[发明专利]一种溶胶-凝胶技术制备调温织物的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种溶胶-凝胶技术制备调温织物的方法。

背景技术

固-液相变材料具有在相变过程中体积变化小、热焓大，因此各领域对其研究相对较多，且应用也相对广泛。但固-液相变材料在相变过程中形态不稳定，限制了其应用。为了解决这一问题，多采用微胶囊包封技术，将相变材料包覆于壁材内，从而限制液态相变材料的流动。微胶囊通常指直径在1-1000微米之间的微小颗粒，随着技术的发展，胶囊直径也可达到纳米级。由于胶囊为纳微级，使得微胶囊在解决固-液相变材料泄露问题的同时，还提供了大的传热面积，有效提高了传热效率。同时防止了相变材料与其他物质的接触，预防了材料性质的改变，增加了相变材料的利用次数。微胶囊技术的研究始于上世纪50年代，1954年由美国国家现金出纳公司(NCR)的B.KGreen发明并用于生产无碳复写纸，从而开创了微胶囊新技术的时代。上世纪80年代，美国国家航空航天局(NASA)将微胶囊相变材料应用于热调节防护服装和保护太空精密仪器免受太空高温干扰，至此，微胶囊相变材料成为世界各国研究者关注的热点。20世纪90年代，美国Triangle公司合成了具有热能吸收和释放功能的微胶囊，并将其整理在织物表面，得到了具有温度调节功能的纺织品。目前，相变微胶囊在纺织、建筑、工业余热回收等多个领域得到了广泛的应用。

目前，相变微胶囊多采用原位聚合法或界面聚合法包覆，如刘星、汪树军等以三聚氰胺脲醛树脂为壁材，石蜡为芯材，采用原位聚合法制备相变调温微胶囊。赖茂柏、孙蓉等用石蜡为芯材，甲基丙烯酸甲酯为壁材，采用界面聚合法制备了相变微胶囊。原位聚合法的单体范围很广，但要求单体是可溶的，而聚合物是不可溶的。界面聚合法对原料配比要求不严，反应速率快，效果好，可在常温下进行，温度控制简单等优点，但其使用的单体必须具有较高的活性进行缩聚反应。另外，采用原位聚合法和界面聚合法生产相变微胶囊，囊壁多为高聚物，如脲醛树脂、三聚氰胺和甲醛的共聚物等，这类共聚物具有可燃性，且这类壁材对人体具有一定的危害，增加了安全隐患，不利于纺织面料应用。此外，此类共聚物使得制备好的相变微胶囊之间相互粘连，并且热导率低，限制了相变材料调温作用的发挥。基于以上现状，人们开始研究相变微胶囊的其他制备方法和采用更环保、性能更卓越的材料作为相变材料的壁材。

发明内容

本发明的目的是提供一种溶胶-凝胶包覆相变微胶囊的方法，使相变微胶囊具有优良的热传导性能和更好的化学稳定性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种溶胶-凝胶技术制备调温织物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：分别称取以质量份数计的石蜡5-15份、正硅酸乙酯5-15份、乳化剂20-30份、合成胶乳10-20份、乙醇10-20份和水50-70份，待用；

第二步：在机械搅拌的条件下，将5-15份正硅酸乙酯加入到10-20份乙醇和10-20份水的混合液中，配制成正硅酸乙酯液制液，pH值调节至2-4；

第三步：分别将5-15份石蜡、剩余的水和20-30份乳化剂加入到高速乳化机中，配制成石蜡芯乳液；

第四步：在55-60℃、机械搅拌的条件下，将第二步得到的正硅酸乙酯液制液缓慢滴加到第三步得到的石蜡芯乳液中后，加入合成胶乳，搅拌，配制成相变微胶囊整理液；

第五步：将第四步得到的相变微胶囊整理液通过二浸二轧法整理到织物上，制成调温织物，压力为2-3kg/cm²，带液率为60-70％；

第六步：将第五步制得的调温织物在70-80℃下烘干，再在100-180℃下焙烘3-5分钟。

优选地，所述的第一步中的乳化剂为非离子脂肪醇聚氧乙烯醚或非离子脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯醚。

优选地，所述的第一步中的合成乳胶为丙烯酸胶乳或聚氨酯水乳液。

优选地，所述的第二步中的机械搅拌的参数为：转速300-500转/分钟，搅拌时间2-4小时。

优选地，所述的第三步中的高速乳化机的转速为10000转/分钟，乳化时间为20-30分钟。

优选地，所述的第四步中的搅拌速度为300-500转/分钟，搅拌时间为2小时。

本发明采用溶胶凝胶法，以正硅酸乙酯(TEOS)为壁材，石蜡为芯材料的相变微胶整理液，制得的调温织物，解决了脲醛树脂等聚合物为壁材的缺点，提高了导热效率、物理化学稳定性，并具有良好的无毒无害的优良性能。本发明工艺流程简单，条件易控，生产成本较低，适用性广；采用的原料价格低廉，来源广泛，可工业化应用。

附图说明