[发明专利]一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法

说明书

本发明属于纤维制备技术领域，公开一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法，包括：(1)将硬脂酸丁酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，倒入苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐溶液中，持续乳化8‑11min，得到乳液；(2)向乳液中加入三乙醇胺溶液，并于37‑42℃保温反应1.8‑2.2h，然后升温至68.3‑72.6℃保温反应3.9‑4.3h，降温出料，连续洗涤、抽滤6次后进行干燥处理得到固体粉末；(3)将固体粉末与超高分子量聚乙烯溶液进行混合，搅拌升温至50‑80℃，保温0.3‑0.8h后，形成纺丝流体；(4)将纺丝流体由下料釜注入双螺杆挤出机得到的冻胶原丝，经过萃取、超倍拉伸制备得到含有相变调温微胶囊的超高分子量聚乙烯纤维。本发明方法制备的超高分子量聚乙烯纤维具有良好的储热性能。

技术领域

本发明属于纤维制备技术领域，涉及一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维是以超高分子量聚乙烯为原料制得的纤维。超高的分子量使得超高分子量聚乙烯纤维具有耐磨性强、润滑性好、强度高、化学性质稳定、抗老化等优异的性能。因此，超高分子量聚乙烯纤维在国防军需装备(例如，防弹衣、直升机、坦克和舰船的装甲防护板等)、航空航天(例如，各种飞机的翼尖结构、飞机着陆时使用的减速降落伞、飞机悬吊重物使用的绳索等)、民用(例如，海洋工程中船舶外表面上使用的抗冲击、防锈蚀、防腐蚀包覆材料、各种海洋建筑构件的防腐、防附着、耐磨材料、工业中使用的耐压容器、传送带、过滤材料、医学领域使用的牙托材料等)等方面有着广泛的应用。

相变储能纤维是将一种或多种相变材料与纤维通过复合后，得到的具有自动调节温度的智能纤维，它利用所含的相变物质来感应环境温度变化，由此产生相变过程来吸收和释放热量，从而达到纤维对环境温度的平衡和调节的作用。相变储能纤维作为一种备受研究者关注的新型材料，在服装织品、医用、建筑以及航空航天等领域有着广泛的应用前景。

目前，将相变储能应用到超高分子量聚乙烯纤维中的研究相对较少，本发明针对此应用提出一种相变微胶囊超高分子量聚乙烯纤维，用于传统织物，使其具有优良的储热性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种稳定性优良、具有良好储热性能的相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：

(1)将硬脂酸丁酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，倒入苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐溶液中，持续乳化8-11min，得到乳液；

(2)将步骤(1)所得乳液转移到容器中，不断搅拌下加入三乙醇胺溶液，并于37-42℃保温反应1.8-2.2h，然后升温至68.3-72.6℃保温反应3.9-4.3h，降温出料，连续洗涤、抽滤6次后进行干燥处理得到相变调温微胶囊固体粉末；

(3)将步骤(2)得到的相变调温微胶囊固体粉末与超高分子量聚乙烯溶液按照1:100-1:120的质量比在溶胀釜中进行混合，搅拌升温至50-80℃，保温0.3-0.8h后，形成纺丝流体；

(4)将步骤(3)得到的纺丝流体由下料釜注入双螺杆挤出机得到的冻胶原丝，经过萃取、超倍拉伸制备得到相变调温微胶囊超高分子量聚乙烯纤维。

优选的，步骤(1)所述硬脂酸丁酯的加入量为20-40g；异佛尔酮二异氰酸酯的加入量为7-8g。

优选的，步骤(1)所述苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐溶液通过将1-2g苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐溶于180-230mL去离子水中配制所得。

优选的，步骤(1)所述乳化转速为5500-8000r/min。