[发明专利]一种基于复合相变材料的穿戴装备及其制备方法

说明书

本发明公开一种基于复合相变材料的穿戴装备及其制备方法，该穿戴设备的制备方法包括制备复合相变材料、复合相变材料微胶囊化、微胶囊除甲醛处理、蜂窝板封装、纤维布帛封装几个步骤，用两种有机相变材料的低共融混合物制成的复合相变材料做芯材，用三聚氰胺‑甲醛预聚体与乳化液发生的聚合反应对其进行微胶囊包覆，最后将微胶囊装入聚酯纤维蜂窝板中增大微胶囊的抗压性，防止其变形泄漏，最终得到的穿戴设备为外层套设纤维布帛的聚酯纤维蜂窝板，其蜂窝孔洞内装有复合相变材料的微胶囊，微胶囊以三聚氰胺和甲醛生成的密胺树脂为壁材、复合相变材料为芯材，具有相变潜热高、化学性能稳定且无腐蚀性的优点，用于夏季高温环境能够实现零耗能。

技术领域

本发明涉及一种复合相变材料的应用，特别涉及一种基于复合相变材料的穿戴装备及其制备方法。

背景技术

相变材料特有的相变潜热性能，结合实际应用的储、放热量，能够实现低品位能源、废弃热源及可再生能源的利用。相变储热材料一般可分为无机相变储热材料、金属相变储热材料、有机相变储热材料和复合相变储热材料。

无机相变储热材料主要包括结晶水合盐、金属盐水合物、活性白土及矿棉等。无机相变材料在相变过程中容易出现过冷和相分离现象，其制冷、热能力受到影响，且绝大多数无机相变材料都具有腐蚀性，不适于制作穿戴装备。金属相变储热材料是以金属和合金为主的相变材料。

有机相变蓄热材料是利用晶型之间的转变和高分子支链在不同温度下的转变来进行吸热或放热。有机相变储热材料主要分为石蜡、酯酸类和高分子化合物。有机相变材料具有很多优点，如相变潜热高、几乎不发生过冷和相分离现象、化学性能稳定、无腐蚀性。

现如今用于纺织品内的相变材料主要是有机相变材料，但其基本面临封装性差、易泄漏和有机相变材料导热系数小的问题。选用合适的相变潜热高、化学性能稳定、无腐蚀性的复合相变材料以及材料的防变形泄漏封装技术用于高温环境下的穿戴装备，具有重要意义。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种相变潜热高、化学性能稳定、无腐蚀性的基于复合相变材料的穿戴装备，并提供了该基于复合相变材料的穿戴装备的制备方法。

技术方案：本发明所述的一种基于复合相变材料的穿戴装备的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备复合相变材料：选取两种相变温度在20～100℃的有机相变材料，采用熔融共混法制成复合相变材料；该复合相变材料的相变温度能够在高温环境下维持人体舒适温度；

(2)制备微胶囊：以制得的复合相变材料为芯材，先将其与乳化液混合，然后分两次加入三聚氰胺-甲醛预聚体进行聚合反应，得到复合相变材料的微胶囊；

(3)微胶囊除甲醛：以过氧化氢处理该微胶囊，去除微胶囊中残余的甲醛；

(4)将微胶囊装入聚酯纤维蜂窝板的蜂窝孔洞内并封装，在封装后的聚酯纤维蜂窝板外层套设纤维布帛。

步骤(1)中，可根据Schrader公式计算出二元低共融混合物种类、质量配比与相变温度之间的关系，选择相变温度能够在高温环境下维持人体舒适温度的低共融混合物作为复合相变材料。最终优选以月桂酸和硬脂酸、月桂酸和十四酸、或月桂酸和棕榈酸的低共融混合物作为复合相变材料。

进一步的，复合相变材料可为质量比55～62:38～45的月桂酸与硬脂酸的低共融混合物，或质量比55～60:40～45的月桂酸与十四酸的低共融混合物，或质量比60～70：30～40为月桂酸和棕榈酸的低共融混合物。

复合相变材料采用熔融共混法制备，将选取的两种有机相变材料在熔融状态下进行机械混合，利用两者的相容性，熔融后混合在一起即可制成组分均匀的复合相变材料。

具体的，步骤(2)中，制备微胶囊包括下述步骤：