專利名稱：復合相變材料的制備方法及添加相變材料的皮革制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種相變材料的制備方法，特別是一種復合相變材料的制備方法及添 加復合相變材料的皮革的制備方法。
背景技術：
皮革產(chǎn)品是一種由天然蛋白質纖維組成的生態(tài)產(chǎn)品，具有獨特優(yōu)良的物理性能。 尤其是皮革做成的服裝，不僅具有輕柔、美觀、大方等優(yōu)點，還具有良好的透氣性、透水氣性 等性能，因此皮衣一直深受廣大消費者的青睞。在絕大多數(shù)地區(qū)的冬季，僅靠一件皮衣不足以御寒，即皮革本身的保暖性遠遠不 夠，如果在里面再穿上幾層衣服，就不可避免地影響了衣著的美觀，打破了以穿皮衣來提高 自身形象的目的；在氣溫比較的高的季節(jié)，皮革雖然較其它的服裝片才具有很好的透水汽 性能，但是穿著皮鞋依然感到悶熱。因此，如何改善皮革對溫度的適應性能就成了一個非常 實用的問題。目前大多數(shù)實用化且研究較為成熟的相變儲能材料為固-液相變儲能材料，如無 機結晶水合鹽及熔融鹽、石蠟、脂肪酸、聚乙二醇等，但由于固-液相變材料在相變過程中 會出現(xiàn)液體狀態(tài)，必須用容器包裝，這樣不但增加成本，而且不能應用于許多無法攜帶的場 合，使其應用范圍受到一定的限制。鑒于以上問題，實有必要提供一種可以解決上述技術問題的復合相變材料的制備 方法及添加復合相變材料的皮革的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種成本較低的復合相變材料的制備方法及 添加復合相變材料的皮革的制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種復合相變材料的制備方法，首先，將聚乙二醇 于溶劑中加熱溶解；待聚乙二醇完全溶解后，向其中加入正硅酸乙酯，并在40°C加熱攪拌， 所述聚乙二醇與正硅酸乙酯的質量比為(0.2 1) 1 ；攪拌均勻后，加入去離子水，然后， 調節(jié)PH值到1.0，所述去離子水與正硅酸乙酯的質量比為(2 4) 1;調節(jié)PH值為1.0 后再攪拌0. 5小時；攪拌0. 5小時后，在40 50°C的水浴中陳化，直至溶液中出現(xiàn)三維網(wǎng) 絡凝膠；將生成的三維網(wǎng)絡凝膠取出干燥，搗碎，研磨成粉體。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述溶劑選自乙醇或異丙醇或正丁醇；作為本發(fā)明 的另一種優(yōu)選方案，所述聚乙二醇的分子量為800 1000 ；作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案， 采用鹽酸或溴化氫或碘化氫或硝酸或硫酸或氨水或甲酰胺調節(jié)PH值；作為本發(fā)明的另一 種優(yōu)選方案，加入正硅酸乙酯后，采用磁力攪拌器加熱攪拌；作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方 案，三維網(wǎng)絡凝膠的干燥條件為60°C干燥8小時；為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種添 加有本發(fā)明復合相變材料的皮革的制備方法，步驟如下首先，稱取皮樣并加入相對皮樣質 量4%的復合相變材料，再加入質量相對相變材料3 5倍的水和相對相變材料重量50%的聚氨酯或丙烯酸樹脂，配成懸浮液；接著，將得到的懸浮液用超聲波分散30分鐘，將上述 分散后的懸浮液刷在胚革肉面上，用電熨斗熨平，自然干燥，最后，在60°C烘干2小時。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，配置懸浮液時，再加入質量濃度為10%的滲透劑； 作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述滲透劑的加入量為相對相變材料10% ；作為本發(fā)明的 另一種優(yōu)選方案，所述滲透劑為349PT;作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，自然干燥后，用噴 槍噴一層質量濃度為10%的聚氨酯PU9703溶液，之后，再放入烘箱中。本發(fā)明復合相變材料的制備方法及添加復合相變材料的皮革的制備方法至少具 有以下優(yōu)點由于在本發(fā)明復合相變材料的制備過程中，添加有正硅酸乙酯，因此，當調節(jié) PH值為酸性環(huán)境時，正硅酸乙酯會分解出二氧化硅，而二氧化硅具有大比表面積的微孔結 構，故，當聚乙二醇發(fā)生相變，即由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)時，二氧化硅利用毛細作用將液態(tài)的聚 乙二醇吸入到微孔內(nèi)，如此，液態(tài)的聚乙二醇很難從微孔內(nèi)溢出，因此，該復合相變材料不 需要容器盛裝，降低了成本，且增加了傳熱面積和傳熱效率，故，當其添加至皮革中后，皮革 具有較佳的調節(jié)溫度的作用。


圖1和圖2分別是本發(fā)明復合相變材料放大400倍和1000倍的晶相圖；圖3和圖 4分別是本發(fā)明復合相變材料的升溫和降溫DSC圖；圖5是本發(fā)明復合相變材料的TG圖。
具體實施例方式實施例一 1.復合相變材料的制備首先，將分子量為800的聚乙二醇加熱溶解于 乙醇中；待聚乙二醇完全溶解后，向其中加入正硅酸乙酯，并用加熱磁力攪拌器在40°C攪 拌，所述聚乙二醇與正硅酸乙酯的質量比為0.2 1 ；攪拌均勻后，加入去離子水，所述去離 子水與正硅酸乙酯的質量比為2 1，然后，加入鹽酸調節(jié)PH值為1.0;接著再攪拌0.5小 時，之后，在40°C的水浴中陳化12個小時，直至溶液中出現(xiàn)生成三維網(wǎng)絡凝膠；將生成的三 維網(wǎng)絡凝膠在60°C干燥8小時，最后，搗碎，研磨成粉體。經(jīng)檢測，本發(fā)明復合相變材料的相變點為33. 8°C，在人體舒適溫度范圍內(nèi)，焓變達 到49. 96J/g，儲能密度為58. 1 %。所述儲能密度為聚乙二醇的質量占整個相變材料的質量(下同)。2.添加相變材料的皮革的制備稱取皮樣并加入相對皮樣質量4%的上述復合相 變材料，再加入質量為相變材料4倍的水和相對相變材料重量50 %的聚氨酯PU9703配制懸 浮液，接著，用超聲波分散30分鐘，然后用刷子將懸浮液刷在胚革肉面上，用電熨斗將皮樣 熨平，自然干燥后，放入烘箱中，在60°C的溫度下烘2h，即得添加有上述復合相變材料的皮 革。經(jīng)檢測，本發(fā)明皮革的傳熱系數(shù)為45. 50ff/m2 °C，克羅值為0. 63，保溫率為 15. 29% ；當環(huán)境溫度過高時，本發(fā)明添加復合相變材料的皮革比添加傳統(tǒng)復合相變材料的 皮革低3°C，持續(xù)時間達30分鐘；降溫時，環(huán)境溫度過低，相變皮革能比添加傳統(tǒng)的復合相 變材料的皮革高2. 9°C，持續(xù)時間達31分鐘。實施例二 1.復合相變材料的制備首先，將分子量為900的聚乙二醇加熱溶解于 異丙醇中；待異丙醇完全溶解后，向其中加入正硅酸乙酯，并用加熱磁力攪拌器在45°C攪拌，所述聚乙二醇與正硅酸乙酯的質量比為0.35 1 ；攪拌均勻后，加入去離子水，所述去 離子水與正硅酸乙酯的質量比為2. 4 1，然后，加入溴化氫調節(jié)PH值為1.0;接著再攪拌 0. 5小時，之后，在40 50°C的水浴中陳化12個小時，直至溶液中出現(xiàn)三維網(wǎng)絡凝膠；將生 成的三維網(wǎng)絡凝膠在60°C干燥8小時，最后，搗碎，研磨成粉體。經(jīng)檢測，本發(fā)明復合相變材料的相變點為32. 3°C，在人體舒適溫度范圍內(nèi)，焓變達 到52. 46J/g，儲能密度為63. 1%.2.添加相變材料的皮革的制備稱取皮樣并加入相對皮樣質量4%的上述復合相 變材料，再加入質量為相變材料3倍的水、相對相變材料重量50 %的丙烯酸樹脂155AC，和 相對相變材料重量10%的滲透劑349PT配制懸浮液，接著，用超聲波分散30分鐘，然后用刷 子將懸浮液刷在胚革肉面，用電熨斗將皮樣熨平，自然干燥后，放入烘箱中，在60°C的溫度 下烘2h，即得添加有上述復合相變材料的皮革。經(jīng)檢測，本發(fā)明皮革的傳熱系數(shù)為45. 25ff/m2 °C，克羅值為0. 66，保溫率為
16.49% ；當環(huán)境溫度過高時，本發(fā)明添加復合相變材料的皮革比添加傳統(tǒng)的復合相變材料 的皮革低2. 8°C，持續(xù)時間達32分鐘；在降溫時，環(huán)境溫度過低，相變皮革能比添加傳統(tǒng)的 復合相變材料的皮革高2. 6°C，持續(xù)時間達28分鐘。實施例三1.復合相變材料的制備首先，將分子量為1000的聚乙二醇加熱溶解 于正丁醇中；待正丁醇完全溶解后，向其中加入正硅酸乙酯，并用加熱磁力攪拌器在50°C 攪拌，所述正丁醇與正硅酸乙酯的質量比為0.5 1 ；攪拌均勻后，加入去離子水，所述去離 子水與正硅酸乙酯的質量比為2. 8 1，然后，加入硝酸調節(jié)PH值為1.0;接著再攪拌0.5 小時，之后，在40 50°C的水浴中陳化12個小時，直至溶液中出現(xiàn)三維網(wǎng)絡凝膠；將生成 的三維網(wǎng)絡凝膠在60°C干燥8小時，最后，搗碎，研磨成粉體。經(jīng)檢測，本發(fā)明復合相變材料的相變點為32. 6°C，在人體舒適溫度范圍內(nèi)，焓變達 到53. 26J/g，儲能密度為64. 55%。2.添加相變材料的皮革的制備稱取皮樣并加入相對皮樣質量4%的上述復合相 變材料，再加入質量為相變材料5倍的水、相對相變材料重量50 %的丙烯酸樹脂155AC，和 相對相變材料重量10%的滲透劑349PT配制懸浮液，接著，用超聲波分散30分鐘，然后用刷 子將懸浮液刷與對應的胚革肉面，用電熨斗將皮樣熨平，自然干燥后，再用噴槍噴一層質量 濃度為10%的聚氨酯PU9703溶液，放入烘箱中，在60°C的溫度下烘2h，即得添加有上述復 合相變材料的皮革。經(jīng)檢測，本發(fā)明皮革的傳熱系數(shù)為40. 33ff/m2 °C，克羅值為0. 69，保溫率為
17.21% ；當環(huán)境溫度過高時，本發(fā)明添加復合相變材料的皮革比添加傳統(tǒng)的復合相變材料 的皮革低3. 2°C，持續(xù)時間達35分鐘左右；在降溫時，環(huán)境溫度過低，相變皮革能比添加傳 統(tǒng)的復合相變材料的皮革高3°C，持續(xù)時間達30分鐘。實施例四1.復合相變材料的制備首先，將分子量為800的聚乙二醇加熱溶解于 乙醇中；待乙醇完全溶解后，向其中加入正硅酸乙酯，并用加熱磁力攪拌器在48°C攪拌，所 述正丁醇與正硅酸乙酯的質量比為0.75 1 ；攪拌均勻后，加入去離子水，所述去離子水與 正硅酸乙酯的質量比為3.2 1，然后，加入硝酸調節(jié)PH值為1.0;接著再攪拌0.5小時，之 后，在40 50°C的水浴中陳化12個小時，直至溶液中出現(xiàn)三維網(wǎng)絡凝膠；將生成的三維網(wǎng) 絡凝膠在60°C干燥8小時，最后，搗碎，研磨成粉體。
經(jīng)檢測，本發(fā)明復合相變材料的相變點為31. 5°C，在人體舒適溫度范圍內(nèi)，焓變達到50. 76J/g，儲能密度為61. 8%。2.添加相變材料的皮革的制備稱取皮樣并加入相對皮樣質量4%的上述復合相 變材料，再加入質量為相變材料3. 5倍的水、相對相變材料重量50%的聚氨酯PU9703配制 懸浮液，接著，用超聲波分散30分鐘，然后用刷子將懸浮液刷與對應的胚革肉面，用電熨斗 將皮樣熨平，自然干燥后，放入烘箱中，在60°C的溫度下烘2h，即得添加有上述復合相變材 料的皮革。經(jīng)檢測，本發(fā)明皮革的傳熱系數(shù)為46. 20ff/m2 °C，克羅值為0. 65，保溫率為 16. 11% ；當環(huán)境溫度過高時，本發(fā)明添加復合相變材料的皮革比添加傳統(tǒng)的復合相變材料 的皮革低2. 8°C，持續(xù)時間達26分鐘；在降溫時，環(huán)境溫度過低，相變皮革能比添加傳統(tǒng)的 復合相變材料的皮革高2. 4°C，持續(xù)時間達30分鐘。實施例五1.復合相變材料的制備首先，將分子量為900的聚乙二醇加熱溶解于 正丁醇中；待正丁醇完全溶解后，向其中加入正硅酸乙酯，并用加熱磁力攪拌器在50°C攪 拌，所述正丁醇與正硅酸乙酯的質量比為0.9 1 ；攪拌均勻后，加入去離子水，所述去離子 水與正硅酸乙酯的質量比為3. 6 1，然后，加入硝酸調節(jié)PH值為1.0;接著再攪拌0.5小 時，之后，在40 50°C的水浴中陳化12個小時，直至溶液中出現(xiàn)三維網(wǎng)絡凝膠；將生成的 三維網(wǎng)絡凝膠在60°C干燥8小時，最后，搗碎，研磨成粉體。經(jīng)檢測，本發(fā)明復合相變材料的相變點為32. 6°C，在人體舒適溫度范圍內(nèi)，焓變達 到49. 66J/g，儲能密度為58. 96%。2.添加相變材料的皮革的制備稱取皮樣并加入相對皮樣質量4%的上述復合相 變材料，再加入質量為相變材料3倍的水、相對相變材料重量50 %的丙烯酸樹脂155AC，和 相對相變材料重量10%的滲透劑349PT配制懸浮液，接著，用超聲波分散30分鐘，然后用刷 子將懸浮液刷與對應的胚革肉面，用電熨斗將皮樣熨平，自然干燥后，再用噴槍噴一層質量 濃度為10%的聚氨酯PU9703溶液，熨平后，放入烘箱中，在60°C的溫度下烘2h，即得添加有 上述復合相變材料的皮革。經(jīng)檢測，本發(fā)明皮革的傳熱系數(shù)為43. 60ff/m2 °C，克羅值為0. 65，保溫率為 16. 29% ；當環(huán)境溫度過高時，本發(fā)明添加復合相變材料的皮革比添加傳統(tǒng)的復合相變材料 的皮革低3°C，持續(xù)時間達33分鐘左右；在降溫時，環(huán)境溫度過低，相變皮革能比添加傳統(tǒng) 的復合相變材料的皮革高2. 6°C，持續(xù)時間達25分鐘。實施例六1.復合相變材料的制備首先，將分子量為1000的聚乙二醇加熱溶解 于異丙醇中；待異丙醇完全溶解后，向其中加入正硅酸乙酯，并用加熱磁力攪拌器在50°C 攪拌，所述異丙醇與正硅酸乙酯的質量比為1 1 ；攪拌均勻后，加入去離子水，所述去離子 水與正硅酸乙酯的質量比為4 1，然后，加入硫酸調節(jié)PH值為1.0;接著再攪拌0.5小時， 之后，在40 50°C的水浴中陳化12個小時，直至溶液中出現(xiàn)三維網(wǎng)絡凝膠；將生成的三維 網(wǎng)絡凝膠在60°C干燥8小時，最后，搗碎，研磨成粉體。經(jīng)檢測，本發(fā)明復合相變材料的相變點為32°C，在人體舒適溫度范圍內(nèi)，焓變達到 54. 96J/g，儲能密度為72.2%。2.添加相變材料的皮革的制備稱取皮樣并加入相對皮樣質量4%的上述復合相 變材料，再加入質量為相變材料5倍的水、相對相變材料重量50 %的丙烯酸樹脂155AC，和相對相變材料重量10%的滲透劑349PT配制懸浮液，接著，用超聲波分散30分鐘，然后用刷 子將懸浮液刷與對應的胚革肉面，用電熨斗將皮樣熨平，自然干燥后，放入烘箱中，在60°C 的溫度下烘2h，即得添加有上述復合相變材料的皮革。經(jīng)檢測，本發(fā)明皮革的傳熱系數(shù)為39. 95ff/m2 · °C，克羅值為0. 71，保溫率為 18. 19% ；當環(huán)境溫度過高時，本發(fā)明添加復合相變材料的皮革比添加傳統(tǒng)的復合相變材料 的皮革低3. 5°C，持續(xù)時間達36分鐘；在降溫時，環(huán)境溫度過低，相變皮革能比添加傳統(tǒng)的 復合相變材料的皮革高3°C，作用時間達30分鐘。另外，請參閱圖1，特別是圖2所示，從中可以得知，本發(fā)明復合相變材料具有微孔 結構，故，當聚乙二醇轉變?yōu)橐簯B(tài)時，可以利用毛細作用力吸附液態(tài)的聚乙二醇，從而使得 固_液轉變從形式上變?yōu)楣蘝固轉變。接下來，請參閱圖3所示，即本發(fā)明復合相變材料的升溫DSC圖，從中得知，其 峰值數(shù)據(jù)分別為面積51.96J/g，峰值44.4°C，起始點33.8°C，終止點52.5°C，寬度 13. 30C (37. 000% )，高度0. 7705mff/mg ；請參閱圖4所示，即本發(fā)明復合相變材料的降溫 DSC圖，從中得知，其峰值數(shù)據(jù)分別為面積-44. 29J/g，峰值15. 8°C，起始點9. 7°C，終止 點24.5°C，寬度10. 80C (37. 000% )，高度0. 8463mff/mgo以上所述僅為本發(fā)明的一種實施方式，不是全部或唯一的實施方式，本領域普通 技術人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明 的權利要求所涵蓋。
權利要求
復合相變材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)將聚乙二醇在溶劑中加熱溶解，溶劑的量以溶解聚乙二醇計；2)待聚乙二醇完全溶解后，向其中加入正硅酸乙酯，在40～50℃加熱攪拌，所述聚乙二醇與正硅酸乙酯的質量比為(0.2～1)∶1；3)攪拌均勻后，加入去離子水，然后，調節(jié)PH值到1.0，所述去離子水與步驟2)中的正硅酸乙酯的質量比為(2～4)∶1；4)調節(jié)PH值為1.0后再攪拌0.5小時；5)攪拌0.5小時后，在40～50℃的水浴中陳化，直至溶液中出現(xiàn)三維網(wǎng)絡凝膠；6)將生成的三維網(wǎng)絡凝膠取出干燥，搗碎，研磨成粉體。
2.如權利要求1所述的復合相變材料的制備方法，其特征在于在步驟1)中，所述溶 劑選自乙醇或異丙醇或正丁醇。
3.如權利要求1或2所述的復合相變材料的制備方法，其特征在于所述聚乙二醇的 分子量為800 1000。
4.如權利要求1或2所述的復合相變材料的制備方法，其特征在于在步驟3)中，用 鹽酸或溴化氫或碘化氫或硝酸或硫酸或氨水或甲酰胺調節(jié)PH值。
5.如權利要求1所述的復合相變材料的制備方法，其特征在于在步驟2)中，采用磁 力攪拌器加熱攪拌。
6.如權利要求1所述的復合相變材料的制備方法，其特征在于在步驟6)中，干燥條 件為60°C干燥8小時。
7.添加權利要求1的復合相變材料的皮革的制備方法，步驟如下1)稱取皮樣并加入相對皮樣質量4%的復合相變材料，再加入質量相對相變材料3 5倍的水和相對相變材料重量50%的聚氨酯或丙烯酸樹脂，配成懸浮液；2)用將步驟1)得到的懸浮液用超聲波分散30分鐘，接著，將上述分散后的懸浮液刷在 胚革肉面上，用電熨斗熨平，自然干燥，最后，在60°C烘干2小時。
8.如權利要求7所述的皮革的制備方法，其特征在于在步驟1)配置懸浮液時，加入 質量濃度為10%的滲透劑。
9.如權利要求7所述的皮革的制備方法，其特征在于所述滲透劑的加入量為相對相 變材料10%。
10.如權利要求7或8所述的皮革的制備方法，其特征在于在步驟2)中，自然干燥后， 用噴槍噴一層質量濃度為10 %的聚氨酯PU9703溶液，之后，再放入烘箱中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種復合相變材料的制備方法及添加該復合相變材料的皮革的制備方法，在復合相變材料的制備中添加有正硅酸乙酯，且調節(jié)pH值為酸性，如此，正硅酸乙酯分解出具有微孔結構的二氧化硅，因此，本發(fā)明復合相變材料可以利用二氧化硅作為支撐材料，通過毛細作用力將液態(tài)的聚乙二醇吸入到微孔結構內(nèi)，故，當聚乙二醇在轉換為液態(tài)時，其很難從微孔內(nèi)溢出，故而，不需要容器盛裝，降低了成本。當將本發(fā)明復合相變材料添加到皮革中后，具有良好的調節(jié)溫度作用。
文檔編號C14C11/00GK101824308SQ20101017535
公開日2010年9月8日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權日2010年5月18日
發(fā)明者俞從正, 甘芬, 胡強, 郭敏, 馬興元 申請人:陜西科技大學