CN114525612B - 降温纤维及其制备方法、纺织物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降温纤维及其制备方法、纺织物，所述制备方法包括：提供纤维和降温涂料，其中，纤维的直径为50μm‑300μm，降温涂料中反射填料的质量分数为20％‑50％；将纤维采用偶联剂进行处理，然后采用毛毡法或者模具法将降温涂料形成于纤维上并干燥成降温涂层，得到降温纤维，其中，降温涂层的厚度为纤维的直径的5％‑25％。该制备方法得到的降温纤维包括纤维以及包覆于纤维上的降温涂层，其中，纤维的直径为50μm‑300μm，降温涂层的厚度为纤维的直径的5％‑25％。由于本发明制备方法得到的降温纤维具有优异的力学性能，且对太阳光具有高反射率以及在8μm‑13μm具有高发射率，因此，用其编织成的纺织物具有优异的降温效果及力学性能。

Description

降温纤维及其制备方法、纺织物

技术领域

本发明涉及降温材料技术领域，特别是涉及降温纤维及其制备方法、纺织物。

背景技术

传统的降温纤维是在树脂母粒中添加反射填料，经过熔融或溶解后纺丝制成，这类制备方法的最大问题是：树脂母粒中添加填料后，不仅纺丝困难，而且制成的降温纤维会变硬，弹性不足，所以，要想降温纤维的力学性能达标，需要严格控制反射填料的添加量，一般占降温纤维的10wt.％以内，然而，反射填料在这个添加量下，降温纤维对太阳光的反射率的提升作用非常有限，因而，用其编织成的遮阳帘等纺织物的降温效果非常不理想。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种降温纤维及其制备方法、纺织物；采用所述制备方法得到的降温纤维编织成的纺织物具有优异的降温效果和力学性能。

一种降温纤维的制备方法，包括：

提供纤维和降温涂料，其中，所述纤维的直径为50μm-300μm，所述降温涂料中反射填料的质量分数为20％-50％；

将所述纤维采用偶联剂进行处理；以及

采用毛毡法或者模具法将所述降温涂料形成于所述纤维上并干燥成降温涂层，得到降温纤维，其中，所述降温涂层的厚度为所述纤维的直径的5％-25％。

在其中一个实施例中，所述反射填料包括第一填料和第二填料，所述第一填料在红外波段的反射率大于或等于90％，所述第二填料在紫外波段、可见光波段和红外波段的反射率均大于或等于80％，其中，所述第一填料与所述第二填料的质量比为5:1-1:1。

在其中一个实施例中，所述第一填料选自钛白粉，所述第二填料选自陶瓷粉。

在其中一个实施例中，所述降温涂料的成膜物质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、橡胶、含氟树脂中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述降温涂料的细度小于或等于15μm。

在其中一个实施例中，所述纤维选自玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、芳纶纤维或者尼龙纤维中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述纤维的拉伸强度大于或者等于0.2GPa；

及/或，所述纤维的弹性模量大于或等于1GPa；

及/或，所述纤维的椭圆度小于或等于15％。

在其中一个实施例中，将所述纤维采用偶联剂进行处理的步骤之前，还将所述纤维进行清洗，所述清洗包括碱洗、漂洗、酸洗以及漂洗，且所述清洗在超声的条件下进行。

一种所述制备方法得到的降温纤维，所述降温纤维包括纤维以及包覆于所述纤维上的降温涂层，其中，所述纤维的直径为50μm-300μm，所述降温涂层的厚度为所述纤维的直径的5％-25％。

一种所述的降温纤维编织成的纺织物。

本发明降温纤维的制备方法中，采用毛毡法或者模具法将降温涂料形成于纤维的表面制备降温涂层，由于毛毡法和模具法依靠的是表面张力，而降温涂料中反射填料的质量分数可以达到20％-50％，所以，在纤维表面获得的降温涂层中，反射填料的质量分数可以达到20％-70％左右。

进而，通过对纤维的匹配选择，使得有限厚度的降温涂层就能使降温纤维对太阳光具有高反射率以及在8μm-13μm具有高发射率的效果，且该有限厚度的降温涂层对降温纤维的力学性能影响较小，降温纤维的力学性能主要取决于纤维。

因此，本发明制备方法得到的降温纤维具有优异的力学性能，且对太阳光具有高反射率以及在8μm-13μm具有高发射率，用其编织成的纺织物具有优异的降温效果及力学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明降温纤维的示意图。

图中：10、纤维；20、降温涂层。

具体实施方式

以下将结合附图说明对本发明提供的降温纤维及其制备方法、纺织物作进一步说明。

本发明提供的降温纤维的制备方法，包括：

S1，提供纤维和降温涂料，其中，所述纤维的直径为50μm-300μm，所述降温涂料中反射填料的质量分数为20％-50％；

S2，将所述纤维采用偶联剂进行处理；

S3，采用毛毡法或者模具法将所述降温涂料形成于所述纤维上并干燥成降温涂层，得到降温纤维，其中，所述降温涂层的厚度为所述纤维的直径的5％-25％。

本发明降温纤维的制备方法中，采用毛毡法或者模具法将降温涂料形成于纤维的表面制备降温涂层，由于毛毡法和模具法依靠的是表面张力，而降温涂料中反射填料的质量分数可以达到20％-50％，所以，在纤维表面获得的降温涂层中，反射填料的质量分数可以达到20％-70％左右。

进而，通过选择直径为50μm-300μm的纤维以及将降温涂层的厚度设置为所述纤维的直径的5％-25％，使得有限厚度的降温涂层就能使降温纤维对太阳光具有高反射率以及在8μm-13μm具有高发射率的效果，且该有限厚度的降温涂层对降温纤维的力学性能影响较小，降温纤维的力学性能主要取决于纤维。

具体的，步骤S1中所述纤维选自玻璃纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、芳纶纤维或者尼龙纤维中的至少一种。

由于本发明的降温纤维的力学性能主要取决于纤维，且考虑到纤维上降温涂层的厚度，本发明中，当所述纤维进一步满足拉伸强度大于或者等于0.2GPa、弹性模量大于或等于1GPa、椭圆度小于或等于15％中的至少一个条件时，可以进一步改善降温纤维的力学性能。

可选的，所述纤维的颜色为白色或者透明，以降低降温纤维对太阳光的吸收率。

可以理解的，所述降温纤维对太阳光的反射率和在8μm-13μm的发射率主要取决于降温涂层，所以，本发明中，在降温涂层的有限厚度内，可以通过反射填料的合理选择，进一步提高降温纤维对太阳光的高反射率以及在8μm-13μm的发射率。

在一实施方式中，所述反射填料包括第一填料和第二填料，其中，所述第一填料在红外波段的反射率大于或等于90％，所述第二填料在紫外波段、可见光波段和红外波段的反射率均大于或等于80％。

可选的，所述第一填料选自钛白粉，进一步优选为红外反射型钛白粉，以提高降温纤维在红外波段的反射率。

可选的，所述第二填料选自氧化铝、硫酸钡、玻璃珠、陶瓷粉、重钙粉中的至少一种，进一步优选为陶瓷粉。

可选的，所述第一填料和第二填料的质量比为5:1-1:1。

本发明中，所述降温涂料的成膜物质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙(PA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、橡胶、含氟树脂中的至少一种，从弹性和韧性角度考虑，所述降温涂料的成膜物质进一步优选为聚氨酯或者聚氯乙烯。

应予说明的是，本发明的降温涂料可以是溶剂型降温涂料，也可以是无溶剂型降温涂料，其中，溶剂型降温涂料中，溶剂选自甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等中的至少一种。

应予说明的是，本发明的降温涂料中，还可以包括有分散剂、流平剂、紫外吸收剂、消光粉、颜料等助剂。

本发明中，所述降温涂料的细度优选小于或等于15μm，进一步优选小于或等于10μm，其中，反射填料的粒径优选小于或等于1μm。

由于模具法和毛毡法都是利用表面张力使降温涂料均匀的包覆在纤维表面，所以，本发明步骤S2中将所述纤维采用偶联剂进行处理后，可以有效改善纤维的表面张力，进而改善降温涂料的包覆效果，得到包覆均匀且剥离强度高的降温涂层。其中，所述偶联剂可选自硅烷偶联剂，如KH550、KH560、KH570等。

另外，由于纤维表面可能含有脏污，步骤S2中，将所述纤维采用偶联剂进行处理的步骤之前，还包括将所述纤维进行清洗，且所述清洗在超声的条件下进行，以去除纤维表面的脏污，使降温涂层能够更好的包覆在纤维表面。

可选的，所述清洗依次包括碱洗、漂洗、酸洗以及漂洗；其中，所述碱洗一般采用质量分数为5％-10％的碳酸钠溶液，通过碱洗，可以去除纤维表面的碳水化合物、油脂等有机物；所述酸洗一般采用质量分数为5％-10％的柠檬酸，通过酸洗，可以去除纤维表面的无机物；所述漂洗可以去除纤维表面残留的酸或碱。

在实际生产过程中，将所述纤维进行清洗和偶联剂处理的步骤可以连续进行，如，将所述纤维依次通过碱洗槽、漂洗槽、酸洗槽、漂洗槽和偶联剂处理槽，吹干后，纤维的表面具有一层偶联剂。其中，每个槽的温度均为55℃-65℃，每个槽都设置有超声设备进行辅助，且为了保证效果，纤维通过每个槽的时间≥2s。

步骤S3中，采用毛毡法将所述降温涂料形成于所述纤维上并干燥成降温涂层的步骤中，通过毛毡的间距控制所述降温涂层的厚度；采用模具法将所述降温涂料形成于所述纤维上并干燥成降温涂层的步骤中，根据纤维的直径、降温涂层的目标厚度、降温涂料的固含量等参数选择模具的孔径。

如图1所示，为本发明制备方法得到的降温纤维，所述降温纤维包括纤维10以及包覆于所述纤维10上的降温涂层20，其中，所述纤维10的直径为50μm-300μm，所述降温涂层20的厚度为所述纤维10的直径的5％-25％。

具体的，所述降温涂层20中反射填料的质量分数为20％-70％左右，进一步为30％-70％。

可选的，所述降温涂层20均匀、连续的包覆于纤维10的表面。

本发明的降温纤维具有优异的力学性能，且对太阳光具有高反射率以及在8μm-13μm具有高发射率。

本发明还提供一种降温纤维编织成的纺织物。

具体的，降温纤维按照平纹编织、斜纹编织、反差编织、竹花编织等方法进行编织成纺织物，孔隙率小于或等于10％，进一步小于或等于5％。

具体的，所述纺织物可以是遮阳帘，采用本发明降温纤维编织成的遮阳帘具有优异的降温效果及力学性能，用于室外遮阳场所时，具有优异的降温效果。

以下，将通过以下具体实施例对所述降温纤维及其制备方法、纺织物做进一步的说明。

实施例1

该实施例中，降温涂料包括：100重量份的聚氨酯、1重量份的分散剂141、0.2重量份的分散剂2025、0.3重量份的流平剂333、1重量份的紫外吸收剂328、1重量份的紫外吸收剂770、50重量份的红外反射型钛白粉(粒径为0.4μm)、30重量份的陶瓷粉(粒径为1μm)、8重量份的消光粉、20重量份的乙酸乙酯溶剂，该降温涂料的细度为15μm。

该实施例中，纤维为玻璃纤维，直径为300μm，拉伸强度为2.5GPa、弹性模量为2.6GPa、椭圆度为15％。

将玻璃纤维依次进行通过碱洗槽、漂洗槽、酸洗槽、漂洗槽和偶联剂处理槽，其中，碱洗槽中具有质量分数为5％的碳酸钠溶液，酸洗槽中具有质量分数为3％的柠檬酸，偶联剂处理槽中具有KH550，且每个槽的温度均为55℃，每个槽都设置有超声设备进行超声辅助，纤维通过每个槽的时间为2.5s。

然后，采用毛毡法将降温涂料形成于纤维上，并在80℃-110℃-140℃-120℃-90℃下烘干，再经过冷却、收卷以及熟化，得到降温纤维，其中，降温涂层的厚度为35μm。

实施例2

该实施例中，降温涂料包括：100重量份的聚氨酯、1重量份的分散剂141、0.2重量份的分散剂2025、0.3重量份的流平剂333、1重量份的紫外吸收剂328、1重量份的紫外吸收剂770、70重量份的红外反射型钛白粉(粒径为0.4μm)、40重量份的陶瓷粉(粒径为0.6μm)、8重量份的消光粉、以及20重量份的乙酸乙酯溶剂，该降温涂料的细度为10μm。

该实施例中，纤维为玻璃纤维，直径为100μm，拉伸强度为3.5GPa、弹性模量为3.5GPa、椭圆度为10％。

将玻璃纤维依次进行通过碱洗槽、漂洗槽、酸洗槽、漂洗槽和偶联剂处理槽，其中，碱洗槽中具有质量分数为5％的碳酸钠溶液，酸洗槽中具有质量分数为5％的柠檬酸，偶联剂处理槽中具有KH550，且每个槽的温度均为55℃，每个槽都设置有超声设备进行超声辅助，纤维通过每个槽的时间为2.5s。

然后，采用毛毡法将降温涂料形成于纤维上，并在80℃-110℃-140℃-120℃-90℃下烘干，再经过冷却、收卷以及熟化，得到降温纤维，其中，降温涂层的厚度为16μm。

实施例3

该实施例中，降温涂料包括：100重量份的聚氨酯、1重量份的分散剂141、0.2重量份的分散剂2025、0.3重量份的流平剂333、1重量份的紫外吸收剂328、1重量份的紫外吸收剂770、50重量份的红外反射型钛白粉(粒径为0.4μm)、30重量份的陶瓷粉(粒径为0.6μm)、8重量份的消光粉20重量份的DMF溶剂，该降温涂料的细度为15μm。

该实施例中，纤维为聚酯纤维，直径为200μm，拉伸强度为3GPa、弹性模量为2GPa、椭圆度为14％。

将聚酯纤维依次进行通过碱洗槽、漂洗槽、酸洗槽、漂洗槽和偶联剂处理槽，其中，碱洗槽中具有质量分数为5％的碳酸钠溶液，酸洗槽中具有质量分数为5％的柠檬酸，偶联剂处理槽中具有KH550，且每个槽的温度均为55℃，每个槽都设置有超声设备进行超声辅助，纤维通过每个槽的时间为2.5s。

然后，采用模具法将降温涂料形成于纤维上，并在80℃-110℃-140℃-120℃-90℃下烘干，再经过冷却、收卷以及熟化，得到降温纤维，其中，降温涂层的厚度为30μm。

实施例4

该实施例中，降温涂料包括：100重量份的PVC树脂、1重量份的分散剂141、0.2重量份的分散剂2025、0.3重量份的流平剂333、1重量份的紫外吸收剂328、1重量份的紫外吸收剂770、50重量份的红外反射型钛白粉(粒径为0.2μm)、30重量份的陶瓷粉(粒径为0.5μm)、8重量份的消光粉、20重量份的二甲苯溶剂，该降温涂料的细度为10μm。

该实施例中，纤维为聚酯纤维，直径为100μm，拉伸强度为3GPa、弹性模量为4GPa、椭圆度为10％。

将聚酯纤维依次进行通过碱洗槽、漂洗槽、酸洗槽、漂洗槽和偶联剂处理槽，其中，碱洗槽中具有质量分数为5％的碳酸钠溶液，酸洗槽中具有质量分数为5％的柠檬酸，偶联剂处理槽中具有KH550，且每个槽的温度均为55℃，每个槽都设置有超声设备进行超声辅助，纤维通过每个槽的时间为2.5s。

然后，采用模具法将降温涂料形成于纤维上，并在80℃-110℃-140℃-120℃-90℃℃下烘干，再经过冷却、收卷以及熟化，得到降温纤维，其中，降温涂层的厚度为15μm。

实施例5

该实施例中，降温涂料包括：100重量份的聚氨酯、1重量份的分散剂141、0.2重量份的分散剂2025、0.3重量份的流平剂333、1重量份的紫外吸收剂328、1重量份的紫外吸收剂770、50重量份的红外反射型钛白粉(粒径为0.4μm)、30重量份的陶瓷粉(粒径为0.5μm)、8重量份的消光粉、以及25重量份的乙酸乙酯溶剂，该降温涂料的细度为10μm。

该实施例中，纤维为聚酯纤维，直径为50μm，拉伸强度为1.5GPa、弹性模量为2GPa、椭圆度为10％。

将聚酯纤维依次进行通过碱洗槽、漂洗槽、酸洗槽、漂洗槽和偶联剂处理槽，其中，碱洗槽中具有质量分数为5％的碳酸钠溶液，酸洗槽中具有质量分数为5％的柠檬酸，偶联剂处理槽中具有KH550，且每个槽的温度均为55℃，每个槽都设置有超声设备进行超声辅助，纤维通过每个槽的时间为2.5s。

然后，采用模具法将降温涂料形成于纤维上，并在80℃-110℃-140℃-120℃-90℃℃下烘干，再经过冷却、收卷以及熟化，得到降温纤维，其中，降温涂层的厚度为10μm。

实施例6

实施例6与实施例1的区别仅在于，第二填料为玻璃珠。

实施例7

实施例7与实施例1的区别仅在于，第二填料为硫酸钡。

实施例8

实施例8与实施例1的区别仅在于，涂层厚度20μm。

实施例9

实施例9与实施例1的区别仅在于，涂层厚度为15μm。

应用实施例

将实施例1-9得到的降温纤维采用平纹编织的方法编织成遮阳帘，孔隙率为3％。

对照组

将聚酯纤维(直径为100μm，拉伸强度为1.5GPa、弹性模量为2GPa、椭圆度为10％，该聚酯纤维通过熔融纺丝得到，聚酯纤维中含有5％的红外反射型钛白粉和陶瓷粉的混合物)采用平纹编织的方法编织成遮阳帘，孔隙率为3％。

将应用实施例和对照组得到的遮阳帘样品进行性能测试，结果如表1所示。

表1

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种降温纤维的制备方法，其特征在于，包括：

提供纤维和降温涂料，其中，所述纤维的直径为50μm-300μm，所述降温涂料包括反射填料和成膜物质，所述降温涂料中反射填料的质量分数为20%-50%，所述反射填料包括第一填料和第二填料，所述第一填料在红外波段的反射率大于或等于90%，所述第二填料在紫外波段、可见光波段和红外波段的反射率均大于或等于80%；

将所述纤维采用偶联剂进行处理；以及

采用毛毡法或者模具法将所述降温涂料形成于所述纤维上并干燥成降温涂层，得到降温纤维，其中，所述降温涂层的厚度为所述纤维的直径的5%-25%。

2.根据权利要求1所述的降温纤维的制备方法，其特征在于，所述第一填料与所述第二填料的质量比为5:1-1:1。

3.根据权利要求2所述的降温纤维的制备方法，其特征在于，所述第一填料选自钛白粉，所述第二填料选自陶瓷粉。

4.根据权利要求1所述的降温纤维的制备方法，其特征在于，所述降温涂料的成膜物质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、橡胶、含氟树脂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的降温纤维的制备方法，其特征在于，所述降温涂料的细度小于或等于15μm。

6.根据权利要求1所述的降温纤维的制备方法，其特征在于，所述纤维选自玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、芳纶纤维或者尼龙纤维中的至少一种。

7.根据权利要求1或6所述的降温纤维的制备方法，其特征在于，所述纤维的拉伸强度大于或者等于0.2GPa；

及/或，所述纤维的弹性模量大于或等于1GPa；

及/或，所述纤维的椭圆度小于或等于15%。

8.根据权利要求1所述的降温纤维的制备方法，其特征在于，将所述纤维采用偶联剂进行处理的步骤之前，还将所述纤维进行清洗，所述清洗包括碱洗、漂洗、酸洗以及漂洗，且所述清洗在超声的条件下进行。

9.一种如权利要求1-8任一项所述制备方法得到的降温纤维，其特征在于，所述降温纤维包括纤维以及包覆于所述纤维上的降温涂层，其中，所述纤维的直径为50μm-300μm，所述降温涂层的厚度为所述纤维的直径的5%-25%。

10.一种如权利要求9所述的降温纤维编织成的纺织物。

Images