CN113529267A - 一种环境自适应智能保暖材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种环境自适应智能保暖材料，该材料由其他纤维和含有相变材料的智能纤维构成，可以加工制备成球状、条状或者层层铺叠制备成片状。本方法所述的环境自适应智能保暖材料，不但具有良好的保暖效果、优良的蓬松度和柔软的手感，材料内混入的含有相变材料的智能纤维还为保暖材料提供了优异的环境自适应功能，保持被保暖物体处于舒适的温度区间，避免外界环境波动导致的过冷或过热。

Description

一种环境自适应智能保暖材料
技术领域
本发明涉及保暖材料领域，具体涉及一种环境自适应智能保暖材料。
背景技术
目前，市场常见的保暖材料主要有棉、毛为代表的天然保暖材料和众多合成保暖材料，这些材料的保暖原理都是保留住尽可能多的静止空气，防止或隔绝热量的流失。因此，蓬松的结构是保暖材料需要具有的重要条件。
在温暖的环境中，保暖材料优异的保暖性能会导致被保暖物体温度提升过高，若降低材料保暖性，则在寒冷环境中，被保暖物体温度会剧烈降低。相变材料由于具有良好的控温调温作用，能够有效弥补保暖材料这种不足，在温暖环境中相变材料吸收热量，避免被保暖物体问题提升过高，在寒冷环境中，相变材料释放热量，保持被保暖物体的温度，从而使得保暖材料具有智能调温作用。
现有技术主要通过浸渍、喷涂等手法将相变材料与保暖材料结合，这类方法需要配合粘合剂使用才能保证相变材料的结合牢度。例如，专利CN102561027A中，使用浸轧、浸泡吸水、喷雾喷洒、涂敷等工艺，制备智能调温功能絮片。专利CN102587150A中，使用光固化树脂，将相变材料喷洒结合到无纺布表面，然后进一步加工，形成无纺布填充棉。专利CN104593948A中，使用低熔点纤维和其他纤维，梳理成单网，将相变材料喷涂到单网后热定型加固，获得保暖材料。在上述应用中，相变材料的添加含量越高，调温效果越好，但容易导致保暖材料蓬松度降低，手感变硬，使用体验下降。同时这些应用主要制备片状材料，限制了相变材料在保暖材料中的应用范围。
发明内容
本发明目的在于提供一种环境自适应智能保暖材料，该种材料由其他纤维和含有相变材料的智能纤维组成，可以加工制备成球状或者层层铺叠制备成片状。
所述的其他纤维为天然纤维、合成纤维或再生纤维中的至少一种。
所述的含有相变材料的智能纤维为含有相变材料的合成纤维或再生纤维中的至少一种。
所述的其他纤维和含有相变材料的智能纤维比例为1:9～9:1。
所述的其他纤维和含有相变材料的智能纤维规格范围是1.5D～75D，长度为15～100mm。
所述的其他纤维为单一构型或皮芯复合构型的纤维；
所述的含有相变材料的智能纤维为单一构型、皮芯复合构型或海岛构型的纤维。
所述的相变材料为包覆相变材料的胶囊或负载相变材料的颗粒。
所述的包覆相变材料的胶囊或负载相变材料的颗粒，其特征在于所述的相变材料为石蜡、烷烃类化合物、卤代烷烃类化合物、脂肪醇类化合物或脂肪酸酯类化合物中的至少一种。
所述的负载方式为接枝或浸渍吸附；
所述的颗粒为二氧化硅颗粒、沸石颗粒、碳或活性炭颗粒、碳纳米管、石墨烯、有机粘土、蛭石中至少一种。
所述的含有相变材料的智能纤维中，相变材料重量占智能纤维总重量的5～50％。
本发明具有的优点和有益效果是：
1、在保暖材料中添加含有相变材料的智能纤维，为保暖材料增添了环境自适应功能，保持被保暖物体处于舒适的温度区间，避免外界环境波动导致的过冷或过热。
2、相变材料以含有相变材料的智能纤维形式添加，避免传统喷涂或浸渍的添加方法对保暖材料蓬松度及手感的影响。
3、使用其他纤维作为支撑骨架，提供足够的空间来保证材料的保暖性能，同时弥补了单纯使用相变材料智能纤维蓬松度不足，强度不够的缺点。
4、该环境自适应智能保暖材料可以制备成不同的形状以满足不同场景的需求，适用范围广。
本发明所述的材料对制备设备要求低，有效提升保暖材料的科技含量，方便规模化生产，具有广大的应用前景。
附图说明
图1为实施例1制得的环境自适应智能保暖材料(球状)照片；
图2为对比例1制得的保暖材料(球状)照片；
图3为实施例1与对比例1的保暖效果对比。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，有必要在此指出的是，以下所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以下所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
5D/30mm的涤纶纤维和7.5D/32mm相变黏胶纤维按照3:7的重量比例共混，使用纤维成球机制备成球状环境自适应智能保暖材料，可对两种纤维进行预梳理，保证混合的均匀性并提高保暖材料的蓬松度，产品照片如图1所示。
亦可用该配方加工成条状或者层层铺叠，制备片状环境自适应智能保暖材料。
对比例1
5D/30mm的涤纶纤维，使用纤维成球机制备成球状保暖材料，可对涤纶纤维进行预梳理，提高保暖材料的蓬松度，产品照片如图2所示。
使用实施例1和对比例1的产品分别制备相同规格的保暖衣，相同蓬松度下所用保暖材料质量如下表1所示。
表1
样品编号 实施例1 对比例1
所用保暖材料质量 148 g 132g
两款保暖衣由同一名安静坐着或从事轻度脑力劳动的人穿着，在25度环境停留30min后转移至4度环境停留20min，然后再转移至25度环境停留30min，测量其衣服内侧温度变化，根据测量数据对比曲线图(图3)，测量过程中保持两个不同温度环境的湿度及风速的一致性。
由图3可见，环境自适应智能保暖材料在温暖环境(25度)中能够有效避免温度提升过高，在寒冷环境(4度)中也能够有效避免温度剧烈降低，在环境温度变化的过程中，为保暖材料提供了明显的环境自适应功能。
实施例2
15D/50mm的腈纶纤维和1.0D/10mm相变涤纶纤维按照1:9的重量比例共混，使用纤维成球机制备成球状环境自适应智能保暖材料，可对两种纤维进行预梳理，保证混合的均匀性并提高保暖材料的蓬松度。
亦可用该配方加工成条状或者层层铺叠，制备片状环境自适应智能保暖材料。
实施例3
35D/20mm的黏胶纤维和35D/50mm相变涤纶纤维按照7:3的重量比例共混，使用纤维成球机制备成球状环境自适应智能保暖材料，可对两种纤维进行预梳理，保证混合的均匀性并提高保暖材料的蓬松度。
亦可用该配方加工成条状或者层层铺叠，制备片状环境自适应智能保暖材料。
实施例4
75D/10mm的棉和75D/100mm相变氨纶纤维按照9:1的重量比例共混，使用纤维成球机制备成球状环境自适应智能保暖材料，可对两种纤维进行预梳理，保证混合的均匀性并提高保暖材料的蓬松度。
亦可用该配方加工成条状或者层层铺叠，制备片状环境自适应智能保暖材料。
实施例5
1.0D/70mm的丙纶纤维和15D/60mm相变锦纶纤维按照3:7的重量比例共混，使用纤维成球机制备成球状环境自适应智能保暖材料，可对两种纤维进行预梳理，保证混合的均匀性并提高保暖材料的蓬松度。
亦可用该配方加工成条状或者层层铺叠，制备片状环境自适应智能保暖材料。
实施例6
5D/50mm的锦纶纤维、75D/10mm的氨纶和45D/80mm相变铜氨纤维按照5:5的重量比例共混，使用纤维成球机制备成球状环境自适应智能保暖材料，可对两种纤维进行预梳理，保证混合的均匀性并提高保暖材料的蓬松度。
亦可用该配方加工成条状或者层层铺叠，制备片状环境自适应智能保暖材料。

Claims (10)

1.一种环境自适应智能保暖材料，包括其他纤维和含有相变材料的智能纤维，可以加工制备成球状、条状或者层层铺叠制备成片状。
2.如权利要求1所述的环境自适应智能保暖材料，其特征在于所述的其他纤维为天然纤维、合成纤维或再生纤维中的至少一种。
3.如权利要求1所述的环境自适应智能保暖材料，其特征在于所述的含有相变材料的智能纤维为含有相变材料的合成纤维或再生纤维中的至少一种。
4.如权利要求1所述的环境自适应智能保暖材料，其特征在于所述的其他纤维和含有相变材料的智能纤维比例为1:9～9:1。
5.如权利要求1所述的环境自适应智能保暖材料，其特征在于所述的其他纤维和含有相变材料的智能纤维规格范围是1.0D～75D，长度为15～100mm。
6.如权利要求1所述的环境自适应智能保暖材料，其特征在于所述的其他纤维为单一构型或皮芯复合构型的纤维；
所述的含有相变材料的智能纤维为单一构型、皮芯复合构型或海岛构型的纤维。
7.如权利要求1所述的环境自适应智能保暖材料，其特征在于所述的相变材料为包覆相变材料的胶囊或负载相变材料的颗粒。
8.如权利要求7所述的包覆相变材料的胶囊或负载相变材料的颗粒，其特征在于所述的相变材料为石蜡、烷烃类化合物、卤代烷烃类化合物、脂肪醇类化合物或脂肪酸酯类化合物中的至少一种。
9.如权利要求7所述的负载相变材料的颗粒，其特征在于所述的负载方式为接枝或浸渍吸附；
所述的颗粒为二氧化硅颗粒、沸石颗粒、碳或活性炭颗粒、碳纳米管、石墨烯、有机粘土、蛭石中的至少一种。
10.如权利要求1所述的环境自适应智能保暖材料，其特征在于所述的含有相变材料的智能纤维中，相变材料重量占智能纤维总重量的5～50％。
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