一种双稳态温致变色纺织品及其制备方法

本发明涉及一种双稳态温致变色纺织品及其制备方法，属于功能纺织品。

背景技术：

1、随着科技的不断进步，传统纺织品已难以满足当前的需求，智能响应型纺织品应运而生并迅速发展。单稳态热致变色纺织品是一类当温度高于变色点温度时纺织品的颜色会发生改变，而温度低于变色点温度时纺织品又恢复到原来的颜色，被广泛应用于纺织品和家装等领域。该类材料主要是通过控制微胶囊芯材中的固体溶剂(如醇类)种类来实现不同温度的单稳态变色，例如专利cn104893421a。然而，该类材料由于只存在一个变色温度点，在某些特定的领域，例如需要在某个特定温度下维持特定的颜色，在另一个特定温度下维持另一种颜色时，应用受到极大的限制。

2、双稳态温致变色纺织品具有高温褪色、低温显色、变色明显、色彩鲜艳、变色温度范围窄等特性，且具有两个温致变色点：低温变色点t低和高温变色点t高，可以实现在某个特定温度下维持特定的颜色，在另一个特定温度下维持另一种颜色，即在高温和低温两个温度点范围实现双稳态变色，被广泛应用于航空、化工、医疗、工艺品、印染和军工等多个领域。

3、目前现有的双稳态温致变色纺织品主要通过将双稳态温致变色微胶囊涂覆或者印制于纺织品基材表面而实现。然而，该方法制备的双稳态温致变色纺织品利用固色过程中微胶囊成膜而将变色材料固着在纤维表面，形成的色膜透气性较差且手感较硬，最终导致双稳态温致变色纺织品透气性和手感较差，影响纺织品的服用性能。

4、另外，双稳态温致变色微胶囊变色利用的是染料的开环-闭环来调控染料的共轭体系大小，从而实现变色。根据温致变色染料的变色机理，目前现有的温致变色微胶囊只能实现有色态-无色态的互变(例如：红色-无色、蓝色-无色)，而不能实现有色态-有色态的互变(例如：深绿色-褐土色、红土色-黄绿色)。

技术实现思路

1、现有的双稳态温致变色纺织品透气性和手感较差，影响纺织品的服用性能，且不能实现有色态-有色态的稳定互变。

2、针对上述技术缺陷与不足，本发明提供了一种双稳态温致变色纺织品及其制备方法，该方是以固体溶剂和酯类化合物形成的共溶剂为变色控温材料，利用酯类化合物和固体溶剂的相互作用引起微胶囊芯材结晶温度延迟，从而微胶囊实现两个温致变色点，再利用不同温度下颜料与变色微胶囊的混色效应，实现有色态i-有色态ii的双稳态变色。在此基础上，以耐高温双稳态温致变色微胶囊和颜料粒子为着色粒子，高分子聚合物为成纤聚合物，采用熔融纺丝法制备柔性双稳态温致变色纤维，并采用不同的织造工艺制备双稳态温致变色纺织品以及利用纤维-纤维和纱线-纱线间的空隙同时实现温致变色织物良好的透气性、手感和机械强度。

3、本发明的第一目的是提供一种双稳态温致变色纺织品的制备方法，所述方法包括如下步骤：

4、(1)双稳态变色母粒的制备

5、将聚合物切片、耐高温双稳态温致变色微胶囊粉体、颜料粉体和抗紫外线粉体熔融共混，再经过挤出机冷却切粒，形成双稳态变色母粒；

6、(2)双稳态温致变色纤维的制备

7、将聚合物切片与步骤(1)制备的双稳态变色母粒熔融共混，并经计量泵挤出后进入喷丝板，喷出成型，并经拉伸、卷绕后，得到双稳态温致变色纤维；

8、(3)双稳态温致变色织物的制备

9、将步骤(2)得到的双稳态温致变色纤维分别作为经纬纱，在剑杆织机上以平纹、斜纹或双重斜纹组织结构进行织造，即获得双稳态温致变色织物。

10、在一种实施方式中，步骤(1)和步骤(2)所述聚合物切片为聚酯、聚酰胺66、聚酰胺6、聚酰胺77和聚酰胺7中的一种或多种。

11、在一种实施方式中，所述耐高温双稳态温致变色微胶囊的壁材与芯材的质量比为1.8：(5～15)。

12、在一种实施方式中，所述耐高温双稳态温致变色微胶囊的粒径为0.5～5μm。

13、在一种实施方式中，所述耐高温双稳态温致变色微胶囊低温稳态变色温度t1为-20～20℃，高温稳态变色温度t2为20℃～70℃。

14、在一种实施方式中，步骤(1)所述耐高温双稳态温致变色微胶囊粉体的制备包括如下步骤：

15、1)将发色剂、显色剂、固体溶剂、酯类化合物在60℃～100℃条件下熔融共混后，制备芯材复配物；

16、2)将步骤1)制备的芯材复配物缓慢加入到苯乙烯马来酸酐的水解溶液中搅拌均匀，制备水包油乳液体系；

17、3)采用酸剂调节步骤2)制备的水包油乳液体系ph为6～7，加入三聚氰胺-尿素-甲醛的预聚体，然后缓慢滴加5％～10％浓度的氯化铵溶液，在70～80℃反应1～2h后，即得耐高温双稳态温致变色微胶囊乳液；

18、4)将步骤3)制备的耐高温双稳态温致变色微胶囊乳液进行喷雾干燥，获得耐高温双稳态温致变色微胶囊粉体。

19、在一种实施方式中，步骤1)所述发色剂为odb-1、odb-2、f-7、f-8、ft-2、th-106、t-3、t-4、t-5、th-107、富士黑、psd-301、psd-184、psd-o、2'-氯-6'-(二乙氨基)荧烷、1,3-二甲基-6-二乙氨基荧烷、3’,6’-二甲氧基荧烷和1,2-苯并-6-二乙基氨基荧烷中的一种或多种。

20、在一种实施方式中，步骤1)所述显色剂为双酚a，双酚b，双酚bp，双酚s中的一种或多种。

21、在一种实施方式中，步骤1)所述固体溶剂为十四醇、十六醇或十八醇中的一种或多种。

22、在一种实施方式中，步骤1)所述酯类化合物可以为单酯类化合物或双酯类化合物；其中，单酯类化合物可以为：甲基丁基苯酚癸氧基苯甲酸酯、甲基丁基苯酚戊基苯甲酸酯、甲基丁基苯酚庚基联苯羧酸酯、2-(4-苄基氧基苯基)乙基癸酸酯、2-苯基乙基癸酸酯、4-正丁基苯甲酸4-辛氧基苯酯、4-反式-(4-庚基环己基苯甲酸)对庚基苯酚酯、c12-15-烷基苯甲酸酯、十八烷基2-(4-二丙基氨基苯偶氮)苯甲酸酯中的一种或多种；双酯类化合物可以为：邻苯二甲酸二苯酯、间苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸双庚酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异戊酯、邻苯二甲酸二异丙酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或多种。

23、在一种实施方式中，步骤1)所述发色剂、显色剂、固体溶剂和酯类化合物的质量比为：1:(1.5～3.5)2:(35～65):(6～12)。

24、在一种实施方式中，步骤2)所述苯乙烯马来酸酐的水解溶液具体是将苯乙烯马来酸酐配制于水中形成质量浓度为10～15％的水解液；其中苯乙烯马来酸酐的水解溶液的用量为芯材复配物质量的90～200％。

25、在一种实施方式中，步骤3)所述酸剂为马来酸酐、醋酸或质量浓度为1％～5％的盐酸中的任一种。

26、在一种实施方式中，步骤3)所述预聚体中三聚氰胺、尿素和甲醛的质量比为(5～9)：(8～11.5)：(25～35)；优选为7:10:30。

27、在一种实施方式中，步骤3)所述氯化铵与预聚体的质量比为(0.5～2.5)：60。

28、在一种实施方式中，步骤4)所述喷雾干燥的条件：进口温度120～150℃，出口温度70℃。

29、在一种实施方式中，步骤(1)所述颜料粉体包含有机颜料和无机颜料中的一种或几种；其中无机颜料为氧化铁黄、钛镍黄、氧化铁红、氧化铁绿、铬绿、氧化铁橙、铬黑、钴蓝中的一种或几种；有机颜料为酞菁蓝、酞菁绿、c.i.有机颜料黄110、c.i.有机颜料黄138、c.i.有机颜料红122、c.i.有机颜料红254、c.i.有机颜料红202、c.i.有机颜料红255、c.i.有机颜料红272、c.i.有机颜料紫19、c.i.有机颜料橙71、c.i.有机颜料橙73中的一种或几种。

30、在一种实施方式中，所述抗紫外线粉体为tinuvin 326、tinuvin 1130或jysorb-uv326中的一种或几种。

31、在一种实施方式中，步骤(1)所述熔融温度为260～300℃。

32、在一种实施方式中，步骤(1)所述耐高温双稳态温致变色微胶囊粉体用量为3％～20％，颜料粉体用量为0.35％～2.0％，抗紫外线粉体用量为0.05％～5％。

33、在一种实施方式中，步骤(2)所述双稳态变色母粒用量为1％～25％。

34、在一种实施方式中，步骤(2)所述熔融温度为260～300℃。

35、在一种实施方式中，步骤(3)所述斜纹为2/1斜纹、3/1斜纹、3/3斜纹中的任一种。

36、在一种实施方式中，步骤(3)所述双重斜纹为2/1双重斜纹。

37、在一种实施方式中，步骤(3)所述织造过程中还包括对经纬向密度参数的调控，具体是经密105～115根/英寸，纬密75～85根/英寸。

38、本发明的第二个目的是提供一种由上述所述方法制备获得的双稳态温致变色织物。

39、在一种实施方式中，所述双稳态温致变色织物能够实现在20～70℃的高温条件下维持一个特定的有色态i，在-20～20℃的低温条件下维持另一种有色态ii，即有色态i-有色态ii互变的双稳态变色效果。

40、本发明的第三个目的是提供一种上述所述的双稳态温致变色织物在纺织、伪装、军工领域中的应用。

41、本发明的有益效果：

42、(1)本发明制备的双稳态温致变色纺织品可以实现在20～70℃的高温条件下维持一个特定的有色态i，在-20～20℃的低温条件下维持另一种有色态ii，即有色态i-有色态ii互变的双稳态变色效果；其中有色态i和有色态ii均包括：深绿、浅绿、中绿、黄绿、褐土、灰绿、黄土、亮绿、黑色、浅灰、中灰、深灰、红土、蓝色、红色等。

43、(2)本发明制备双稳态温致变色纺织品具有良好的透气性和手感以及断裂强度，且水洗、摩擦、日晒牢度都能达到4级以上，在纺织、伪装、军工领域具有广泛的应用前景。