加入步骤s11制备的负载相变材料的炭球，在避光条件下搅拌，最后离心得到聚多巴胺-炭复合材料。

10、优选的，所述步骤s11中月桂酸和石蜡的质量比为1:3-5，sp80和tw80的质量比1:1-2，月桂酸和sp80的质量比为20-30:1，微米介孔空心炭球在乳液中的浓度为8-12wt%。

11、优选的，所述步骤s12中多巴胺和负载相变材料的炭球的质量比为1-2:1，避光搅拌反应的时间为4-8h。

12、优选的，所述步骤s12中冰浴条件为-5-0℃。

13、优选的，所述步骤s1中聚多巴胺-炭复合材料在芯材溶液中的浓度为5-9wt%。

14、优选的，所述步骤s2中光热转换材料为普鲁士蓝或fe2o3纳米颗粒中的任意一种，所述光热转化材料在tpu溶液中的含量为0.8-1.5wt%。

15、优选的，所述介孔空心炭球的制备方法为：将葡萄糖和纳米空心二氧化硅加入去离子水中，葡萄糖和空心二氧化硅的质量比为3-4：1，超声搅拌均匀后，在80-100℃下聚合10-15h，过滤后在无氧条件下进行焙烧，将焙烧后的产物用碱去除二氧化硅，得到介孔炭微球。

16、优选的，所述焙烧参数为以1℃/min的速度升至220-250℃，保温1-3h，然后以1.5℃/min 的速度升至600-650℃，再以2-3℃/min升至780-830 ℃，焙烧3 h。

17、有益效果：本发明制备方法得到的智能调温织物具有以下优点：

18、本发明所制备的相变乳液中加入海藻酸钠，通过海藻酸钠的固化，进一步将相变材料稳定地封装在纤维的芯层中，不易发生流失，提高芯层的形状稳定性，实现了海藻酸钙骨架与tpu外壳双重封装，为后续的织造过程提供良好的保障；

19、本发明所采用的相变纤维和双层平纹结构可以实现双重保温效果，中间空气层起到保温蓄热的功能，织物保温能力不仅与纤维原料性能有关，织物组织结构也是重要影响因素，而本发明所采用的双层平纹组织也可以达到较高的恒温效果；

20、本发明在芯材中加入聚多巴胺-炭复合材料，在壳层中加入普鲁士蓝或fe2o3纳米颗粒，通过两者协同的光热转化，可以提高织物的蓄热保温效果。

技术特征：

1.一种智能调温双层织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的智能调温双层织物的制备方法，其特征在于，所述聚多巴胺-炭复合材料通过以下方法制备而成：

3.根据权利要求2所述的智能调温双层织物的制备方法，其特征在于：所述步骤s11中月桂酸和石蜡的质量比为1:3-5，sp80和tw80的质量比1:1-2，月桂酸和sp80的质量比为20-30:1，微米介孔空心炭球在乳液中的浓度为8-12wt%。

4.根据权利要求2所述的智能调温双层织物的制备方法，其特征在于：所述步骤s12中多巴胺和负载相变材料的炭球的质量比为1-2:1，避光搅拌反应的时间为4-8h。

5.根据权利要求1所述的智能调温双层织物的制备方法，其特征在于：所述步骤s12中冰浴条件为-5-0℃。

6.根据权利要求1所述的智能调温双层织物的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中聚多巴胺-炭复合材料在芯材溶液中的浓度为5-9wt%。

7.根据权利要求1所述的智能调温双层织物的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中光热转换材料为普鲁士蓝或fe2o3纳米颗粒中的任意一种，所述光热转化材料在tpu溶液中的含量为0.8-1.5wt%。

8.根据权利要求2所述的智能调温双层织物的制备方法，其特征在于：所述介孔空心炭球的制备方法为：将葡萄糖和纳米空心二氧化硅加入去离子水中，葡萄糖和空心二氧化硅的质量比为3-4：1，超声搅拌均匀后，在80-100℃下聚合10-15h，过滤后在无氧条件下进行焙烧，将焙烧后的产物用碱去除二氧化硅，得到介孔炭微球。

9.根据权利要求8所述的智能调温双层织物的制备方法，其特征在于：所述焙烧参数为以1℃/min的速度升至220-250℃，保温1-3h，然后以1.5℃/min 的速度升至600-650℃，再以2-3℃/min升至780-830 ℃，焙烧3 h。

技术总结本发明提供了一种智能调温双层织物的制备方法，包括以下步骤：S1.芯材溶液的制备：将海藻酸钠溶于水中，得到海藻酸钠溶液，在海藻酸钠溶液中加入聚多巴胺‑炭复合材料，搅拌得到均匀的芯材溶液；S2.壳材溶液的制备：将TPU颗粒加入到含有Ca(NO3)2的N,N二甲基甲酰胺溶液中，并加入普鲁士蓝，溶解得到TPU溶液作为壳材溶液；S3.皮芯纤维的制备：采用同轴湿法纺丝机，将芯材溶液和壳材溶液分别装入两台注射泵中，将芯材溶液和壳材溶液泵入水凝固浴中，得到相变纤维；S4.智能调温双层织物的制备：将步骤3所制备的纤维采用表里换层的方式织造成双层织物面料。本发明智能调温双层织物，其相变纤维会根据环境光照变化调整体表微环境，使体表处于舒适的温度状态。技术研发人员：胡燕杰,莫颖凌,陈雪明,陈晓玲,邓丽娟,王欲晓受保护的技术使用者：江苏博雅达纺织有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29