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一种相变储能粘胶纤维及其生产工艺

阅读:874发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种相变储能粘胶纤维及其生产工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 相变 储能粘胶 纤维 及其生产工艺,属于 调温 纤维生产的技术领域。所述相变储能粘胶纤维是将粒径≤2μm的相变储能微胶囊配制成10%的微胶囊乳液,并将所得的微胶囊乳液在15~20℃、5~10Bar的 温度 及压 力 下,与粘胶交联剂一起通过计量 泵 以0.1~0.3m/s的流速注入粘胶中混合均匀,再进行干法或 湿法纺丝 制成的相变储能粘胶纤维。本发明所述生产工艺可减少储能微胶囊的破损率,提高利用率,改善成品纤维的 质量 ,最终获得的成品纤维其干断裂强度>1.7cN/dtex,干断裂伸度>15%,线 密度 偏差±5%,白度>70%,熔融吸热 焓 值8~15J/克。,下面是一种相变储能粘胶纤维及其生产工艺专利的具体信息内容。

1.一种相变储能粘胶纤维,其特征在于:是将粒径≤2μm的相变储能微胶囊配制成浓度为10%的微胶囊乳液,将所得的微胶囊乳液在15 20℃、5 10Bar的温度及压下,与粘胶交~ ~
联剂一起通过计量以0.1 0.3m/s的流速,注入甲纤含量为7.8 8.5%的粘胶中混合均匀,~ ~
再进行干法或湿法纺丝制成的相变储能粘胶纤维;其中,微胶囊乳液、粘胶交联剂、粘胶三者重量比为6 8:1:100;
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纤维成品的干断裂强度>1.7cN/dtex,干断裂伸度>15%,线密度偏差±5%,白度>70%,熔融吸热值8 15J/克。
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2.根据权利要求1所述的一种相变储能粘胶纤维,其特征在于:所述相变储能微胶囊是由相变储能材料研磨粉碎制成的颗粒作为芯材,并采用聚丙烯酸酯作为壁材将芯材包裹形成。
3.根据权利要求2所述的一种相变储能粘胶纤维,其特征在于:所述相变储能材料为含14 22个的烷混合物。
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4.一种相变储能粘胶纤维的生产工艺,其特征在于,其步骤包括:
制备微胶囊乳液:将粒径≤2μm的相变储能微胶囊以液为溶剂,加入分散剂,制成浓度为20 40%的微胶囊乳液,再取定量补加除盐水以15 25r/min的速度搅拌稀释,得到~ ~
浓度为10%的微胶囊乳液;
制备粘胶:将碱纤维素经过黄化处理50 60分钟后终止溶解,并加入对甲纤1.5 2.0%~ ~
的EBT变性剂,再进行脱泡、过滤、熟成,制得甲纤含量为7.8 8.5%的粘胶;
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制备粘胶交联剂:取定量粘胶稀释至甲纤浓度5 6%,再加对甲纤含量为0.1 0.2%的聚~ ~
丙烯酰胺,再加对聚丙烯酰胺含量为0.1 0.2%的10%双水,制得粘胶交联剂;
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混合:将浓度为10%的微胶囊乳液在15 20℃、0 17Bar的温度及压力下,与粘胶交联剂~ ~
一起通过计量泵以0.1 0.3m/s的速度注入粘胶中混合均匀;其中,微胶囊乳液、粘胶交联~
剂、粘胶三者重量比为6 8:1:100;
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纺丝及后处理:将混合后的产品经过滤、酸浴处理后纺丝,再经过后处理工序,得到相变储能粘胶纤维。
5.根据权利要求4所述的一种相变储能粘胶纤维的生产工艺,其特征在于:混合前的粘胶其粘度为30 45秒,熟成度为8 12ml.NH4Cl。
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6.根据权利要求4所述的一种相变储能粘胶纤维的生产工艺,其特征在于,所述酸浴处理工艺为:硫酸含量125 140g/L,硫酸锌含量9 25 g/L,硫酸钠含量210 290g/L,温度50 55~ ~ ~ ~
℃,硫酸浓度落差≤7g/L,丝条浸长为300 1100mm。
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7.根据权利要求4所述的一种相变储能粘胶纤维的生产工艺,其特征在于,所述分散剂的用量为对微胶囊乳液质量的2 5%,分散剂采用十二烷基硫酸钠、OP-10、span80,tween20~
中的一种或多种。
8.根据权利要求4所述的一种相变储能粘胶纤维的生产工艺,其特征在于,所述后处理工序包括洗涤、脱硫、漂白、上油、脱水及烘干。

说明书全文

一种相变储能粘胶纤维及其生产工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种相变储能材料的纺丝工艺,具体涉及一种相变储能粘胶纤维及其生产工艺。

背景技术

[0002] 自然界的物质通过气态、液态、固态三种状态存在,三种状态的物质在一定条件下发生相变会吸收热量和释放热量。相变储能粘胶纤维产品就是根据这样的原理实现保温的,当环境温度高于相变储能材料的熔点,固态向液态发生相变转变,吸收热量;当环境温度低于相变储能材料的熔点,液态向固态发生相变转变,释放热量。
[0003] 目前,现有技术中的相变储能纤维通过将储能材料做成微胶囊混合在粘胶中经过纺丝工艺和后处理工序形成,通过调整微胶囊内组分改变其熔点温度,可应用于不同环境,目前广泛应用于服装、床上用品、家纺和面膜等产品。如公开号为CN101029421A,公开日为2007年09月05日,名称为“智能调温粘胶纤维及其制备方法”的中国发明专利,公开了一种智能调温粘胶纤维及其制备方法:本发明涉及以相变材料微胶囊为调温功能材料,制造的智能调温粘胶纤维及其生产方法,添加相变材料微胶囊所制的智能调温粘胶纤维,干断裂强度≥1.42CN/dtex;湿断裂强度≥0.64CN/dtex;纤维重量百分比组成为:纤维素含量为
84.7-92.75%,其中纤维素中相变材料微胶囊含量为5-30%;份含量为7-15%;油剂含量为0.15-0.30%;该纤维凝固放热值ΔH≥1.0J/g,熔融吸热焓值ΔH≥1.0J/g。
[0004] 现有技术中制作相变储能材料的工艺存在的问题在于:原料(主要是指微胶囊颗粒)的利用率低、在制作使用过程中的破损率较高,粘胶纤维中的有效变温颗粒较少,对纤维的蓄热放热功能产生较大的影响,生产出来的粘胶纤维更是质量不一。因此本发明通过对生产过程中的工艺进行了改进,采用本工艺生产出的储能粘胶纤维性能稳定,最终的成品纤维其变温性能得到有效提高。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种相变储能粘胶纤维,该纤维单位质量所含的变温颗粒量较多,蓄热放热功能得到改善和提高;同时本发明还提供了一种相变储能粘胶纤维的生产工艺,旨在减少微胶囊颗粒的破损率,提高微胶囊颗粒的利用率,最终提高成品纤维的性能。
[0006] 为了实现上述发明目的,本发明的技术方案如下:一种相变储能粘胶纤维,其特征在于:是将粒径≤2μm的相变储能微胶囊配制成浓度为
10%的微胶囊乳液,将所得的微胶囊乳液在15 20℃、5 10Bar的温度及压下,与粘胶交联~ ~
剂一起通过计量以0.1 0.3m/s的流速,注入甲纤含量为7.8 8.5%的粘胶中混合均匀,再~ ~
进行干法或湿法纺丝制成的相变储能粘胶纤维;其中,微胶囊乳液、粘胶交联剂、粘胶三者重量比为6 8:1:100;
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纤维成品的干断裂强度>1.7cN/dtex,干断裂伸度>15%,线密度偏差±5%,白度>70%,熔融吸热焓值8 15J/克。
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[0007] 进一步地,所述相变储能微胶囊是由相变储能材料研磨粉碎制成的颗粒作为芯材,并采用聚丙烯酸酯作为壁材将芯材包裹形成。
[0008] 进一步地,所述相变储能材料为含14 22个的烷混合物。~
[0009] 一种相变储能粘胶纤维的生产工艺,其步骤包括:制备微胶囊乳液:将粒径≤2μm的相变储能微胶囊以水或液为溶剂,加入分散剂,制成浓度为20 40%的微胶囊乳液,再取定量补加除盐水以15 25r/min的速度搅拌稀释,得到~ ~
浓度为10%的微胶囊乳液;
制备粘胶:将碱纤维素经过黄化处理50 60分钟后终止溶解,并加入对甲纤1.5 2.0%~ ~
的EBT变性剂,再进行脱泡、过滤、熟成,制得甲纤含量为7.8 8.5%的粘胶;
~
制备粘胶交联剂:取定量粘胶稀释至甲纤浓度5 6%,再加对甲纤含量为0.1 0.2%的聚~ ~
丙烯酰胺,再加对聚丙烯酰胺含量为0.1 0.2%的10%双水,制得粘胶交联剂;
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混合:将浓度为10%的微胶囊乳液在15 20℃、0 17Bar的温度及压力下,与粘胶交联剂~ ~
一起通过计量泵以0.1 0.3m/s的速度注入粘胶中混合均匀;其中,微胶囊乳液、粘胶交联~
剂、粘胶三者重量比为6 8:1:100;
~
纺丝及后处理:将混合后的产品经过滤、酸浴处理后纺丝,再经过后处理工序,得到相变储能粘胶纤维。
[0010] 进一步地,混合前的粘胶其粘度为30 45秒,熟成度为8 12ml.NH4Cl。~ ~
[0011] 进一步地,所述酸浴处理工艺为:硫酸含量125 140g/L,硫酸锌含量9 25 g/L,硫~ ~酸钠含量210 290g/L,温度50 55℃,硫酸浓度落差≤7g/L,丝条浸长为300 1100mm。
~ ~ ~
[0012] 进一步地,所述分散剂的用量为对微胶囊乳液质量的2 5%,分散剂采用十二烷基~硫酸钠、OP-10、span80,tween20中的一种或多种。
[0013] 进一步地,所述后处理工序包括洗涤、脱硫、漂白、上油、脱水及烘干。
[0014] 本技术方案的有益效果如下:1、采用本发明所述生产工艺制得的纤维成品,其干断裂强度>1.7cN/dtex,干断裂伸度>15%,线密度偏差±5%,白度>70%,熔融吸热焓值8 15J/克,相变温度为36℃,当环境温度高~
于40℃或低于20℃时,人体可感温度变化持续时长为3 5分钟;所述纤维成品可纺性良好,~
产品色泽均匀,强度伸度良好,能实现工业化生产,可广泛应用于服装、家纺和面膜等行业,具有广阔的市场前景;
2、本发明所述生产工艺,在特定的温度、压力、工艺参数比下完成微胶囊乳液、粘胶交联剂和粘胶的混合,可有效减少储能胶囊的破损率,提高相变储能胶囊的利用率;同时采用平均粒径≤2um的相变储能胶囊颗粒作为混合原料,可以减小过滤压力,提高滤机使用寿命,还可提高其在粘胶中的有效成分占比,从而提高成品纤维的变温性能;
3、本发明所述聚丙烯酰胺作为交联剂与相变储能胶囊和粘胶中的甲纤,通过基团而产生分子间的力,形成相变储能胶囊和粘胶的高度交联,在粘胶成丝后,保证丝有储能性能,还具有较高的机械强度和耐热性,即丝的抗拒机械破坏和热力破坏的能力,最终提高了成品纤维的质量。
附图说明
[0015] 本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚,附图中:图1是本发明最终的成品纤维切片的微观结构示意图,以微胶囊乳液对粘胶中甲纤含量的添加量为变量,从左到右微胶囊乳液的对甲纤加入量依次为6%、10%以及0%(空白样);
其中:
1、相变储能微胶囊颗粒。

具体实施方式

[0016] 下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案,需要说明的是,本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。
[0017] 实施例1一种相变储能粘胶纤维,是将粒径≤2μm的相变储能微胶囊配制成浓度为10%的微胶囊乳液,将所得的微胶囊乳液在15 20℃、5 10Bar的温度及压力下,与粘胶交联剂一起通过计~ ~
量泵以0.1 0.3m/s的流速,注入甲纤含量为7.8 8.5%的粘胶中混合均匀,再进行干法或湿~ ~
法纺丝制成的相变储能粘胶纤维;其中,微胶囊乳液、粘胶交联剂、粘胶三者重量比为6 8:
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1:100;
所述的相变储能微胶囊采购自北京宇田相变储能科技有限公司的型号为MP345的微胶囊颗粒产品,其是由相变储能材料研磨粉碎制成的颗粒作为芯材,并采用聚丙烯酸酯作为壁材将芯材包裹而形成的,所述相变储能材料为含碳14 22个的烷烃混合物。
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[0018] 所述相变储能粘胶纤维为长丝或短纤,纤维成品的干断裂强度>1.7cN/dtex,干断裂伸度>15%,线密度偏差±5%,白度>70%,熔融吸热焓值8 15J/克。~
[0019] 实施例2一种相变储能粘胶纤维的生产工艺,其步骤包括:
制备微胶囊乳液:将粒径=2μm的相变储能微胶囊以水或碱液为溶剂,加入分散剂,制成
20 40%的微胶囊乳液,其中,分散剂的加入量对微胶囊乳液质量的2 5%;再取定量补加除~ ~
盐水以25r/min的速度搅拌稀释至10%,得到稀释后的微胶囊乳液;
制备粘胶:将碱纤维素经过黄化处理50 60分钟后终止溶解,并加入对甲纤1.5 2.0%~ ~
的浓度为50%的EBT变性剂,再进行脱泡、过滤、熟成,制得甲纤含量为8%的粘胶;
制备粘胶交联剂:取定量粘胶稀释至甲纤浓度5 6%,再加对甲纤含量为0.1 0.2%的聚~ ~
丙烯酰胺,再加对聚丙烯酰胺含量为0.1 0.2%的10%双氧水,制得对甲纤含量为1%的粘胶交~
联剂;
混合:将所述稀释后的微胶囊乳液在15℃、10Bar的温度及压力下,与粘胶交联剂一起通过计量泵以0.1 0.3m/s的流速,注入粘胶中混合均匀;其中,微胶囊乳液、粘胶交联剂、粘~
胶三者重量比为6:1:100;
纺丝及后处理:将混合后的产品经过滤、酸浴处理后进行干法或湿法纺丝,再经过洗涤、脱硫、漂白、上油、脱水及烘干工序,得到相变储能粘胶纤维,所述相变储能粘胶纤维为长丝或短纤。
[0020] 纤维成品质量指标:纤维成品其干断裂强度>1.7cN/dtex,干断裂伸度14 18%,线~密度偏差±2%,白度>70%,熔融吸热焓值5 6J/克。
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[0021] 表一中的对照例一和对照例二,分别是以平均粒径≤10um、≤5um的相变储能微胶囊颗粒作为自变量,其余参数与实施例2中保持一致的情况下,所作出的试验,最终微胶囊颗粒的破损率、以及成品纤维的焓变化值,其结果如表一中所示。
[0022] 实施例3一种相变储能粘胶纤维的生产工艺,其步骤包括:
制备微胶囊乳液:将粒径=1μm的相变储能微胶囊以水或碱液为溶剂,加入分散剂,制成
20 40%的微胶囊乳液,其中,分散剂的加入量对微胶囊乳液质量的2 5%;再取定量补加除~ ~
盐水以25r/min的速度搅拌稀释至10%,得到稀释后的微胶囊乳液;
制备粘胶:将碱纤维素经过黄化处理50 60分钟后终止溶解,并加入对甲纤1.5 2.0%~ ~
的浓度为50%的EBT变性剂,再进行脱泡、过滤、熟成,制得甲纤含量为8%的粘胶;
制备粘胶交联剂:取定量粘胶稀释至甲纤浓度5 6%,再加对甲纤含量为0.1 0.2%的聚~ ~
丙烯酰胺,再加对聚丙烯酰胺含量为0.1 0.2%的10%双氧水,制得对甲纤含量为1%的粘胶交~
联剂;
混合:将所述稀释后的微胶囊乳液在15℃、10Bar的温度及压力下,与粘胶交联剂一起通过计量泵以0.1 0.3m/s的流速,注入粘胶中混合均匀;其中,微胶囊乳液、粘胶交联剂、粘~
胶三者重量比为6:1:100;
纺丝及后处理:将混合后的产品经过滤、酸浴处理后进行干法或湿法纺丝,再经过洗涤、脱硫、漂白、上油、脱水及烘干工序,得到相变储能粘胶纤维,所述相变储能粘胶纤维为长丝或短纤。
[0023] 纤维成品质量指标:纤维成品其干断裂强度>1.7cN/dtex,干断裂伸度15 17%,线~密度偏差±1.5%,白度>70%,熔融吸热焓值6 8J/克。
~
[0024] 实施例4一种相变储能粘胶纤维的生产工艺,其步骤如下:
制备微胶囊乳液:将粒径=0.5 0.6μm的相变储能微胶囊以水或碱液为溶剂,加入分散~
剂,制成20 40%的微胶囊乳液,其中,分散剂的加入量对微胶囊乳液质量的2 5%;再取定量~ ~
补加除盐水以25r/min的速度搅拌稀释至10%,得到稀释后的微胶囊乳液;
制备粘胶:将碱纤维素经过黄化处理50 60分钟后终止溶解,并加入对甲纤1.5 2.0%~ ~
的浓度为50%的EBT变性剂,再进行脱泡、过滤、熟成,制得甲纤含量为8%的粘胶;
制备粘胶交联剂:取定量粘胶稀释至甲纤浓度5 6%,再加对甲纤含量为0.1 0.2%的聚~ ~
丙烯酰胺,再加对聚丙烯酰胺含量为0.1 0.2%的10%双氧水,制得对甲纤含量为1%的粘胶交~
联剂;
混合:将所述稀释后的微胶囊乳液在15℃、5Bar的温度及压力下,与粘胶交联剂一起通过计量泵以0.1 0.3m/s的流速,注入粘胶中混合均匀;其中,微胶囊乳液、粘胶交联剂、粘胶~
三者重量比为8:1:100;所述注射泵采用11.8L/hr的PULSATRON隔膜式注射泵。
[0025] 纺丝及后处理:将混合后的产品经过滤、酸浴处理后进行干法或湿法纺丝,再经过洗涤、脱硫、漂白、上油、脱水及烘干工序,得到相变储能粘胶纤维,所述相变储能粘胶纤维为长丝或短纤。
[0026] 纤维成品质量指标:纤维成品其干断裂强度>1.7cN/dtex,干断裂伸度14 17%,线~密度偏差±1.5%,白度>70%,熔融吸热焓值8 12J/克。
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[0027] 表一
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