CN104943310A - 一种隔热调温里料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隔热调温里料，包括至少一层隔热层和一层调温层，采用酚醛树脂中空微球作为隔热层，采用相变材料作为调温材料。利用涂层工艺将相变材料包裹在高分子薄膜中，而不是裸露在薄膜表面，起到保护相变材料的作用。本发明方案的结构，结合酚醛中空微球优良的隔热作用，提高了相变材料的利用效率保证了调温功能在相对封闭的局部区域内起作用，同时手感良好，作为服装里料可在相同保暖效果下，实现轻薄化。本发明可用于调温服装，也可用于工业、农业、建筑、电子元器件、特种防护等领域。

Description

一种隔热调温里料

技术领域

本发明提供一种隔热调温里料及其制造工艺。

背景技术

功能性里料的开发，可以改善服装舒适性，降低成本，减少填充物如羽绒的使用，实现服装轻薄化。对于很多场合，如边防战士、野外作业人员、运动员等，轻薄化可使行动灵活、减少负重，从而提高作业效率。相对于面料，里料更贴近于皮肤，对人体的舒适感作用更加直接。优质的里料，大都具有穿著舒适、吸汗透气、悬垂挺括、视觉高贵、触觉柔美等几个方面的特点。因此，开发优质里料，对于改善服饰的性能非常重要。

当前，大多数服饰都采用不同添加量、不同种类的填充物来达到一定的保温防寒目的。如中国发明专利(申请号：CN201410767836.4)，提供了一种超薄羽绒服，采用了鸭绒填充物作为保温层，同时利用吸湿发热纤维制成里料，达到了同样保温效果但降低鸭绒含量的目的。遗憾的是，该文献专利方法只能单向保温，而无法起到智能调温的效果，同时仍然使用了大量羽绒填充物。

相变材料具有在特定温度下吸热/放热的特性。这个特定温度即为相变温度，如果外界环境温度高于相变温度，相变材料就会吸热，反之相变材料就会放热。这种主动随外界环境温度变化的特性，被称为智能调温。相变材料用于纺织品，常常利用微胶囊技术或微球技术将其封装在微米甚至纳米级单元中。

实用新型专利(申请号：CN201320060664.8)提供了一种具有蓄能冷热智能功能的泳衣面料，该面料由智能调温纤维织成，纤维上粘合了相变微胶囊。该面料具有双向调温功能，但由于相变材料粘合在纤维表面，其耐洗性、耐磨性较差，手感也容易受到相变材料有效含量的影响。

中国发明专利(申请号：CN201310147664.6)利用相变微胶囊与硅橡胶薄膜相结合，提供了一种超低温防护材料的制造方法。该方法采用的硅橡胶虽解决了低温下普通材料容易受破坏的问题，但由于采取后整理工艺，相变材料的有效含量较低。因为增加相变材料会造成面料发僵，不但手感差，还可能影响低温操作环境下的灵活性。

相变材料本身虽有较大的潜热，但是相对于应用对象的总质量而言，单位热容仍相当小，为保证调温效果，相变材料应用体系的保温隔热效果会有很大影响。而上述文献专利中，均忽视了体系的保温性，这将导致调温效果大打折扣。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明要解决的第一个技术问题是，提供一种隔热性能优良，保证相变材料利用效率的里料；

本发明要解决的第二个技术问题是，提供一种轻质，手感优良的双向调温里料。

本发明采用如下技术方案：

一种隔热调温里料，包括至少一层隔热层和一层调温层。优选使用酚醛树脂中空球制成隔热层，使用相变材料制成调温层。

本发明的隔热调温里料，分别将酚醛树脂中空球和相变材料制成高分子薄膜，再将其粘合得到所述隔热调温里料。所述相变材料为粉末状的相变微胶囊和相变微球。更进一步地，优先选择发明人的系列发明专利申请“微胶囊储能组合物及其制备方法”(申请号：201410401132.5)、发明专利申请“一种相变储能复合微球及其制备方法”(申请号：201410405815.8)中涉及的相变材料粉末。

所述高分子薄膜，包括PU、TPU、TPE、e‐PTFE、EVA、乳胶、硅胶功能性高分子薄膜中的一种或任意组合。

本发明的隔热调温里料，一种可能的制备方法为：

1)将相变材料与涂层浆料混合，制成高分子薄膜A；

2)以酚类、醛类为原料，通过反相乳液，得到酚醛树脂中空球；

3)将酚醛树脂中空球制成高分子薄膜B；

4)将高分子薄膜A和高分子薄膜B粘合，得到所述隔热调温里料。

所述酚类，包括甲酚、苯酚、二甲酚或间苯二酚中的一种或其任意组合；所述醛类，包括甲醛、多聚甲醛、乙醛、丁醛或糠醛中的一种或其任意组合。

所述相变材料，被包裹在高分子薄膜A中，而不是裸露于薄膜表面。

步骤4)中，高分子薄膜A和高分子薄膜B之间的粘合，包括直接用粘合剂粘合或热压粘合或两层膜间夹着包括面料、其他高分子膜、絮片进行间接粘合。

更优选的，本发明的隔热调温里料的制备方法为：

1)将相变材料与涂层浆料混合均匀后，通过薄膜压延或吹膜工艺，固化成高分子薄膜A；

2)将酚类、醛类溶于水形成的水相，加入到有机溶剂中，搅拌形成反相乳液，升温加热到50‐90℃，反应10‐240min，过滤干燥后得到酚醛树脂中空球；

3)将酚醛树脂中空球制成膜B，采用方法包括：将酚醛树脂中控球与粘合剂混合后直接涂布成膜或通过薄膜压延或吹膜工艺，固化成高分子薄膜B；优选工艺为后者；

4)将膜A和膜B直接用粘合剂粘合或热压粘合，或在膜A和膜B，2层膜间夹着包括面料、高分子膜、絮片进行间接粘合即得到本发明所述的一种隔热调温里料。

所述有机溶剂选自石油醚、正己烷、环己烷、液体石蜡、甲苯或二甲苯中的一种或其任意组合。

本发明提供的隔热调温里料，除可用于服用纺织品外，还可用于工业用织物、农业用织物、建筑用织物、电子元器件、特种防护用织物等其他领域。

本发明的优点和取得的技术效果是：

(1)本发明所述隔热调温里料，采用酚醛树脂中空球，具有优良的隔热性能，可有效减少热量散失，同时降低外界环境热量的影响，从而提高了相变材料利用效率；

(2)本发明所述隔热调温里料，相变材料分散在高分子薄膜层中，而非裸露在薄膜表面，有效避免了外界的摩擦、洗涤、腐蚀等因素，保护了相变材料，降低了损失，延长了织物的功能性；

(3)本发明所述隔热调温里料，其实质为一种复合功能的高分子薄膜，质地轻薄柔软，触感优良，是作为服装里料的上佳材料。

附图说明

图1是本发明隔热调温里料的截面结构示意图；

图中1为酚醛树脂中空球；

图中2为相变材料；

图中3为高分子薄膜A；

图中4为高分子薄膜B。

具体实施方式：

实施例1

一种隔热调温里料，制备方法为：

(1)将相变材料干粉和PU胶液混合均匀，其中相变材料干粉的质量百分比为5‐15％，本实施例中相变材料干粉，相变温度31℃，制备方法参考本专利权人系列发明“微胶囊储能组合物及其制备方法”(申请号：201410401132.5)，采用薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜A；

(2)将5g去离子水中加入3g间苯二酚和5g甲醛形成水相溶液，加入到溶有10g的span80到100ml环己烷中，搅拌形成反相乳液，升温加热到80℃，反应90min，过滤干燥后得到酚醛树脂中空微球；

(3)将酚醛树脂中空微球与PU浆料均匀混合后，通过薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜B；

(4)将膜A和膜B用粘合剂粘合，即得到本发明所述的一种隔热调温里料。

本实施例里料可直接贴合，加工制成夹克、风衣、运动服等具有调温功能的服装。

实施例2

一种隔热调温里料，制备方法为：

(1)将相变材料干粉和PU胶液混合均匀，其中相变材料干粉的质量百分比为5‐10％，本实施例中相变材料干粉，相变温度31℃，制备方法参考本专利权人系列发明“微胶囊储能组合物及其制备方法”(申请号：201410401132.5)，采用薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜A；

(2)将相变材料干粉和PU胶液混合均匀，其中相变材料干粉的质量百分比为5‐10％，本实施例中相变材料干粉，相变温度35℃，制备方法参考本专利权人系列发明“微胶囊储能组合物及其制备方法”(申请号：201410401132.5)，采用薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜B；

(3)将5g去离子水中加入3g间苯二酚和5g甲醛形成水相溶液，加入到溶有10g的span80到100ml环己烷中，搅拌形成反相乳液，升温加热到80℃，反应90min，过滤干燥后得到酚醛树脂中空微球；

(4)将酚醛树脂中空微球与PU浆料均匀混合后，通过吹膜工艺，固化成高分子薄膜C；

(5)依次将膜A和膜B、膜C用粘合剂粘合，即得到本发明所述的一种相变温度梯度变化的，隔热调温里料。

该实施例中采用了2种相变温度的相变材料。使用2种或2种以上的相变材料，以一定的次序，如从外到内依次有较高相变温度到较低相变温度(如本例从B到A，相变温度依次为35℃，31℃)，或相反，从内到外以此由较低相变温度到较低相变温度，形成温度梯度，可梯度吸热或放热，进一步细化服装内部的温度调节。

实施例3

一种隔热调温里料，制备方法为：

(1)将相变材料干粉和PU胶液混合均匀，其中相变材料干粉的质量百分比为5‐15％，本实施例中相变材料干粉，相变温度31℃，制备方法参考本专利权人系列发明“微胶囊储能组合物及其制备方法”(申请号：201410401132.5)，采用薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜A；

(2)将10g去离子水中加入3g甲酚和6g康醛，形成水相溶液，加入到溶有10g的span80到100ml液体石蜡中，搅拌形成反相乳液，升温加热到80℃，反应90min，过滤干燥后得到酚醛树脂中空微球；

(3)将酚醛树脂中空微球与e‐TPFE浆料均匀混合后，通过薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜B；

(4)将膜A和膜B用粘合剂粘合，即得到本发明所述的一种隔热调温里料。

本实施例所制备的里料可直接贴合，与羽绒、絮片等作为填充层配合使用，加工制成睡袋、帐篷等具有调温功能的户外用品，或加工成被褥等床上用品。

实施例4

一种隔热调温里料，制备方法为：

(1)相变材料干粉和TPU胶液混合均匀，其中相变材料干粉的质量百分比为10‐15％，本实施例中相变材料干粉，相变温度26℃，参考本专利权人系列发明“一种相变储能复合微球及其制备方法”(申请号：201410405815.8)；采用薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜A；

(2)将5g去离子水中加入3g间苯二酚和5g甲醛形成水相溶液，加入到溶有10g的span80到100ml环己烷中，搅拌形成反相乳液，升温加热到80℃，反应90min，过滤干燥后得到酚醛树脂中空微球；

(3)将酚醛树脂中空微球与TPU浆料均匀混合后，通过薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜B；

(4)将膜A和膜B用热压粘合，即得到本发明所述的一种隔热调温里料。

本实施例可作为里料，用于潜水服、战士作训服、消防服等特种防护装备的调温层，阻隔功能层等；如用于农作物生长，可作为农业大棚的内饰缠绕在植物茎部等部位，起到调温作用，为农作物生长提供适宜温度；用作建筑材料辅料饰材，作为建筑内饰的防火隔热层。

实施例5

一种隔热调温里料，制备方法为：

(1)相变材料干粉和硅胶胶液混合均匀，其中相变材料干粉的质量百分比为10‐15％，本实施例中相变材料干粉，相变温度26℃，参考本专利权人系列发明“一种相变储能复合微球及其制备方法”(申请号：201410405815.8)，采用薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜A；

(2)将5g去离子水中加入3g间苯二酚和5g丁醛形成水相溶液，加入到溶有10g的span80到100ml石油醚中，搅拌形成反相乳液，升温加热到80℃，反应90min，过滤干燥后得到酚醛树脂中空微球；

(3)将酚醛树脂中空微球与硅胶胶液均匀混合后，通过薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜B；

(4)将膜A和膜B用热压粘合，即得到本发明所述的一种隔热调温里料。

本实施例可作为里料，用于手套、帽子、工作服等冷库工作人员的特种防护装备的调温防护层。

实施例6

一种隔热调温里料，制备方法为：

(1)相变材料干粉和硅胶胶液混合均匀，其中相变材料干粉的质量百分比为10‐15％，本实施例中相变材料干粉，相变温度约55℃，采用薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜A；

其中相变材料干粉是通过将5g去离子水中加入2g三水醋酸钠和将5g去离子水中加入4g间苯二酚和6g甲醛分别形成水相溶液，将水相溶液缓慢加入到溶有8g的span80到90ml石油醚中，搅拌形成反相乳液，升温加热到70℃，反应210min，过滤干燥后制得；

(2)将5g去离子水中加入3g间苯二酚和5g丁醛形成水相溶液，加入到溶有8g的span80到60ml二甲苯中，搅拌形成反相乳液，升温加热到60℃，反应120min，过滤干燥后得到酚醛树脂中空微球；

(3)将酚醛树脂中空微球与硅胶胶液均匀混合后，通过薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜B；

(4)固态将膜A和膜B用热压粘合，即得到本发明所述的一种隔热调温里料。

本实施例可用于集成电路板、电子元器件封装中的散热、隔热组件，同时具有对电子元器件等进行局部控温的作用。

实施例7

一种隔热调温里料，制备方法为：

(1)相变材料干粉和PU胶液混合均匀，其中相变材料干粉的质量百分比为5‐15％，本实施例中相变材料干粉，相变温度31℃，制备方法参考本专利权人系列发明“微胶囊储能组合物及其制备方法”(申请号：201410401132.5)，采用吹膜工艺，固化成高分子薄膜A；

(2)将5g去离子水中加入3g间苯二酚和5g甲醛形成水相溶液，加入到溶有10g的span80到100ml环己烷中，搅拌形成反相乳液，升温加热到80℃，反应90min，过滤干燥后得到酚醛树脂中空微球；

(3)以薄膜A为基底，在其上将酚醛树脂中空微球以涂层工艺等粘合，干燥处理后，即得到本发明所述的一种隔热调温里料。

本实施例中，虽没有直接制备薄膜B，而是将酚醛树脂中空微球涂在薄膜A上，其实质仍是采用一种成膜工艺。仍然应视为对本发明方案的延伸。只不过该实施例方法，酚醛树脂中空微球不一定能够成为连续的膜，而且微球裸露在薄膜表面，只能在对耐磨性要求不高的情况下，加工制成夹克、风衣、运动服等具有调温功能的服装。

实施例8

一种隔热调温里料，制备方法为：

(1)将相变材料干粉和PU胶液混合均匀，其中相变材料干粉的质量百分比为5‐15％，本实施例中相变材料干粉，相变温度31℃，制备方法参考本专利权人系列发明“微胶囊储能组合物及其制备方法”(申请号：201410401132.5)，采用薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜A；

(2)将10g去离子水中加入3g甲酚和6g康醛形成水相溶液，加入到溶有10g的span80到100ml液体石蜡中，搅拌形成反相乳液，升温加热到80℃，反应90min，过滤干燥后得到酚醛树脂中空微球；

(3)将酚醛树脂中空微球与e‐TPFE浆料均匀混合后，通过薄膜压延工艺，固化成高分子薄膜B；

(4)将膜A和膜B，分别用粘合剂粘合在切割好的薄层海绵两侧，即得到本发明所述的一种隔热调温里料。

本实施例中，展示了除直接贴合外，还可采用间接粘合，如贴合在羽绒、喷胶棉、无胶棉、海绵等填充层的两侧，具体使用过程中含有相变材料的高分子膜贴合于内侧即靠近皮肤一侧，而含有酚醛树脂中空微球的高分子膜贴合于外侧，加工制成睡袋、帐篷等具有调温功能的户外用品，被褥等床上用品，或加工成鞋子、坐垫。

实施例9

一种隔热调温里料，制备方法为：

其他步骤与实施例8相同。仅仅在第(4)步，将膜A和膜B，分别用粘合剂粘合在25/75涤/棉布两侧，即得到本发明所述的一种隔热调温复合里料。

本实施例中膜A和膜B也可根据需求，贴合在其他组分的布料上，形成复合里料。使用时，含有相变材料的高分子膜贴合于内侧即靠近皮肤一侧，而含有酚醛树脂中空微球的高分子膜贴合于外侧，以便起到隔热调温作用。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定。由于实施例不能穷举，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，仅通过简单地改变形状者，均应视为本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种隔热调温里料，其特征在于，包括至少一层隔热层和一层调温层。

2.根据权利要求1所述的隔热调温里料，其特征在于，使用酚醛树脂中空球制成隔热层，使用相变材料制成调温层。

3.根据权利要求2所述的隔热调温里料，其特征在于，分别将酚醛树脂中空球和相变材料制成高分子薄膜，再将其粘合得到所述隔热调温里料。

4.根据权利要求2或3所述的隔热调温里料，其特征在于，所述相变材料为粉末状的相变微胶囊和相变微球。

5.根据权利要求3所述的隔热调温里料，其特征在于，所述高分子薄膜，包括PU、TPU、TPE、e‐PTFE、EVA、乳胶、硅胶功能性高分子薄膜中的一种或任意组合。

6.根据权利要求1‐5任一项所述的隔热调温里料，其特征在于，制备方法为：

1）将相变材料与涂层浆料混合，制成高分子薄膜A；

2）以酚类、醛类为原料，通过反相乳液，得到酚醛树脂中空球；

3）将酚醛树脂中空球制成高分子薄膜B；

4）将高分子薄膜A和高分子薄膜B粘合，得到所述隔热调温里料。

7.根据权利要求6所述的隔热调温里料，其特征在于，所述酚类，包括甲酚、苯酚、二甲酚或间苯二酚中的一种或其任意组合；所述醛类，包括甲醛、多聚甲醛、乙醛、丁醛或糠醛中的一种或其任意组合。

8.根据权利要求6所述的隔热调温里料，其特征在于，所述相变材料，被包裹在高分子薄膜A中，而不是裸露于薄膜表面。

9.根据权利要求6所述的隔热调温里料，其特征在于，高分子薄膜A和高分子薄膜B之间的粘合，包括直接用粘合剂粘合或热压粘合或两层膜间夹着包括面料、其他高分子膜、絮片进行间接粘合。

10.权利要求1‐9任一项所述的隔热调温里料在服用纺织品、工业用织物、农业用织物、建筑用织物、电子元器件、特种防护用织物中的应用。