CN102061621A - 一种原位聚合微胶囊喷胶棉保暖材料的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种原位聚合微胶囊喷胶棉保暖材料的生产方法，涉及新型喷胶棉保温材料的生产工艺。先以乙烯类单体为壁材单体，以相变材料作为芯材，采用原位聚合法，制备包裹的相变微胶囊；再将核壳聚合粘合剂与所述相变微胶囊共浴混合后均匀地喷洒到纤维网表面。由于微胶囊的隔离性、包裹性、多层囊壁以及其他优良的物理性能，相变微胶囊具有耐高温、耐高压、致密性好，使用过程中不出现囊壁破裂的特性。本发明借助核壳型粘合剂，把微胶囊与纤维有机复合，通过相变微胶囊的吸收或释放热量，来维持温度的稳定达到保温的效果，同时改善喷胶棉本身的透气性能，由于微胶囊发挥了较大的蓄热保温效果，用较少的纤维就能达到原有的保温性能。
Description
技术领域
本发明涉及被服行业，特别是涉及一种新型喷胶棉保温材料的生产工艺。
背景技术
被服行业主要采用天然纤维、丝、羊毛、絮棉、驼绒、羽绒等作为中间的填充材料。随着社会需求的发展，棉花、羽绒等原料受到资源的限制，价格日益高涨。并且这些天然原料还具有一些难以克服的缺点，如棉花易受潮，保暖透气性不够稳定且受潮后重量明显提高；羽绒制品则因潮湿而易霉蛀，并且在穿着时羽毛还会钻出面料而影响服用效果。另外，这些天然原料也不能适应服饰行业的工业化生产，成衣生产周期长，成本高。如今供需失衡，羊毛和棉花的价格持续走高，而原油价格的上涨导致化纤产品价格也在飙升。产业链下游的企业尤其是被服行业，选择可替代产品是产品原料结构调整的必然结果。
我国80年代中期开始喷胶棉的生产，市场领域不断扩展，生产发展十分迅速。喷胶棉蓬松度高、弹性好、手感柔软、重量轻，具有防腐、不霉等特点，已经大量的代替了羽绒、羊毛胎、棉絮等山产滑雪衫、太空服、裘皮衬里、御寒大衣以及用于仿羽绒被、睡袋、床罩等。喷胶棉主要是利用喷洒粘合法生产的一种高蓬松、多孔型的非织造布，将化学纤维经梳理、铺网、粘合而制，其较高端的产品就是仿丝棉。
而喷胶棉的保暖性随其单位面积重量的增加而线性增加的。增加喷胶棉的质量可以提高其保温性能，但其透气性会大大下降，舒适性也下降。很多科技工作者从粘合剂入手，试图解决其柔韧性与透气性的矛盾，但往往在保温性能上，只是单纯的通过增加喷胶棉的克重去解决，改变不了对原料的硬性需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷胶棉保温材料，可以仅用少量化纤材料就可以达到保温效果，同时保持较好的透气性能。
本发明先以乙烯类单体为壁材单体，以相变材料作为芯材，采用原位聚合法，制备包裹的相变微胶囊；再将核壳聚合粘合剂与所述相变微胶囊共浴混合后均匀地喷洒到纤维网表面。
本发明所提供的保暖材料依靠相变微胶囊的特殊性能完成储热调温过程的新技术及工艺所制成。由于微胶囊的隔离性、包裹性、多层囊壁以及其他优良的物理性能，相变微胶囊具有耐高温、耐高压、致密性好，使用过程中不出现囊壁破裂的特性。在喷胶棉生产工艺中，借助于核壳型粘合剂，把微胶囊与纤维有机复合，通过相变微胶囊的吸收或释放热量，来维持温度的稳定达到保温的效果，同时改善喷胶棉本身的透气性能，由于微胶囊发挥了较大的蓄热保温效果，用较少的纤维就能达到原有的保温性能。
本发明提供的一种原位聚合微胶囊喷胶棉保暖材料，则是采用原位聚合法，以乙烯类单体为壁材单体，以相变材料作为芯材，制备多层包裹的相变微胶囊；利用核壳聚合法制备环保型粘合剂；将粘合剂与相变微胶囊共浴混合后均匀地喷洒到经梳理、铺网的纤维网表面，经粘合、烘燥制成，本发明在不改变喷胶棉生产工艺的前提下，提供的相变微胶囊是在粘合的工序中与粘合剂共浴混合，再均匀地喷洒到纤维网表面，依靠其粘合剂楔子特性，在相变微胶囊和纤维之间形成交联网，由于微胶囊发挥了较大的蓄热保温效果，用较少的纤维就能达到原有的保温性能，使微胶囊喷胶棉具有质量轻、透气性好、保温性能优异的特点，且无甲醛、无APEO，可放心地用于防寒服装、被褥类产品的中间填充材料。
为了使相变微胶囊在使用、存储过程中不破裂、不泄露，本发明所述相变微胶囊是采用原位聚合法、以乙烯类单体为壁材单体、以相变材料为芯材、多层包裹制备而成。为了可以使相变微胶囊与纤维结合及更充分交联，且环保，具体方法是：在40℃下将30号石蜡、司盘80、吐温80和蒸馏水在高速剪切混合乳化机中国，于10000rpm的均化速率处理30分钟后，将均化的乳液倒入容器中并放入恒温水浴中，在搅拌条件下升温至80℃后再加入过硫酸铵及丙烯酸甲酯进行造壁，经保温2h后以氨水中和混合液至pH=7，得到相变微胶囊溶液，将所述相变微胶囊溶液经喷雾干燥得粉状相变微胶囊。
所述30号石蜡、司盘80、吐温80、蒸馏水、过硫酸铵和丙烯酸甲酯的投料质量比为50︰2︰3︰200︰0.5︰20。
本发明所述核壳聚合粘合剂的制备方法是：
1）将装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的容器置于恒温水浴中，加入2.5份乳化剂十二烷基硫酸钠、2份非离子型乳化剂XL-50、3份非离子型乳化剂平平加O和500份蒸馏水，搅拌均匀，升温至85℃后，再加入0.5份过硫酸铵，然后滴加200份由丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯组成的混合物，滴加完毕后再次加入0.15份过硫酸铵或过硫酸甲，保温2小时，最后降温至60℃，制得核种子乳液。
2）在上述核种子乳液中加入1份十二烷基硫酸钠、1份非离子型乳化剂平平加O和80份蒸馏水、0.25份过硫酸铵，滴加甲基丙烯酸，控制反应温度在85℃，滴加甲基丙烯酸完毕后，再加0.1份过硫酸铵或过硫酸甲，保温2小时，再升温至90℃，保温2小时，冷却，过滤，出料，制得核壳聚合粘合剂。
步骤1）中，在所述丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的混合物中，丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1～5︰2～3︰0～3。
本发明喷洒方法是：将核壳聚合粘合剂、相变微胶囊和水以6～8︰5～6︰20的质量比混合调成浆液，喷洒在速度为9～10 m/min的纤维网表面，经100℃烘箱烘干。
具体实施方式
一、制备相变微胶囊
在40℃下将50kg 30号石蜡、2 kg司盘80、3 kg吐温80和200 kg蒸馏水在高速剪切混合乳化机中高速均化，均化速率为10000rpm，30分钟后，将均化的乳液倒入三口烧瓶，放入恒温水浴槽中，在搅拌条件下升温至80℃加入0.5 kg过硫酸铵及20 kg丙烯酸甲酯进行双层造壁，保温2h，氨水中和至pH=7，得到蓄热保温微胶囊溶液，喷雾干燥得粉状相变微胶囊。
二、制备核壳聚合粘合剂
（1）聚合核种子乳液：将装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶置于恒温水浴槽中，加入2.5 kg乳化剂十二烷基硫酸钠、2 kg非离子型乳化剂XL-50、3 kg非离子型乳化剂平平加O和500 kg蒸馏水，搅拌均匀，升温至85℃，加入0.5 kg过硫酸铵，然后滴加由80 kg丙烯酸丁酯、70 kg丙烯酸乙酯和50 kg 1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯组成的混合物，控制滴加速度，滴加时间为2小时，滴加完毕后补加0.15 kg过硫酸铵或过硫酸甲，保温2小时，最后降温至60℃，制成核种子乳液。
（2）制备粘合剂：
在上述制备好的核种子乳液中，加入1 kg十二烷基硫酸钠、1 kg非离子型乳化剂平平加O和80 kg蒸馏水，继续加入0.25 kg过硫酸铵，滴加甲基丙烯酸，控制滴加速度，反应温度在85℃，滴加完毕，补加0.1 kg过硫酸铵或过硫酸甲，保温2小时，再升温至90℃，保温2小时，冷却，过滤，出料，其乳液即为核壳聚合粘合剂，待用。
三、生产纤维网
1、将6D*75mm涤纶短纤和6D*51mm棉以60︰40配比混合，经开松、粗梳、精梳、铺网，形成涤棉混纺纤维网A。
2、将6D*75mm涤纶短纤、6D*54mm棉和6D*51mm粘胶短纤以20︰20︰60配比混合，经开松、粗梳、精梳、铺网，形成涤棉粘混纺纤维网B。
四、调配喷胶浆
1、将核壳聚合粘合剂、相变微胶囊和水以1.5︰1︰4的质量比混合调成浆液1，待用。
2、将核壳聚合粘合剂、相变微胶囊和水以2︰1.5︰5的质量比混合调成浆液2，待用。
五、粘合、干燥
1、取浆液1喷洒在速度为9～10 m/min的涤棉混纺纤维网A表面，经100℃烘箱烘干。
2、取浆液2喷洒在速度为9～10 m/min的涤棉粘混纺纤维网B表面，经100℃烘箱烘干。
喷洒时，控制压力1.8 Kg，喷头高度310 mm。
Claims (6)
1.一种原位聚合微胶囊喷胶棉保暖材料的生产方法，其特征在于先以乙烯类单体为壁材单体，以相变材料作为芯材，采用原位聚合法，制备包裹的相变微胶囊；再将核壳聚合粘合剂与所述相变微胶囊共浴混合后均匀地喷洒到纤维网表面。
2.根据权利要求1所述原位聚合微胶囊喷胶棉保暖材料的生产方法，其特征在于在40℃下将30号石蜡、司盘80、吐温80和蒸馏水在高速剪切混合乳化机中，于10000rpm的均化速率处理30分钟后，将均化的乳液倒入容器中并放入恒温水浴中，在搅拌条件下升温至80℃后再加入过硫酸铵及丙烯酸甲酯进行造壁，经保温2h后以氨水中和混合液至pH=7，得到相变微胶囊溶液，将所述相变微胶囊溶液经喷雾干燥得粉状相变微胶囊。
3.根据权利要求2所述原位聚合微胶囊喷胶棉保暖材料的生产方法，其特征在于所述30号石蜡、司盘80、吐温80、蒸馏水、过硫酸铵和丙烯酸甲酯的投料质量比为50︰2︰3︰200︰0.5︰20。
4.根据权利要求1或2或3所述原位聚合微胶囊喷胶棉保暖材料的生产方法，其特征在于所述核壳聚合粘合剂的制备方法是：
1）将装有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的容器置于恒温水浴中，加入2.5份乳化剂十二烷基硫酸钠、2份非离子型乳化剂XL-50、3份非离子型乳化剂平平加O和500份蒸馏水，搅拌均匀，升温至85℃后，再加入0.5份过硫酸铵，然后滴加200份由丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯组成的混合物，滴加完毕后再次加入0.15份过硫酸铵或过硫酸甲，保温2小时，最后降温至60℃，制得核种子乳液；
2）在上述核种子乳液中加入1份十二烷基硫酸钠、1份非离子型乳化剂平平加O和80份蒸馏水、0.25份过硫酸铵，滴加甲基丙烯酸，控制反应温度在85℃，滴加甲基丙烯酸完毕后，再加0.1份过硫酸铵或过硫酸甲，保温2小时，再升温至90℃，保温2小时，冷却，过滤，出料，制得核壳聚合粘合剂。
5.根据权利要求4所述原位聚合微胶囊喷胶棉保暖材料的生产方法，其特征在于所述步骤1）中，在所述丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的混合物中，丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1～5︰2～3︰0～3。
6.根据权利要求1所述原位聚合微胶囊喷胶棉保暖材料的生产方法，其特征在于将核壳聚合粘合剂、相变微胶囊和水以6～8︰5～6︰20的质量比混合调成浆液，喷洒在速度为9～10 m/min的纤维网表面，经100℃烘箱烘干。
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