CN107675286B - 桔瓣型调温储能相变纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种桔瓣型调温储能相变纤维及其制备方法，属于功能材料技术领域。它由等质量份数的相变组分与导热组分经桔瓣型复合纺丝板以相互间隔排布的形式形成桔瓣型调温储能相变纤维，相变组分由相变母粒与聚合物组成，相变母粒与聚合物的质量比为10：90～30：70，相变母粒为由无机粉体吸附相变材料后与聚酯共混所得；导热组分由导热母粒与聚合物组成，导热母粒与聚合物的质量比为10：90～30：70，导热母粒为由导热材料与聚酯共混所得。本发明基于相变纤维调温速率慢的问题，提出了在相变纤维的制备过程中加入导热粉体，增加其温度灵敏性，提高了其温度调节的速率。

Description

桔瓣型调温储能相变纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及桔瓣型调温储能纤维，属于功能材料技术领域，具体的涉及一种桔瓣型调温储能相变纤维及其制备方法。
背景技术
相变纤维是利用物质相变过程中释放或吸收潜热、温度保持不变的特性开发出来的一种蓄热调温功能纤维。物质在相变过程中，吸收和释放能量形成自己的微气候，在此微气候环境中温度相对恒定不变，外界环境变化对其影响不大。在深受能源危机的影响，降低能耗和节约能源已成为急需解决的问题的今天，具有调温储能性能的相变纤维的研究备受关注，人们对生活的要求也日益增高，因此，能为人类生活提供舒适环境的相变纤维纺织品的研究发展越来越迫不及待。
常规相变纤维通常存在传热慢、调温速率慢等缺点，为了改善类似问题，中国发明专利申请(申请公布号：CN106801266A，申请公布日：2017-06-06)公开了相变储能纤维及其制备方法，该相变储能纤维为皮芯结构，皮芯结构包括皮层与芯层，皮层原料为热塑性聚合物，芯层原料为热塑性聚合物、黏土矿物粉体与相变材料的混合物。该相变储能纤维为由相变材料、粘土矿物粉体制备得到的复合相变材料与热塑性聚合物混合均匀制备得到芯层原料，芯层原料再与以热塑性聚合物为原料的皮层通过复合纺丝机熔融纺丝，纺织成皮芯结构的相变储能纤维，本发明的皮芯结构的相变储能纤维能防止相变材料的泄漏，在一定程度上提高了调温速率，缺点是对温度的敏感性还有待进一步的改进。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种桔瓣型调温储能相变纤维及其制备方法，通过采用熔融桔瓣型复合纺丝方法，将导热组分与相变组分纺制成桔瓣型纤维，实现相变纤维的高效调温及保温效果。
为实现上述目的，本发明公开了一种桔瓣型调温储能相变纤维，它由等质量份数的相变组分与导热组分经桔瓣型复合纺丝板以相互间隔排布的形式形成桔瓣型调温储能相变纤维，所述相变组分由相变母粒与聚合物组成，所述相变母粒与聚合物的质量比为10：90～30：70，所述相变母粒为由无机粉体吸附相变材料后与聚酯共混所得；所述导热组分由导热母粒与聚合物组成，所述导热母粒与聚合物的质量比为10：90～30：70，所述导热母粒为由导热材料与聚酯共混所得。
进一步地，所述导热材料与聚酯的质量份数为：导热材料：10～40、聚酯：60～90；所述导热材料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼或碳化硅中的一种粉体。
再进一步地，所述无机粉体、相变材料与聚酯的质量份数为：无机粉体：5～20、相变材料：5～20、聚酯：60～90，所述无机粉体为凹凸棒土、高岭土和蒙脱土的一种；所述相变材料为熔点范围在20～40℃之间的石蜡类、多元醇、脂肪酸类中的一种。
更进一步地，所述相变组分中的聚合物为聚酯、聚酰胺、聚丙烯或聚乙烯中的一种，所述导热组分中的聚合物为聚酯、聚酰胺、聚丙烯或聚乙烯中的一种。
更进一步地，所述桔瓣型调温储能相变纤维的横向截面为相变组分与导热组分相互间隔排布形成的圆形，所述相变组分与导热组分为面积相同的扇形桔瓣，所述扇形桔瓣的个数为4～64个。
为实现上述目的，本发明还公开了一种桔瓣型调温储能相变纤维的制备方法，包括如下步骤：
1)制备导热母粒：将导热材料与聚酯混合后经双螺杆挤出机制备得到导热母粒，所述导热材料与聚酯的质量份数为：导热材料：10～40、聚酯：60～90；
2)制备相变母粒：将相变材料与无机粉体在真空条件下超声震荡混合均匀，形成复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯混合后经双螺杆挤出机制备得到相变母粒，所述无机粉体、相变材料与聚酯的质量份数为：无机粉体：5～20、相变材料：5～20、聚酯：60～90；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物以质量比：10：90～30：70的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物以质量比：10：90～30：70的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
进一步地，所述导热材料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼或碳化硅中的一种粉体，所述熔体A中的聚合物与熔体B中的聚合物为同一种聚合物，所述聚合物为聚酯、聚酰胺、聚丙烯或聚乙烯中的一种。
再进一步地，所述步骤1)和步骤2)中，双螺杆挤出机的温度范围设置为200～280℃，从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min。
更进一步地，所述步骤2)中，超声振荡温度为60～70℃，振荡时间为30～40min，真空温度为60℃，干燥时间为12h以上。
更进一步地，所述步骤5)中，纺丝温度为270～280℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6～7MPa。
为了更好的实现本发明的技术目的，作为本发明的其中一种技术优选方案：
所述相变母粒与聚合物的质量比为10：90，所述聚合物优选为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)；
所述相变母粒优选为导热材料与聚酯的质量份数为40：60，所述导热材料进一步的优选为氮化硼。
所述导热母粒与聚合物的质量比为10：90，所述聚合物优选为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)；
所述导热母粒优选为无机粉体、相变材料与聚酯的质量份数为20：20：60，所述相变材料进一步的优选为正十六烷。
作为本发明的另外一种技术优选方案：
所述相变母粒与聚合物的质量比为30：70，所述聚合物优选为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)；
所述相变母粒优选为导热材料与聚酯的质量份数为10：90，所述导热材料进一步的优选为碳化硅。
所述导热母粒与聚合物的质量比为30：70，所述聚合物优选为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)；
所述导热母粒优选为无机粉体、相变材料与聚酯的质量份数为10：10：80，所述相变材料进一步的优选为正十八烷。
本发明中所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚芳酯(PAR)中的一种。
本发明中所述的聚酰胺为尼龙66、尼龙6、尼龙11或尼龙1010中的一种。
有益效果：
1、本发明基于相变纤维调温速率慢的问题，提出了在相变纤维的制备过程中加入导热粉体，增加其温度灵敏性，提高其温度调节的速率，且制备的相变纤维无泄露、析出，无毒、无污染，可多次循环使用，可以用于服装和家用纺织品等方面。
2、本发明采用熔融桔瓣型复合纺丝方法，将导热组分与相变组分纺制成桔瓣型纤维，而通过纤维桔瓣型结构的设计，实现桔瓣型高效调温相变纤维的导热传热与相变调温的功能协同，从而提高了相变纤维的调温及保温效果，纺丝效果好，成本低，工艺简单。
附图说明
图1为实施例制备的桔瓣型调温储能相变纤维的横向截面示意图；
图2为实施例制备的桔瓣型调温储能相变纤维的横向截面示意图；
图3为实施例制备的桔瓣型调温储能相变纤维的横向截面扫描电镜图；
图4为实施例制备的桔瓣型调温储能相变纤维的示差扫描量热法测试图；
图5为实施例制备的桔瓣型调温储能相变纤维的温度-时间表征测试图；
其中，图1和图2中的部件标号为：相变组分1、导热组分2。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体氧化铝与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的凹凸棒土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的十八烷溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为32.7℃，熔融相变焓为123.25J/g；结晶相变温度为21.1℃，结晶相变焓为132.21J/g。
本发明实施例制备的桔瓣型调温储能相变纤维为4瓣，其横向截面示意图如图1所示，结合图1可知，相变组分1和导热组分2相互间隔排布，且相变组分1和导热组分2为等份大小相同、面积相同的扇形桔瓣；此外从图中还可知间隔分布的导热组分加快了传热速率，缩短了相变组分的温度感应时间，从而加快了调温速率。
图3为本发明实施例4瓣型调温储能相变纤维的横向截面扫描电镜图，结合图3可看出纤维的截面明显分布有一些白色的小颗粒，说明采用本方法成功地把导热组分和相变组分加入到基体中，其中在其截面看不出明显的桔瓣型结构是因为采用了相同的基体聚酯切片，所以观察不到明显的界面。
结合图4可知，横坐标为温度，纵坐标为热流率，图中上端的曲线为在升温过程中所制备的橘瓣型高效调温相变纤维的热行为，下端的曲线为在降温过程中所制备的橘瓣型高效调温相变纤维的热行为，从图中可知所制备的橘瓣型高效调温相变纤维的熔融峰的峰值温度为32.7℃，相变焓为123.25J/g；结晶峰的峰值温度为21.1℃，相变焓为132.21J/g。
结合图5可知，横坐标为时间，纵坐标为温度；由图可知，升温时，为了达到同样的温度，所制备的橘瓣型高效调温相变纤维相比纯纤维花费更长的时间；降温时，为了降低到同样的温度，所制备的橘瓣型高效调温相变纤维相比纯纤维花费更短时间，整体呈现一个明显的调温效果。
实施例2
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体氮化硼与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的凹凸棒土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的十八烷溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物-聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物-聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为31.5℃，熔融相变焓为129.68J/g；结晶相变温度为21.8℃，结晶相变焓为139.85J/g。
本实施例制备的桔瓣型调温储能相变纤维为16瓣，其横向截面示意图如图2所示，结合图2可知，相变组分1和导热组分2相互间隔排布，等份大小相同、面积相同的扇形桔瓣；此外从图中还可知间隔分布的导热组分加快了传热速率，缩短了相变组分的温度感应时间，从而加快了调温速率。
实施例3
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体碳化硅与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的凹凸棒土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的十八烷溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物-尼龙66以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物-尼龙66以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为31.7℃，熔融相变焓为135.53J/g；结晶相变温度为22.9℃，结晶相变焓为146.14J/g。
实施例4
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体氧化镁与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的凹凸棒土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的黑石蜡溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物-尼龙6以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物-尼龙6以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为33.2℃，熔融相变焓为122.12J/g；结晶相变温度为21.5℃，结晶相变焓为131.94J/g。
实施例5
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体氧化锌与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的凹凸棒土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的十八烷溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物-尼龙11以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物-尼龙11以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为33.0℃，熔融相变焓为121.82J/g；结晶相变温度为20.7℃，结晶相变焓为132.04J/g。
实施例6
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体氮化铝与聚酯-聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)以10：90的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的凹凸棒土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的十八烷溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物-聚乙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物-聚乙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为31.2℃，熔融相变焓为129.45J/g；结晶相变温度为21.5℃，结晶相变焓为146.03J/g。
实施例7
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体碳化硅与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以20：80的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的凹凸棒土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的十八烷溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物-聚丙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物-聚丙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为32.0℃，熔融相变焓为122.85J/g；结晶相变温度为20.8℃，结晶相变焓为132.01J/g。
实施例8
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体碳化硅与聚酯-聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)以30：70的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的凹凸棒土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的十八烷溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物-聚乙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物-聚乙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为32.2℃，熔融相变焓为122.96J/g；结晶相变温度为21.1℃，结晶相变焓为132.20J/g。
实施例9
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体碳化硅与聚酯-聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)以40：60的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的凹凸棒土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的十八烷溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物-聚丙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物-聚丙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为31.1℃，熔融相变焓为129.40J/g；结晶相变温度为21.42℃，结晶相变焓为146.0J/g。
实施例10
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体碳化硅与聚酯-聚芳酯(PAR)以10：90的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的高岭土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的十八烷溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚芳酯(PAR)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物-聚丙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物-聚丙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为31.3℃，熔融相变焓为129.54J/g；结晶相变温度为21.6℃，结晶相变焓为146.13J/g。
实施例11
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体碳化硅与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的蒙脱土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的十八烷溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物-聚丙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物-聚丙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为32.5℃，熔融相变焓为123.05J/g；结晶相变温度为21.06℃，结晶相变焓为132.16J/g。
实施例12
1)制备导热母粒：使用大型双螺杆挤出机，将导热粉体碳化硅与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比混合后制备得到导热母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
2)制备相变母粒：用烧杯盛装50g的凹凸棒土，将其置于70℃的超声仪中超声振荡，再滴加35g的正十六烷溶液，用药匙搅拌使其吸附均匀，继续振荡30min，然后将其放置于70℃的真空烘箱中保持12h以上，使其吸附完全即制备得到复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以10：90的质量份数比经大型双螺杆挤出机制备得到相变母粒；所述大型双螺杆挤出机从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物-聚乙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物-聚乙烯以质量比：10：90的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板(本实施例优选为4瓣)进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，纺丝温度为270℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6Mpa，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
将上述制备的桔瓣型调温储能相变纤维进行性能测试，得到熔融相变温度为32.9℃，熔融相变焓为121.92J/g；结晶相变温度为20.9℃，结晶相变焓为132.14J/g。
因此，采用本发明的制备方法制备得到的调温储能相变纤维的熔融和结晶相变焓均较高，且熔融相变温度为30～40℃之间，结晶相变温度为20～30℃之间，温度范围较敏感，可以用于服装和家用纺织品等方面。
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种桔瓣型调温储能相变纤维，其特征在于：它由等质量份数的相变组分与导热组分经桔瓣型复合纺丝板以相互间隔排布的形式形成桔瓣型调温储能相变纤维，所述相变组分由相变母粒与聚合物组成，所述相变母粒与聚合物的质量比为10：90～30：70，所述相变母粒为由无机粉体吸附相变材料后与聚酯共混所得；所述导热组分由导热母粒与聚合物组成，所述导热母粒与聚合物的质量比为10：90～30：70，所述导热母粒为由导热材料与聚酯共混所得；所述导热材料为氮化铝、氮化硼或碳化硅中的一种粉体。
2.根据权利要求1所述的桔瓣型调温储能相变纤维，其特征在于：所述导热材料与聚酯的质量份数为：导热材料：10～40、聚酯：60～90。
3.根据权利要求1所述的桔瓣型调温储能相变纤维，其特征在于：所述无机粉体、相变材料与聚酯的质量份数为：无机粉体：5～20、相变材料：5～20、聚酯：60～90，所述无机粉体为凹凸棒土、高岭土和蒙脱土的一种；所述相变材料为熔点范围在20～40℃之间的石蜡类、多元醇、脂肪酸类中的一种。
4.根据权利要求1或2或3所述的桔瓣型调温储能相变纤维，其特征在于：所述相变组分中的聚合物为聚酯、聚酰胺、聚丙烯或聚乙烯中的一种，所述导热组分中的聚合物为聚酯、聚酰胺、聚丙烯或聚乙烯中的一种。
5.根据权利要求1或2或3所述的桔瓣型调温储能相变纤维，其特征在于：所述桔瓣型调温储能相变纤维的横向截面为相变组分与导热组分相互间隔排布形成的圆形，所述相变组分与导热组分为面积相同的扇形桔瓣，所述扇形桔瓣的个数为4～64个。
6.一种如权利要求1所述的桔瓣型调温储能相变纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)制备导热母粒：将导热材料与聚酯混合后经双螺杆挤出机制备得到导热母粒，所述导热材料与聚酯的质量份数为：导热材料：10～40、聚酯：60～90；
2)制备相变母粒：将相变材料与无机粉体在真空条件下超声震荡混合均匀，形成复合相变材料，再将复合相变材料与聚酯混合后经双螺杆挤出机制备得到相变母粒，所述无机粉体、相变材料与聚酯的质量份数为：无机粉体：5～20、相变材料：5～20、聚酯：60～90；
3)制备熔体A：将步骤1)制备的导热母粒与聚合物以质量比：10：90～30：70的比例混合后经熔融挤出得到熔体A；
4)制备熔体B：将步骤2)制备的相变母粒与聚合物以质量比：10：90～30：70的比例混合后经熔融挤出得到熔体B；
5)制备桔瓣型调温储能相变纤维：将步骤3)制备的熔体A与步骤4)制备的熔体B经桔瓣型复合纺丝板进行纺丝、冷却、上油、卷绕收集成束，即制备得到桔瓣型调温储能相变纤维。
7.根据权利要求6所述的桔瓣型调温储能相变纤维的制备方法，其特征在于：所述导热材料为氮化铝、氮化硼或碳化硅中的一种粉体，所述熔体A中的聚合物与熔体B中的聚合物为同一种聚合物，所述聚合物为聚酯、聚酰胺、聚丙烯或聚乙烯中的一种。
8.根据权利要求6或7所述的桔瓣型调温储能相变纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤1)和步骤2)中，双螺杆挤出机的温度范围设置为200～280℃，从左至右的温度值分别为200℃、220℃、230℃、240℃、260℃、270℃、280℃，主机转速为150r/min、喂料速度为28g/min。
9.根据权利要求6或7所述的桔瓣型调温储能相变纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，超声振荡温度为60～70℃，振荡时间为30～40min，真空温度为60℃，干燥时间为12h以上。
10.根据权利要求6或7所述的桔瓣型调温储能相变纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤5)中，纺丝温度为270～280℃，冷却中的侧吹风温度为25℃左右，风速为0.5m/s；卷绕速度为4000m/min；熔体压力为6～7MPa。
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