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组合物及发热 纤维

阅读：196发布：2020-05-08

专利汇可以提供组合物及发热纤维专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种组合物，包括以下重量份的各组分：水性树脂 2-10份、碳纳米管 0.1-0.5份、纤维素醚0.5-5份、辣椒素0.1-0.5份、丝素蛋白5-15份、碱性无机物0.1-0.5份、溶剂 50-70份。本发明还提供了一种发热纤维，其包括相互捻合的第一纤维和第二纤维，第一纤维采用本发明的上述组合物通过静电纺丝法制备得到，第二纤维为具有吸湿性的天然纤维。采用本发明的组合物所制备的发热纤维，其吸湿速度快，吸湿程度高。，下面是组合物及发热纤维专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种组合物，其特征在于，包括以下重量份的各组分：水性树脂2-10份、碳纳米管
0.1-0.5份、纤维素醚0.5-5份、辣椒素0.1-0.5份、丝素蛋白5-15份、碱性无机物0.1-0.5份、溶剂50-70份。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，包括以下重量份的各组分：水性树脂2-5份、碳纳米管0.3-0.5份、纤维素醚0.5-5份、辣椒素0.1-0.5份、丝素蛋白10-15份、碱性无机物0.1-0.5份、溶剂50-60份。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述水性树脂为聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂、聚酯树脂和聚醚树脂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述碳纳米管的粒径为300-500nm。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述纤维素醚为甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述丝素蛋白的分子量为50-100万Da。
7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述碱性无机物为碳酸钠、碳酸钾和氨水中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述溶剂包括水和醇类有机溶剂。
9.一种发热纤维，其特征在于，包括相互捻合的第一纤维和第二纤维，所述第一纤维采用权利要求1-8中任一项所述的组合物通过静电纺丝法制备得到，所述第二纤维为具有吸湿性的天然纤维。
10.根据权利要求9所述的发热纤维，所述第二纤维为蚕丝纤维或棉纤维。

说明书全文

组合物及发热纤维

技术领域

[0001] 本发明涉及发热材料技术领域，尤其涉及一种组合物及发热纤维。

背景技术

[0002] 发热纤维是自行发热而温暖身体的一种全新材料，从物质守恒定律出发，发热纤维的热能来源只能从人体的皮肤呼吸中获得。目前，发热纤维的开发主要集中在以下两个方面：一是通过添加具有远红外发射功能的无机粉体或添加电热材料实现纤维自发热，二是通过纤维吸湿发热。而目前的吸湿发热纤维的吸湿速度和吸湿程度仍有待提高。

发明内容

[0003] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种组合物及发热纤维，采用本发明的组合物所制备的发热纤维，其吸湿速度快，吸湿程度高。

[0004] 本发明的一种组合物，包括以下重量份的各组分：水性树脂2-10份、碳纳米管0.1-0.5份、纤维素醚0.5-5份、辣椒素0.1-0.5份、丝素蛋白5-15份、碱性无机物0.1-0.5份、溶剂
50-70份。

[0005] 优选地，组合物包括以下重量份的各组分：水性树脂2-5份、碳纳米管0.3-0.5份、纤维素醚0.5-5份、辣椒素0.1-0.5份、丝素蛋白10-15份、碱性无机物0.1-0.5份、溶剂50-60份。

[0006] 进一步地，水性树脂为聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂、聚酯树脂和聚醚树脂中的一种或多种。

[0007] 进一步地，碳纳米管的粒径为300-500nm。

[0008] 进一步地，纤维素醚为甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。

[0009] 进一步地，丝素蛋白的分子量为50-100万Da。

[0010] 进一步地，碱性无机物为碳酸钠、碳酸钾和氨水中的一种或几种。

[0011] 进一步地，溶剂包括水和醇类有机溶剂。

[0012] 本发明还提供了一种发热纤维，其包括相互捻合的第一纤维和第二纤维，第一纤维采用本发明的上述组合物通过静电纺丝法制备得到，第二纤维为具有吸湿性的天然纤维。

[0013] 进一步地，第二纤维为蚕丝纤维或棉纤维。

[0014] 借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

[0015] 本发明的组合物中，通过选用吸水性树脂、纤维素醚和丝素蛋白，提高了纤维的吸湿性，且丝素蛋白还同时具有良好的机械性能、(如柔韧性和抗拉伸强度)和透气透湿性，且生物相容性好，安全性高，当将该组合物制备成纤维时，提高了人体的舒适感。组合物中的辣椒素具有发热功能，且生物相容性好，安全性高。组合物中的碱性无机物提高了各组分的溶解性。碳纳米管具有良好的传热性能，热导率高，碳纳米管的加入，改善了组合物制备成纤维后的热导率，在接受阳光照射时，可快速吸收光能转化为热能。

[0016] 本发明的发热纤维包括相互捻合的第一纤维和第二纤维，第一纤维采用上述组合物制备，其吸湿速度快，吸湿程度高。同时选用具有吸湿性的第二纤维，进一步提高发热纤维的发热性，且生物相容性好，安全性高。

[0017] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细说明如后。

具体实施方式

[0018] 下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0019] 实施例1

[0020] 一种发热纤维，其包括相互捻合的第一纤维和第二纤维，其中，第二纤维为多股蚕丝，第一纤维采用以下组合物通过静电纺丝法制备得到，该组合物由以下重量份的组分组成：

[0021] 水性树脂2份；该水性树脂为丙烯酸树脂；

[0022] 碳纳米管0.3份；其平均粒径约为300nm；

[0023] 纤维素醚0.5份；该纤维素醚为甲基纤维素；

[0024] 辣椒素0.1份；

[0025] 平均分子量为50万Da的丝素蛋白15份；

[0026] 碱性无机物0.1份；该碱性无机物为碳酸钠；

[0027] 溶剂50份；优选地，溶剂由20份水和30份乙醇组成。

[0028] 实施例2

[0029] 一种发热纤维，其包括相互捻合的第一纤维和第二纤维，其中，第二纤维为多股蚕丝，第一纤维采用以下组合物通过静电纺丝法制备得到，该组合物由以下重量份的组分组成：

[0030] 水性树脂5份；该水性树脂为聚酯树脂；

[0031] 碳纳米管0.3份；其平均粒径约为500nm；

[0032] 纤维素醚2份；该纤维素醚为羟乙基纤维素；

[0033] 辣椒素0.2份；

[0034] 平均分子量为70万Da的丝素蛋白12份；

[0035] 碱性无机物0.2份；该碱性无机物为碳酸钠；

[0036] 溶剂60份；优选地，溶剂由30份水和30份乙醇组成。

[0037] 实施例3

[0038] 一种发热纤维，其包括相互捻合的第一纤维和第二纤维，其中，第二纤维为多股棉纤维，第一纤维采用以下组合物通过静电纺丝法制备得到，该组合物由以下重量份的组分组成：

[0039] 水性树脂5份；该水性树脂为聚氨酯树脂；

[0040] 碳纳米管0.5份；其平均粒径约为300nm；

[0041] 纤维素醚3份；该纤维素醚为甲基纤维素；

[0042] 辣椒素0.5份；

[0043] 平均分子量为50万Da的丝素蛋白13份；

[0044] 碱性无机物0.5份；该碱性无机物为碳酸钾；

[0045] 溶剂60份；优选地，溶剂由20份水和30份丙三醇组成。

[0046] 实施例4

[0047] 一种发热纤维，其包括相互捻合的第一纤维和第二纤维，其中，第二纤维为多股棉纤维，第一纤维采用以下组合物通过静电纺丝法制备得到，该组合物由以下重量份的组分组成：

[0048] 水性树脂8份；该水性树脂为等质量的丙烯酸树脂和聚醚树脂；

[0049] 碳纳米管0.5份；其平均粒径约为500nm；

[0050] 纤维素醚0.5份；该纤维素醚为羟丙基甲基纤维素；

[0051] 辣椒素0.3份；

[0052] 平均分子量为100万Da的丝素蛋白5份；

[0053] 碱性无机物0.5份；该碱性无机物为碳酸钠；

[0054] 溶剂70份；优选地，溶剂由20份水、30份乙醇和20份正丁醇组成。

[0055] 对比例1

[0056] 为了作为对照，提供一种发热纤维，其结构和组成与实施例1相同，不同之处在于，合成第一纤维的组分中，不加入丝素蛋白。

[0057] 将实施例1-4和对比例1制备的发热纤维纺织成面料，按照以下方法检测面料的吸湿发热量，具体方法如下：

[0058] 将面料充分干燥后，用差式扫描量热仪向样品室通入氮气(20℃、相对湿度为0)，使热感面料处于热平衡状态后，通入相对湿度大于10％的氮气，测定从开始发热至达到热平衡的总发热量(Q)。首先按以下公式计算出样品的回潮率(Hx)：

[0059]

[0060] 其中，m0为干燥样品的质量；mx为样品20℃、不同相对湿度下静置24h后测定的样品质量。

[0061] 再按以下公式计算吸湿发热量(s)：

[0062]

[0063] 其中，Q为热平衡的总发热量；Hx、H50和H90分别为20℃下，相对湿度分别为x％、50％、90％样品的回潮率。

[0064] 此外，将以上面料在20℃环境条件下覆盖皮肤，通过红外线成像仪拍摄其达到37℃的时间，结果如表1所示。

[0065] 表1不同面料的吸湿发热量

[0066]面料中纤维来源吸湿发热量S(J/g) 升温至37℃的时间(s)
实施例1 10.2 152s
实施例2 11.5 143s
实施例3 12.3 136s
实施例4 13.6 125s
对比例1 5.5 245s

[0067] 以上实施例和对比例中的纤维所制成的面料的吸湿发热量如表1所示，结果表明，本发明的方法所制成的发热纤维具有良好的发热效果，且吸湿速度快。

[0068] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

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