本發(fā)明涉及纖維，具體為一種相變儲能纖維及其面料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、相變材料在相轉(zhuǎn)變過程中能吸收和釋放大量熱量，從而有效存儲熱能和調(diào)節(jié)溫度，是一種清潔可再生的潛熱儲存材料，在纖維服裝、建筑領(lǐng)域、電池散熱系統(tǒng)、航天航空等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。常見的相變材料主要有石蠟、聚乙二醇、硬脂酸等脂肪酸及其低共融物等。

2、由聚對苯二甲酸乙二醇酯制成的滌綸纖維具有很好的斷裂強度、彈性模量、耐熱性和耐腐蝕等性能，廣泛應(yīng)用在纖維服飾、紡織品等方面。發(fā)展新型相變儲能滌綸纖維面料是研究熱點。通常加入脂肪酸等相變材料，會影響纖維的拉伸強度等力學性能。申請?zhí)枮?00610037169.x的中國專利公開了一種相變儲能超細復合滌綸纖維及其制備方法，以硬脂酸及其酯類衍生物為相變材料，包覆在滌綸基體的內(nèi)部，得到的滌綸纖維具有較大的比表面積、高孔隙度和溫度調(diào)節(jié)等性能。但是該專利的滌綸纖維沒有表現(xiàn)出很好的力學強度和阻燃性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決了pet相變纖維力學性能和阻燃性不好的問題。

2、(二)技術(shù)方案：一種相變儲能纖維的制備方法：步驟a、向反應(yīng)容器中加入質(zhì)量濃度為0.3-1g/l的二苯甲酮的丙酮溶液，攪拌后加入聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，取出膜，干燥除去丙酮，然后將膜加入到質(zhì)量濃度為30-150g/l的接枝單體的乙醇溶液中，在氮氣氣氛中，紫外燈下照射，進行接枝反應(yīng)30-90min，取出膜，加入到甲苯中，加熱回流，然后加入丙酮，過濾后依次用丙酮、乙醇洗滌，干燥，得到改性pet。

3、步驟b、向容器中加入二氯甲烷、三氟乙酸、改性pet，攪拌后加入脂肪酸低共熔物相變材料，攪拌后靜置脫泡，制成紡絲液，然后通過靜電紡絲機進行紡絲，紡絲的電壓為15-18kv，紡絲液的流速為2-3ml/h，卷繞，得到相變儲能纖維。

4、優(yōu)選的，步驟b中，脂肪酸低共熔物相變材料的質(zhì)量是改性pet質(zhì)量的60-100％。

5、優(yōu)選的，脂肪酸低共熔物相變材料的制備方法為：向反應(yīng)容器中加入脂肪酸，在80-90℃中保溫2-3h，然后置于超聲儀中，60-70℃中超聲處理2-3min，冷卻，得到脂肪酸低共熔物相變材料。其中脂肪酸為肉豆蔻酸、硬脂酸、癸酸、月桂酸中的任意一種或組合。

6、優(yōu)選的，接枝單體的制備方法為：

7、(1)、向反應(yīng)容器中加入乙醇、摩爾比為(1-1.1):1的2-甲基烯丙胺、苯甲醛基dopo中間體，加熱至60-70℃，攪拌反應(yīng)5-8h，在冰水浴中冷卻，析出沉淀物，過濾，干燥，得到甲基烯丙基dopo中間體。反應(yīng)式如下：

8、

9、(2)、向反應(yīng)容器中加入體積比為1:(0.7-1)的甲苯和二氯甲烷，摩爾比為1:(1-1.3):(1-1.3)的甲基烯丙基dopo中間體、脂肪酰氯和三乙胺，室溫下反應(yīng)6-10h，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，石油醚洗滌，產(chǎn)物用二氯甲烷重結(jié)晶，得到接枝單體。反應(yīng)式為：

10、

11、優(yōu)選的，利用相變儲能纖維制成的相變儲能面料。

12、(三)有益的技術(shù)效果：本發(fā)明利用接枝單體對聚對苯二甲酸乙二醇酯pet進行紫外輻照接枝改性，在pet基體中引入脂肪族烷基長鏈和dopo含磷阻燃結(jié)構(gòu)，然后與癸酸、月桂酸等組成的脂肪酸低共熔物相變材料進行靜電紡絲，得到的相變儲能纖維表現(xiàn)出不同的熔化溫度和熔化焓值，具有良好的相變儲熱性能。在相變儲熱纖維面料等方面有廣闊的應(yīng)用前景。

13、本發(fā)明的pet接枝了dopo含磷阻燃結(jié)構(gòu)，顯著提高了pet纖維的阻燃性能，表現(xiàn)出更高的極限氧指數(shù)。同時pet接枝了脂肪族烷基長鏈，與癸酸、月桂酸等組成的脂肪酸低共熔物相變材料之間有很好的相容性，并且接枝的脂肪族烷基長鏈與低共熔物相變材料中的脂肪酸的烷基長鏈形成締合作用和分子鏈物理交聯(lián)，進一步提高了低共熔物相變材料與pet纖維之間的界面結(jié)合力，從而減小了低共熔物相變材料對pet纖維力學性能造成的不良影響，使得pet纖維氈保持較高的拉伸強度、斷裂伸長率和力學性能。

技術(shù)特征：

1.一種相變儲能纖維的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟a中，丙酮溶液中的二苯甲酮的質(zhì)量濃度為0.3-1g/l；乙醇溶液中接枝單體的質(zhì)量濃度為30-150g/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟b中，脂肪酸低共熔物相變材料的質(zhì)量是改性pet質(zhì)量的60-100％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相變儲能纖維的制備方法，其特征在于，所述脂肪酸低共熔物相變材料的制備方法為：向反應(yīng)容器中加入脂肪酸，在80-90℃中保溫2-3h，然后置于超聲儀中，60-70℃中超聲處理2-3min，冷卻，得到脂肪酸低共熔物相變材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的相變儲能纖維的制備方法，其特征在于，所述脂肪酸為肉豆蔻酸、硬脂酸、癸酸、月桂酸中的任意一種或組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟b中紡絲時的電壓為15-18kv，紡絲液的流速為2-3ml/h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能纖維的制備方法，其特征在于，所述接枝單體的制備方法為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相變儲能纖維的制備方法，其特征在于，所述脂肪酰氯的結(jié)構(gòu)式為n為13-17中的任意整數(shù)。

9.一種利用權(quán)利要求1-8任一項所述的制備方法得到的相變儲能纖維制成的面料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及纖維技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種相變儲能纖維及其面料的制備方法，本發(fā)明利用接枝單體對聚對苯二甲酸乙二醇酯PET進行紫外輻照接枝改性，然后與癸酸、月桂酸等組成的脂肪酸低共熔物相變材料進行靜電紡絲，得到的相變儲能纖維表現(xiàn)出不同的熔化溫度和熔化焓值，具有良好的相變儲熱性能和阻燃性能。提升提高了低共熔物相變材料與PET纖維之間的界面結(jié)合力，減小了低共熔物相變材料對PET纖維力學性能造成的不良影響，使得PET纖維氈保持較高的拉伸強度、斷裂伸長率和力學性能。

技術(shù)研發(fā)人員：姜亞,陳家平
受保護的技術(shù)使用者：昆山華陽新材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9