一种相变调温功能性母粒及其制备方法和应用与流程

本发明涉及功能性纤维，尤其涉及一种相变调温功能性母粒及其制备方法，及，一种具有调温功能纤维及其生产方法。

背景技术：

1、随着时代的发展，人们对纤维以及纤维制品的需求已经从形态单一的产品向着功能化、智能化方向转变。虽然各种加工成型技术日益成熟，但是由于纤维成型加工过程中对工艺条件以及原材料的品质要求高，大部分功能性纤维还难以做到规模化的工业生产。

2、具有相变调温功能的纤维能大大提高常规纤维品种的附加值，用其织造的织物能调节局部的环境温度，极大提升服用舒适性。相变材料是能够在一个相对稳定的温度下发生相态转变并吸放热的材料，常用的相变材料分为无机、有机和复合相变材料。熔融纺丝生产纤维时由于其加工条件大多都在高温高压下，采用无机相变材料对于可纺性影响很大，并且造成纺丝组件的磨损；采用有机相变材料时存在相变材料易泄露挥发，包裹相变材料的壁材破裂等问题。因此，目前的相变调温纤维基本都是粘胶、腈纶等采用湿法纺丝制成的纤维。

3、综上所述的各种局限性，限制了大部分调温纤维的工业化生产，因此迫切需要一种对设备要求低、生产工艺简单的相变调温纤维的制备方法。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种相变调温功能性母粒及其制备方法，及，一种具有调温功能纤维及其生产方法。

2、一种相变调温功能性母粒，其原料按质量百分比包括：负载有相变材料的改性凹凸棒土10-30％，分散剂0.8-3％，相容剂5-10％，抗氧剂0.2-0.4％，增塑剂0.1-0.5％，余量为树脂载体；负载有相变材料的改性凹凸棒土采用如下具体步骤制取：将有机相变材料溶于无水乙醇中，向其中加入酸活化凹凸棒土，加热超声搅拌30-60min，100℃烘干1h，过滤、研磨得到负载有相变材料的改性凹凸棒土。

3、将上述所得负载有相变材料的改性凹凸棒土放入烘箱中多次加热循环后表面颜色无明显变化，实测热焓值可达62j/g，加热循环后热焓值无损失。

4、优选地，加热超声搅拌过程中温度为80-100℃，超声功率为20-40w。

5、优选地，研磨后采用1000-2000目的振动筛筛选，收集得到负载有相变材料的改性凹凸棒土。

6、优选地，有机相变材料包括：正十六烷、正十七烷、正十八烷、十二醇、十三醇、十四醇、十六烷酸甲酯、十七烷酸甲酯、十七烷酸乙酯中至少一种。

7、优选地，有机相变材料与凹凸棒土的质量比为20-50：100。

8、优选地，酸活化凹凸棒土采用如下具体步骤制取：将2000-4000目的凹凸棒土置于质量分数为3-5％的盐酸溶液中，加热至80-85℃，水浴酸洗1-2h，采用抽滤方法进行清洗，使用去离子水和乙醇清洗干净，120℃烘干12h，研磨得到酸活化凹凸棒土。

9、优选地，树脂载体为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚乳酸树脂(pla)、聚丙烯树脂(pp)、聚酰胺6树脂(pa6)、聚乙烯树脂(pe)中任一种；优选为高粘度聚对苯二甲酸乙二醇酯或/和线性低密度聚乙烯树脂。

10、优选地，相容剂为乙烯丙烯酸甲酯共聚物。

11、优选地，增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二正丁酯中至少一种。

12、优选地，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂164中至少一种。

13、上述相变调温功能性母粒的制备方法，包括以下步骤：将负载有相变材料的改性凹凸棒土充分干燥，加入分散剂、相容剂、抗氧剂、增塑剂和树脂载体混合均匀；通过喂料装置将上述混合物加入到双螺杆挤出机料斗中，加热熔融挤出得到丝条，丝条通过水槽冷却成型，经吹风机去除表面多余的水分，切粒得到相变调温功能性母粒。

14、优选地，熔融挤出温度为260-280℃。

15、一种具有调温功能纤维的生产方法，包括如下步骤：将上述相变调温功能性母粒与切片进行熔融共混纺丝；其中螺杆各区温度为260-285℃，箱体温度为260-285℃，组件压强为10-16mpa，经环吹或侧吹风后，上油，卷绕得到具有调温功能纤维。

16、优选地，切片为聚酯切片或聚乙烯切片，相变调温功能性母粒与切片的质量比为1-3：7-9。

17、优选地，喷丝板为不锈钢圆形或异形喷丝板。

18、优选地，滤网为800目。

19、优选地，纺丝速度为2000-2700m/min，油浓度为20％。

20、一种具有调温功能纤维，采用上述具有调温功能纤维的生产方法制得。

21、与现有技术相比本发明的有益效果为：

22、(1)本发明通过对凹凸棒土进行酸活化改性，增加其孔隙率，提高吸附效果；通过优化工艺条件，采用酸活化凹凸棒土对有机相变材料进行吸附负载，成功制得凹凸棒土复合相变蓄能材料，确保相变材料在后续加热过程中无泄露。

23、(2)选择合适的树脂载体，添加相容剂和其他助剂，通过双螺杆挤出机将树脂与负载有相变材料的凹凸棒土进行共混熔融挤出，成功制得了可应用于多方面的相变调温母粒。

24、(3)本发明所得调温母粒可纺性好，可以与常规纺丝切片按照一定比例进行各种形式的纺丝，制得具有调温功能的纤维，加热循环相变材料无泄露，工艺流程简单，没有特殊的设备要求，便于工业化生产。

技术特征：

1.一种相变调温功能性母粒，其特征在于，其原料按质量百分比包括：负载有相变材料的改性凹凸棒土10-30％，分散剂0.8-3％，相容剂5-10％，抗氧剂0.2-0.4％，增塑剂0.1-0.5％，余量为树脂载体；

2.根据权利要求1所述相变调温功能性母粒，其特征在于，酸活化凹凸棒土采用如下具体步骤制取：将凹凸棒土置于盐酸溶液中，加热水浴酸洗，抽滤，清洗，烘干，研磨得到酸活化凹凸棒土。

3.根据权利要求1所述相变调温功能性母粒，其特征在于，有机相变材料包括：正十六烷、正十七烷、正十八烷、十二醇、十三醇、十四醇、十六烷酸甲酯、十七烷酸甲酯、十七烷酸乙酯中至少一种。

4.根据权利要求1所述相变调温功能性母粒，其特征在于，有机相变材料与凹凸棒土的质量比为20-50：100。

5.根据权利要求1所述相变调温功能性母粒，其特征在于，树脂载体为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸树脂、聚丙烯树脂、聚酰胺6树脂、聚乙烯树脂中任一种，优选为高粘度聚对苯二甲酸乙二醇酯或/和线性低密度聚乙烯树脂；

6.根据权利要求1所述相变调温功能性母粒，其特征在于，增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二正丁酯中至少一种；

7.一种如权利要求1-6任一项所述相变调温功能性母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将负载有相变材料的改性凹凸棒土充分干燥，加入分散剂、相容剂、抗氧剂、增塑剂和树脂载体混合均匀；加热熔融挤出后冷却成型，除去表面多余的水分，切粒得到相变调温功能性母粒。

8.根据权利要求7所述相变调温功能性母粒的制备方法，其特征在于，熔融挤出温度为260-280℃。

9.一种具有调温功能纤维的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1-6任一项所述相变调温功能性母粒与切片进行熔融共混纺丝；其中螺杆各区温度为260-285℃，箱体温度为260-285℃，组件压强为10-16mpa，经过环吹或侧吹风后，上油，卷绕得到具有调温功能纤维。

10.一种具有调温功能纤维，其特征在于，采用权利要求9所述具有调温功能纤维的生产方法制得。

技术总结
本发明公开了一种相变调温功能性母粒，其原料按质量百分比包括：负载有相变材料的改性凹凸棒土10‑30％，分散剂0.8‑3％，相容剂5‑10％，抗氧剂0.2‑0.4％，增塑剂0.1‑0.5％，余量为树脂载体；负载有相变材料的改性凹凸棒土采用如下具体步骤制取：将有机相变材料溶于无水乙醇中，向其中加入酸活化凹凸棒土，加热超声搅拌，烘干，过滤、研磨得到负载有相变材料的改性凹凸棒土。本发明公开了上述相变调温功能性母粒的制备方法。本发明公开了一种具有调温功能纤维。本发明公开了上述具有调温功能纤维的生成方法。

技术研发人员：邓成浩,刘宏伟,陈蕾
受保护的技术使用者：杭州英诺克新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13