CN109989266A - 一种蓄热调温涂层整理液及其制备方法 - Google Patents

一种蓄热调温涂层整理液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓄热调温涂层整理液及其制备方法，首先在50℃下，将相变材料经分液漏斗逐滴滴落至高吸油二氧化硅和多孔硅酸钙混合粉体中，保温24h；然后取出已充分吸饱相变材料的粉体，置于4℃冰箱中储存2h；最后将从冰箱取出的粉体、分散剂、流平剂、交联剂和增稠剂依次加入聚氨酯中，室温下在300r/min机械搅拌器中搅拌10min后即制备得到蓄热调温涂层整理液。该涂层液组分成本低廉、容易获得，其制备方法操作简便、可控，且该涂层液绿色环保和普适性好，经此涂层液整理后的纺织品蓄热调温性能良好、耐久性较佳，在家用、装饰、产业用等领域表现出巨大的应用前景。

Description

一种蓄热调温涂层整理液及其制备方法
技术领域
本发明属于涂层技术领域，具体涉及了一种蓄热调温涂层整理液及其制备方法。
背景技术
相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质，具有高储热密度及放热过程中体积和温度变化小等优点，是一种良好的热能储存介质，近年来在太阳能领域、空调储冷系统、建筑围护结构和纺织服装等领域或场合表现出巨大的应用潜力。
蓄热调温纺织品是一种具有双向调温功能的新型智能纺织材料，近年来已愈加受到工程界的密切关注。由于在熔融后由固体变成液体时，相变材料会呈现出不定形性，使得其在使用过程中易发生泄漏、易相分离、热性能较差等问题。因而，目前通过后整理方式制备蓄热调温纺织品时所用到的相变材料均为相变微胶囊，即将相变材料微胶囊化，以防止其泄露。基于相变微胶囊的蓄热调温特性，可以将相变微胶囊通过浸渍法、浸轧法、喷洒法、压胶法和直接涂层法等方法处理于纺织品表面。相比于其他方法而言，直接涂层法操作简便、省时、成本低廉、涂层厚度可控，且对基材的选择性较低，备受研究者的青睐。
然而，将相变微胶囊作为涂层液的填料，通过涂层技术制备蓄热调温纺织品却存在以下主要问题：(1)为确保纺织品的蓄热调温性能，往往要求相变微胶囊自身的潜热值要较高，而高潜热的相变微胶囊则需要保证很高的包覆率，显然这给微胶囊的制备增加了难度；(2)为确保纺织品的手感、透湿透气等舒适性指标，对相变微胶囊的平均粒径和单分散性也有较高要求，而同时保持适宜的粒径和良好的单分散性显然进一步增大了制备难度；(3)高固含量相变微胶囊乳液难以制备，而当以粉末形式在涂层液中应用时，从乳液变成粉末的过程通常能耗大、效率低，且粉末极易团聚。基于以上问题，通过涂层技术将相变微胶囊处理于基材上来制备蓄热调温纺织品的研究仍任重道远。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蓄热调温涂层整理液及其制备方法，通过制备储藏有相变材料的高吸油性的纳米二氧化硅和多孔硅酸钙混合粉体，并将其和分散剂、流平剂、交联剂、增稠剂和水性丙烯酸酯等组成涂层液，经涂层整理后，聚氨酯树脂成膜后会将此填料牢牢包裹，避免相变材料的泄露。此涂层液制备方法简便可控，然后将制备得到的涂层液涂覆于纺织基材表面，再对基材进行焙烘处理，可较为迅速得到蓄热调温性能良好、手感和透气性良好、耐久性较佳的调温纺织品。这种方法方便快捷、绿色环保，有利于推动蓄热调温纺织品的实际应用。
为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种蓄热调温涂层整理液，其特征在于：该整理液由以下质量比例的组分组成：
优选后，所述高吸油二氧化硅粉的平均粒径范围为50～200nm。
优选后，所述多孔硅酸钙粉的平均粒径范围为100～300nm。
优选后，所述相变材料为相变温度在23～40℃间的石蜡、多元醇、脂肪酸-脂肪酸中的任意一种。
优选后，所述的流平剂为有机硅类和丙烯酸类流平剂中的一种。
优选后，所述的交联剂为有机硅类交联剂。
优选后，所述的增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂。
优选后，所述的水性聚氨酯固含量为30％。
一种蓄热调温涂层整理液的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在50℃下，将相变材料经分液漏斗逐滴滴落至高吸油二氧化硅和多孔硅酸钙混合粉体中，保温24h；
(2)取出已充分吸饱相变材料的粉体，置于4℃冰箱中储存2h；
(3)将从冰箱取出的粉体、分散剂、流平剂、交联剂和增稠剂依次加入聚氨酯中，室温下在300r/min机械搅拌器中搅拌10min。
由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明通过制备储藏有相变材料的高吸油性的纳米二氧化硅和多孔硅酸钙混合粉体，并将其和分散剂、流平剂、交联剂、增稠剂和水性丙烯酸酯等组成涂层液，经涂层整理后，聚氨酯树脂成膜后会将此填料牢牢包裹，避免相变材料的泄露。此涂层液制备方法简便可控，然后将制备得到的涂层液涂覆于纺织基材表面，再对基材进行焙烘处理，可较为迅速得到蓄热调温性能良好、手感和透气性良好、耐久性较佳的调温纺织品。这种方法方便快捷、绿色环保，有利于推动蓄热调温纺织品的实际应用，在家用、装饰、产业用等领域表现出巨大的应用前景。
该涂层液组分成本低廉、容易获得，其制备方法操作简便、可控，且该涂层液绿色环保和普适性好。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：
在下述实施例中，如无特别说明，所用的材料和设备均可从商业途径或常规方法获得。
实施例1：
(1)涂层整理液的制备
在50℃下，将24份相变温度为34℃的十二酸-硬脂酸相变材料经分液漏斗逐滴滴落至8份平均粒径为50nm的高吸油二氧化硅和300nm的多孔硅酸钙混合粉体中，保温24h；取出已充分吸饱相变材料的混合粉体，置于4℃冰箱中储存2h；将从冰箱取出粉体、1份聚乙烯比咯烷酮分散剂、1份有机硅流平剂、0.5份有机硅交联剂9302和2份聚丙烯酸类增稠剂依次加入100份固含量为30％的水性聚氨酯中，室温下在300r/min机械搅拌器中搅拌10min，即可制得涂层整理液。
(2)蓄热调温纺织品的制备
将上述制备所得涂层液置于涂层机中，通过刮刀将图涂层液涂覆于棉织物表面，经120℃热焙烘3min后即可得到蓄热调温纺织品。经差示扫描量热仪(DSC)测试，纺织品的潜热值为9J/g；经智能风格仪测试，纺织品的手感、透气透湿性和原样相比略有下降；经水洗测试，纺织品的蓄热调温性能良好，可经受10次普通水洗。
实施例2：
(1)涂层整理液的制备
在50℃下，将30份相变温度为28℃的石蜡相变材料经分液漏斗逐滴滴落至10份平均粒径为100nm的高吸油二氧化硅和200nm的多孔硅酸钙混合粉体中，保温24h；取出已充分吸饱相变材料的混合粉体，置于4℃冰箱中储存2h；将从冰箱取出的粉体、1.5份聚乙烯比咯烷酮分散剂、1.5份丙烯酸类流平剂、1份有机硅交联剂9301和4份聚丙烯酸类增稠剂依次加入100份固含量为30％的水性聚氨酯中，室温下在300r/min机械搅拌器中搅拌10min，即可制得涂层整理液。
(2)蓄热调温纺织品的制备
将上述制备所得涂层液置于涂层机中，通过刮刀将图涂层液涂覆于麻织物表面，经120℃热焙烘3min后即可得到蓄热调温纺织品。经差示扫描量热仪(DSC)测试，纺织品的潜热值为14J/g；经智能风格仪测试，纺织品的手感、透气透湿性和原样相比略有下降；经水洗测试，纺织品的蓄热调温性能良好，可经受10次普通水洗。
实施例3：
(1)涂层整理液的制备
在50℃下，将27份相变温度为24℃的十二醇相变材料经分液漏斗逐滴滴落至9份平均粒径为200nm的高吸油二氧化硅和100nm的多孔硅酸钙混合粉体中，保温24h；取出已充分吸饱相变材料的混合硅粉，置于4℃冰箱中储存2h；将从冰箱取出的粉体、2份聚乙烯比咯烷酮分散剂、2份丙烯酸类流平剂、1份有机硅交联剂9302和3份聚丙烯酸类增稠剂依次加入100份固含量为30％的水性聚氨酯中，室温下在300r/min机械搅拌器中搅拌10min，即可制得涂层整理液。
(2)蓄热调温纺织品的制备
将上述制备所得涂层液置于涂层机中，通过刮刀将图涂层液涂覆于涤纶织物表面，经120℃热焙烘3min后即可得到蓄热调温纺织品。经差示扫描量热仪(DSC)测试，纺织品的潜热值为12J/g；经智能风格仪测试，纺织品的手感、透气透湿性和原样相比略有下降；经水洗测试，纺织品的蓄热调温性能良好，可经受10次普通水洗。
实施例4：
(1)涂层整理液的制备
在50℃下，将24份相变温度为40℃的十四醇相变材料经分液漏斗逐滴滴落至8份平均粒径为160nm的高吸油二氧化硅和140nm的多孔硅酸钙混合粉体中，保温24h；取出已充分吸饱相变材料的混合硅粉，置于4℃冰箱中储存2h；将从冰箱取出的粉体、1.5份聚乙烯比咯烷酮分散剂、2份有机硅类流平剂、1份有机硅交联剂9301和4份聚丙烯酸类增稠剂依次加入100份固含量为30％的水性聚氨酯中，室温下在300r/min机械搅拌器中搅拌10min，即可制得涂层整理液。
(2)蓄热调温纺织品的制备
将上述制备所得涂层液置于涂层机中，通过刮刀将图涂层液涂覆于莫代尔织物表面，经120℃热焙烘3min后即可得到蓄热调温纺织品。经差示扫描量热仪(DSC)测试，纺织品的潜热值为10J/g；经智能风格仪测试，纺织品的手感、透气透湿性和原样相比略有下降；经水洗测试，纺织品的蓄热调温性能良好，可经受10次普通水洗。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种蓄热调温涂层整理液，其特征在于：该整理液由以下质量比例的组分组成：
2.根据权利要求1所述的一种蓄热调温涂层整理液，其特征在于：所述高吸油二氧化硅粉的平均粒径范围为50～200nm。
3.根据权利要求1所述的一种蓄热调温涂层整理液，其特征在于：所述多孔硅酸钙粉的平均粒径范围为100～300nm。
4.根据权利要求1所述的一种蓄热调温涂层整理液，其特征在于：所述相变材料为相变温度在23～40℃间的石蜡、多元醇、脂肪酸-脂肪酸中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种蓄热调温涂层整理液，其特征在于：所述的流平剂为有机硅类和丙烯酸类流平剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种蓄热调温涂层整理液，其特征在于：所述的交联剂为有机硅类交联剂。
7.根据权利要求1所述的一种蓄热调温涂层整理液，其特征在于：所述的增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂。
8.根据权利要求1所述的一种蓄热调温涂层整理液，其特征在于：所述的水性聚氨酯固含量为30％。
9.一种根据权利要求1-8任意一项蓄热调温涂层整理液的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在50℃下，将相变材料经分液漏斗逐滴滴落至高吸油二氧化硅和多孔硅酸钙混合粉体中，保温24h；
(2)取出已充分吸饱相变材料的粉体，置于4℃冰箱中储存2h；
(3)将从冰箱取出的粉体、分散剂、流平剂、交联剂和增稠剂依次加入聚氨酯中，室温下在300r/min机械搅拌器中搅拌10min。
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