CN115323514A - 一种隔热复合纱线、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隔热复合纱线、制备方法及应用，其中，隔热复合纱线为皮芯结构纱线，包括皮层和芯层；并且，隔热复合纱线中分布若干空腔，空腔内填充气凝胶纳米颗粒。本发明通过在隔热复合纱线中设置空腔，并添加气凝胶纳米颗粒，通过气凝胶纳米颗粒以及空腔共同降低隔热复合纱线的导热率，从而提高隔热复合纱线的隔热保温性能。通过本发明的方法制备得到的隔热复合纱线导热系数低，具备优异的隔热保温性能。
Description
技术领域
本发明涉及纱线纺制品的织造技术领域，尤其涉及一种隔热复合纱线、制备方法及应用。
背景技术
随着社会的发展，人们生活品质不断提高，对于各类纺织品的要求不断增加。其中，保温隔热、耐切割是评价各类纺织品的重要指标。目前，传统的保温包覆纱线主要通过以下几种方式实现保温功能：其一是以氨纶等作为芯纱，以中空保暖涤纶纤维结合棉纤维等作为包覆外层，依靠外层的中空保暖涤纶纤维实现保暖功能；其二是以牦牛绒、锆纤维等具有保暖功能的纤维作为芯纱，以抗菌纤维、竹节式包覆线等等作为包覆外层，依靠具有保暖功能的芯纱实现保暖的目的；其三是以氨纶为芯纱，以远红外纤维、咖啡碳纤维、苎麻纤维等其他具有保暖功能的纤维组合为包覆外层，通过多种功能纤维的组合实现保暖的目的；最后一种是以化纤中空丝为芯纱，以生物质基中空纤维、水溶性维纶混纺为包覆外层，通过化纤中空丝线实现吸声保暖功能。
然而，传统的保暖包覆纱线仍然存在保暖性能不突出以及相关的加工工艺、其他物质的添加会减弱纤维的强度、弹性、耐磨性等本身性能的问题。因此，提出一种充分保证纤维纱线本身性能且具备较高的隔热保温性能的纱线尤为重要。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种隔热复合纱线、制备方法及应用，其采用降低纤维热导率的方式实现隔热复合纱线的保温隔热性能，同时最大程度保证纤维纱线本身的强度、弹性等性能。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明提供一种隔热复合纱线，其特征在于，所述隔热复合纱线为皮芯结构纱线，包括皮层和芯层；所述隔热复合纱线中分布若干空腔，所述空腔内填充气凝胶纳米颗粒。
本发明的隔热复合纱线中分布若干空腔，空腔尺寸可以根据隔热复合纱线实际尺寸而定，且空腔内填充适量的气凝胶纳米颗粒，气凝胶纳米颗粒具有低密度、高孔隙率、高比表面积以及导热率低等优异性能，是一种极好的隔热材料，本发明在隔热复合纱线空腔中填充适量的气凝胶纳米颗粒，通过空腔和气凝胶纳米颗粒的共同作用，降低隔热复合纱线的导热率，实现保温功能的同时也能阻隔热量散失的作用。
同时，为了更好的在隔热复合纱线中设置空腔并填充气凝胶纳米颗粒，本发明的隔热复合纱线采用皮芯结构，通过熔融纺丝技术，在熔融过程中引入可溶性盐，成型后去除可溶性盐，形成空腔，再进一步的浸渍气凝胶水溶液，使气凝胶纳米颗粒穿过皮层的空腔，更多地进入到芯层的空腔中，最终填充到皮层和芯层的空腔中，以及皮层和芯层的夹层中。采用皮芯结构纱线作为隔热复合纱线，可以通过合理调整皮层和芯层中可溶性盐含量，从而使皮层中形成更多的空腔，气凝胶纳米颗粒可以更容易的穿过皮层，进入芯层，进而使气凝胶纳米颗粒充分填充到芯层中，而若采用普通单一结构的纱线，则无法控制空腔分布，导致气凝胶纳米颗粒容易堵塞在外侧，难以进入纱线的内部，致使气凝胶纳米颗粒分布不均匀。此外，本发明中皮芯结构纱线的皮层的材料可以选自低熔点涤纶、PE、锦纶、聚丙烯纤维等中的一种，芯层的材料也可以选自PE、锦纶、聚丙烯纤维等中的一种，可根据纱线具体的使用情况选择合适的皮层和芯层的材料，芯层的材料熔点高于皮层材料的熔点，关于芯层和皮层的材料本发明在此不做具体的限定。
进一步的，本发明中皮芯结构纱线的皮层的材料可以选自低熔点涤纶、PE、锦纶、聚丙烯纤维等中的一种，芯层的材料也可以选自PE、锦纶、聚丙烯纤维等中的一种；并且，皮层的原材料熔点低于芯层的原材料熔点。
进一步的，本发明中的隔热复合纱线还包括耐切割芯线，隔热复合纱线包覆在耐切割芯线外部。
进一步的，耐切割芯线为超高分子量聚乙烯、玻纤、金属丝中的一种或几种的组合。
进一步的，气凝胶纳米颗粒为二氧化硅气凝胶纳米颗粒、氧化铝气凝胶纳米颗粒、碳化硼气凝胶纳米颗粒、氮化硼气凝胶纳米颗粒中的一种或几种的组合。更进一步的，气凝胶纳米颗粒为二氧化硅气凝胶纳米颗粒。
第二方面，本发明提供一种隔热复合纱线的制备方法，方法包括以下步骤：
S1、将隔热复合纱线的皮层原材料和芯层原材料分别熔融，向得到的皮层熔体和芯层熔体中分别加入可溶性盐，使可溶性盐均匀分散在皮层熔体和芯层熔体中，经螺杆挤出，分别得到皮层材料和芯层材料，皮层材料和芯层材料按比例复合、喷丝得到皮芯结构纱线；
S2、将皮芯结构纱线进行冷却，去油后，水溶法去除皮芯结构纱线中所含的可溶性盐，得到分布有若干空腔的皮芯结构纱线；
S3、将富含空腔的皮芯结构纱线反复浸渍于气凝胶水溶液中，再通过加热压辊输出，加热压辊表面温度高于皮层原材料的熔点10-20℃，且低于芯层原材料的熔点，经过拉伸、收卷，得到填充气凝胶纳米颗粒的隔热复合纱线。
本发明的隔热复合纱线的制备方法中，采用熔融纺丝技术首先制备出皮层和芯层均包含可溶性盐的皮芯结构纱线，然后将其中的可溶性盐去除，得到均匀分布若干空腔的皮芯结构纱线。本发明所采用的皮芯结构纱线一方面可以通过控制可溶性盐的含量，从而控制皮层和芯层中气凝胶纳米颗粒的含量，另一方面，在步骤S3中，浸渍了气凝胶的皮芯结构纱线经过加热压辊输出，压辊加热温度略高于皮层原材料熔点，但应当低于芯层原材料的熔点，当皮层原材料为低熔点涤纶，芯层原材料为PE时，压辊温度为65-70℃，最佳温度为70℃。本发明通过加热压辊挤压，使皮层原材料在加热辊的作用下形成轻微的熔融状态，改变皮层表面结构，对皮层表面进行重整，使皮层空腔的开口被封闭，形成光滑外表面，与此同时芯层不受影响，不发生变形，保持芯层材料本身的性能。该处理步骤，一方面保证了芯层材料自身性能不受影响，可以起到支撑的作用，并且裸露的空腔封闭后为皮层提供了支撑，增强了皮芯结构纱线的强度；此外，皮层表面封闭也使得气凝胶纳米颗粒封闭于内部，避免了气凝胶纳米颗粒在后续使用中析出或脱落。
进一步的，本发明的隔热复合纱线的制备方法还可以包括步骤S4：
S4、以耐切割丝为芯线，将隔热复合纱线包覆于所述芯线外，得到隔热耐切割包覆纱线。
本发明中，耐切割芯线为超高分子量PE、玻纤、金属丝中的一种或几种的组合。耐切割芯线也可以选自其他高硬度、高强度的芯线，从而使包覆纱能够有效地达到防切割的目的。
进一步的，步骤S1中，皮层熔体和芯层熔体中加入的可溶性盐质量百分数为20％-45％，芯层熔体和皮层熔体中可溶性盐质量比为0.5-0.8:1。
本发明中，皮层熔体中所加入的可溶性盐的量大于芯层熔体中加入的量，这是为了使皮层中留有更多的空腔从而能使水或其他溶解可溶性盐的溶液进入芯层，以溶解芯层的可溶性盐，进而有利于使芯层形成空腔。
进一步的，隔热复合纱线中皮层质量百分数为10-40％。
进一步的，步骤S1中，可溶性盐为氯化钠颗粒、硫酸钠颗粒、氯化钾颗粒中的一种或几种的组合。
本发明在制备隔热复合纱线过程中，为了使皮层和芯层形成空腔，在皮层原材料和芯层原材料熔融过程中添加了可溶性盐，可溶性盐可以为氯化钠颗粒、硫酸钠颗粒、氯化钾颗粒等等易溶于水的盐，也可以为其他易溶于水或易溶于其他有机溶剂的物质。本发明中，隔热复合纱线中空腔的尺寸取决于制备过程中添加的可溶性盐或其他可溶于水或有机溶剂的物质的颗粒大小，因而，可以根据所制备的隔热复合纱线的尺寸规格，选择合适的粒径大小。
本发明中，当可溶性盐为氯化钠颗粒、硫酸钠颗粒、氯化钾颗粒中的一种或几种的组合时，步骤S2中，去除可溶性盐的步骤为：
将冷却、去油后的皮芯结构纱线缓慢经过6-8道水浴槽，溶解皮芯结构纱线中所含的可溶性盐，盐进入水中后原位留下空腔，借此得到分布若干空腔的皮芯结构纱线。
进一步的，上述步骤S2中，皮芯结构纱线与水的质量比为1:10-20。
进一步的，在本发明提供的隔热复合纱线的制备方法，步骤S4隔热复合纱线对耐切割芯线进行包覆过程中，隔热复合纱线可以采用150D36F，以反捻外包的方式包覆于耐切割芯线外，捻度为300捻/米。本发明的隔热复合纱线对耐切割芯线用特定的包覆工艺进行包覆，使得包覆的纱线蓬松，能够储存更多静止空气，在隔热复合纱线所提供的隔热保暖性能基础上，使隔热复合纱线获得更好的隔热保温功能的同时还具备了耐切割的性能。
第三方面，本发明提供一种隔热复合纱线的应用，将本发明中的隔热复合纱线或采用本发明的方法制备的隔热复合纱线应用于包覆纱、手套、服装、面料的制备，其中，隔热复合纱线为本发明中的隔热复合纱线或本发明的方法所制备得到的隔热复合纱线。
进一步的，采用本发明的隔热复合纱线制得的包覆纱还包括耐切割芯线，隔热复合纱线包覆在耐切割芯线外部，其中，耐切割芯线可以选自耐切割芯线为超高分子量聚乙烯、玻纤、金属丝中的一种或几种的组合。
(三)有益效果
本发明提供的一种隔热复合纱线、制备方法及应用，其中隔热复合纱线中分布若干空腔，空腔中填充适量的气凝胶纳米颗粒，利用气凝胶本身具有及低导热率的特性，降低了隔热复合纱线的导热率，提高了隔热保温性能；同时，空腔中剩余的部分空间也可以实现隔热复合纱线的隔热保温功能。因此，本发明的隔热复合纱线在气凝胶纳米颗粒和空腔的共同作用下，提高了隔热复合纱线保温隔热性能。
本发明的隔热复合纱线的制备方法，采用熔融纺丝技术进行制备，隔热复合纱线的皮层原材料和芯层原材料在熔融过程中引入可溶性盐，再通过去除可溶性盐从而形成空腔，并进一步在空腔中填充气凝胶纳米颗粒。本发明制备过程中采用皮芯结构，并通过控制皮层和芯层中添加的可溶性盐含量，从而控制皮层和芯层的空腔含量，使皮层含有更多的空腔，从而使气凝胶纳米颗粒穿过皮层的空腔，更多地进入到芯层的空腔中，最终填充到皮层和芯层的空腔，以及皮层和芯层之间的间隙中，使气凝胶纳米颗粒可以更加均匀、全面地分布于隔热复合纱线中，提升隔热复合纱线的隔热保温性能。同时，通过加热压辊挤压将皮层表面空腔封闭，提高了皮层的强度，并且封闭的皮层对芯层起到保护作用，使芯层自身的性能不受影响。此外，通过加热压辊处理，将皮层表面空腔封闭还可以更好的将气凝胶纳米颗粒封闭在隔热复合纱线内部，避免了气凝胶纳米颗粒脱落，有效延长隔热复合纱线的隔热保温性能。
进一步的，本发明还可以采用超高分子量聚乙烯、玻纤、金属丝等作为耐切割芯线，使包覆纱线有效地达到耐切割的目的。此外，本发明采用一定的包覆工艺进行包覆，在实现耐切割的同时，最大限度的达到包覆蓬松的效果，提供更多静止空气，提高隔热保暖效果。
此外，本发明的隔热复合纱线采用熔融纺丝技术进行制备，不需要应用溶剂，更不涉及到溶剂回收等过程，因而不仅生产制备工艺简单，而且十分环保，避免了化学溶剂带来的环境污染问题。
附图说明
图1为本发明的隔热复合纱线的制备流程图；
图2为本发明实施例制得的隔热耐切割包覆纱线截面图；
图3为本发明实施例制得的隔热耐切割包覆纱线包覆示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明的隔热复合纱线为皮芯结构纱线，包括皮层和芯层，并且，其中分布若干空腔，空腔中填充适量的气凝胶纳米颗粒，利用气凝胶纳米颗粒极低的导热系数以及空腔中的部分残余空气为隔热复合纱线提供隔热保温的功能。此外，本发明的隔热复合纱线还可以与耐切割芯线相结合，将隔热复合纱线包覆于耐切割芯线外，耐切割芯线可以为超高分子量聚乙烯、玻纤等具备耐切割性能的芯线，采用一定的包覆工艺，通过耐切割芯线有效地实现了耐切割的目的。
本发明的隔热复合纱线制备过程如图1所示，具体可以通过以下方法制备：
S1、将隔热复合纱线的皮层原材料和芯层原材料分别熔融，本实施例皮层原材料为低熔点涤纶，芯层原材料为PE颗粒，熔融后，向低熔点涤纶熔体和PE熔体中分别加入可溶性盐，本实施例中可溶性盐为氯化钠颗粒，加入的氯化钠颗粒质量百分数为20％-45％，并且，PE熔体和低熔点涤纶熔体中氯化钠颗粒质量比为0.5-0.8:1，混合均匀后，经螺杆挤出，分别得到皮层材料和芯层材料，再通过计量设备将皮层材料和芯层材料均匀分配至皮芯复合组件中，按照皮层质量百分数为10-40％的配比进行复合和喷丝，得到皮芯结构纱线，此时皮芯结构纱线中均匀分布氯化钠颗粒。
S2、将含有氯化钠颗粒的皮芯结构纱线依次进行冷却，去油后，缓慢经过6-8道水浴槽，溶解皮芯结构纱线中的氯化钠颗粒，氯化钠颗粒进入水中后原位留下空腔，借此得到分布若干空腔的皮芯结构纱线。本实施例溶解氯化钠过程中，皮芯结构纱线与水的质量比为1:10-20。
S3、将富含空腔的皮芯结构纱线反复浸渍于气凝胶水溶液中，再通过加热压辊输出，本实施例中，加热压辊表面温度为65℃-75℃，以达到皮层低熔点涤纶玻璃化转变温度，并通过较小的压力将皮层重新整理变形，将皮层表面出现的空腔填埋，使皮层外侧形成光滑的表面，同时，内侧PE性能得到保证和支撑，最大实现纤维性能。然后再经过拉伸、收卷，得到填充气凝胶纳米颗粒的隔热复合纱线。
此外，本实施例中还将隔热复合纱线与耐切割芯线相结合，制备隔热耐切割包覆纱线，具体步骤为：
S4、以隔热复合纱线作为外层，以耐切割芯线作为内层，本实施例中，耐切割芯线可以为超高分子量聚乙烯、玻纤、金属丝中的一种或几种的组合，将隔热复合纱线包覆于耐切割芯线外，得到隔热耐切割包覆纱线。包覆纱线的截面图如图2所示，皮层1、芯层2以及分布于其中的气凝胶纳米颗粒4共同构成了包覆纱线外层的隔热复合纱线，耐切割芯线3包覆于隔热复合纱线的内部，共同构成了本实施例中的隔热耐切割包覆纱线。本实施例中，隔热复合纱线可以采用150D36F，以反捻外包的方式包覆于耐切割芯线外，捻度为300捻/米，包覆示意图如图3所示。
实施例1
(1)将低熔点涤纶和PE颗粒分别在120℃下熔融，之后将40％含量氯化钠颗粒和30％含量氯化钠颗粒分别添加到低熔点涤纶熔体和PE熔体中，搅拌均匀；将低熔点涤纶和氯化钠混合物加入双螺杆挤出机的第一螺杆料仓内熔融挤出，制得皮层；将PE和氯化钠混合物加入双螺杆挤出机的第二螺杆料仓内熔融挤出，制得芯层；皮层和芯层经计量设备均匀分配至皮芯复合组件中，其中，皮层和芯层质量比为40:60，挤出皮芯复合熔体。
(2)皮芯复合熔体经过滤器过滤后进入纺丝箱体，由皮芯复合喷丝板喷丝，形成外层低熔点涤纶内层PE芯的皮芯结构纱线；冷却15min，之后皮芯结构纱线经过去油槽，将皮芯结构纱线在形成过程中带有的油剂去除；再缓慢经过8道水浴将皮芯结构纱线中的氯化钠颗粒充分溶解形成微米级空腔，得到均匀分布若干空腔的皮芯结构纱线。
(3)再将具有空腔的皮芯结构纱线放置在含50％二氧化硅气凝胶水溶液中循环5次，然后在70℃压辊中输出，将皮层裸露的外部空腔封闭，既能实现保温隔热还能最大程度保持纤维性能。然后经过3级拉伸，最后收卷，得到填充气凝胶纳米颗粒的隔热复合纱线。
(4)最后以480D金刚丝纱线为耐切割芯线，反捻外包一层150D36F的步骤(3)制得的隔热复合纱线，捻度为300捻/m，得到隔热耐切割包覆纱线。
(5)采用步骤(4)制得的隔热耐切割包覆纱线，并搭配70D锦纶，通过13针手套机编织得到隔热耐切割手套。
实施例2
(1)将低熔点涤纶和PE颗粒分别在120℃下熔融，之后将45％含量硫酸钠颗粒和36％含量硫酸钠颗粒分别添加到低熔点涤纶熔体和PE熔体中，搅拌均匀；将低熔点涤纶和硫酸钠混合物加入双螺杆挤出机的第一螺杆料仓内熔融挤出，制得皮层；将PE和硫酸钠混合物加入双螺杆挤出机的第二螺杆料仓内熔融挤出，制得芯层；皮层和芯层经计量设备均匀分配至皮芯复合组件中，其中，皮层和芯层质量比为30:70，挤出皮芯复合熔体。
(2)皮芯复合熔体经过滤器过滤后进入纺丝箱体，由皮芯复合喷丝板喷丝，形成外层低熔点涤纶内层PE芯的皮芯结构纱线；冷却15min，之后皮芯结构纱线经过去油槽，将皮芯结构纱线在形成过程中带有的油剂去除；再缓慢经过8道水浴将皮芯结构纱线中的氯化钠颗粒充分溶解形成微米级空腔，得到均匀分布若干空腔的皮芯结构纱线。
(3)再将具有空腔的皮芯结构纱线放置在含50％二氧化硅气凝胶水溶液中循环5次，然后在70℃压辊中输出，将皮层裸露的外部空腔封闭，既能实现保温隔热还能最大程度保持纤维性能。然后经过3级拉伸，最后收卷，得到填充气凝胶纳米颗粒的隔热复合纱线。
(4)以10075玻纤并线为耐切割芯线，其中，玻纤并线的捻度为550/550，反捻外包一层150D36F的步骤(3)制得的隔热复合纱线，捻度为300捻/m，得到隔热耐切割包覆纱线。
(5)采用步骤(4)制得的隔热耐切割包覆纱线，并搭配70D锦纶，通过13针手套机编织得到隔热耐切割手套。
实施例3
(1)将低熔点涤纶和PE颗粒分别在120℃下熔融，之后将42％含量氯化钠颗粒和30％含量氯化钠颗粒分别添加到低熔点涤纶熔体和PE熔体中，搅拌均匀；将低熔点涤纶和氯化钠混合物加入双螺杆挤出机的第一螺杆料仓内熔融挤出，制得皮层；将PE和氯化钠混合物加入双螺杆挤出机的第二螺杆料仓内熔融挤出，制得芯层；皮层和芯层经计量设备均匀分配至皮芯复合组件中，其中，皮层和芯层质量比为25:75，挤出皮芯复合熔体。
(2)皮芯复合熔体经过滤器过滤后进入纺丝箱体，由皮芯复合喷丝板喷丝，形成外层低熔点涤纶内层PE芯的皮芯结构纱线；冷却15min，之后皮芯结构纱线经过去油槽，将皮芯结构纱线在形成过程中带有的油剂去除；再缓慢经过7道水浴将皮芯结构纱线中的氯化钠颗粒充分溶解形成微米级空腔，得到均匀分布若干空腔的皮芯结构纱线。
(3)再将具有空腔的皮芯结构纱线放置在含50％碳化硼气凝胶水溶液中循环5次，然后在70℃压辊中输出，将皮层裸露的外部空腔封闭，既能实现保温隔热还能最大程度保持纤维性能。然后经过3级拉伸，最后收卷，得到填充气凝胶纳米颗粒的隔热复合纱线。
(4)以规格为0.035mm的钢丝作为耐切割芯线，反捻外包一层150D36F的步骤(3)制得的隔热复合纱线，捻度为300捻/m，得到隔热耐切割包覆纱线。
(5)采用步骤(4)制得的隔热耐切割包覆纱线，并搭配70D锦纶，通过13针手套机编织得到隔热耐切割手套。
实施例4
(1)将低熔点涤纶和PE颗粒分别在120℃下熔融，之后将40％含量氯化钾颗粒和30％含量氯化钾颗粒分别添加到低熔点涤纶熔体和PE熔体中，搅拌均匀；将低熔点涤纶和氯化钾混合物加入双螺杆挤出机的第一螺杆料仓内熔融挤出，制得皮层；将PE和氯化钾混合物加入双螺杆挤出机的第二螺杆料仓内熔融挤出，制得芯层；皮层和芯层经计量设备均匀分配至皮芯复合组件中，其中，皮层和芯层质量比为40:60，挤出皮芯复合熔体。
(2)皮芯复合熔体经过滤器过滤后进入纺丝箱体，由皮芯复合喷丝板喷丝，形成外层低熔点涤纶内层PE芯的皮芯结构纱线；冷却15min，之后皮芯结构纱线经过去油槽，将皮芯结构纱线在形成过程中带有的油剂去除；再缓慢经过8道水浴将皮芯结构纱线中的氯化钠颗粒充分溶解形成微米级空腔，得到均匀分布若干空腔的皮芯结构纱线。
(3)再将具有空腔的皮芯结构纱线放置在含50％二氧化硅气凝胶和氧化铝气凝胶的混合水溶液中循环5次，然后在70℃压辊中输出，将皮层裸露的外部空腔封闭，既能实现保温隔热还能最大程度保持纤维性能。然后经过3级拉伸，最后收卷，得到填充气凝胶纳米颗粒的隔热复合纱线。
(4)最后以480D金刚丝纱线为耐切割芯线，反捻外包一层150D36F的步骤(3)制得的隔热复合纱线，捻度为300捻/m，得到隔热耐切割包覆纱线。
(5)采用步骤(4)制得的隔热耐切割包覆纱线，并搭配70D锦纶，通过13针手套机编织得到隔热耐切割手套。
对比例1
本例在实施例1的基础上进行条件的变化，对添加到低熔点涤纶和PE熔体中的氯化钠含量进行了变化，低熔点涤纶熔体中添加30％的氯化钠颗粒，PE熔体中添加50％的氯化钠颗粒，其他条件均与实施例1相同，制得包覆纱线，再通过实施例1中的方法制得手套。
对比例2
本例在制备隔热复合纱线时，省略步骤(3)中浸渍气凝胶水溶液后加热压辊重整皮层表面的步骤，待气凝胶干燥后，直接作为包覆纱线外层的隔热复合纱线。本例在实施例1的基础上进行改变，除步骤(3)外，其他步骤均与实施例1相同。内层的耐切割芯线和包覆方式等其他条件均与实施例1相同，制得包覆纱线，再通过实施例1中的方法制得手套。
对比例3
本实施例采用150D36F涤纶丝作为包覆纱线的外层，采用480D金刚丝纱线为内层的耐切割芯线，以实施例1中的包覆方式和条件进行包覆，即以反捻外包的方法进行包覆，捻度为300捻/米，制备得到包覆纱线，再通过实施例1中的方法制得手套。
对比例4
本例所制备的隔热复合纱线为单一结构的纱线中填充气凝胶纳米颗粒，具体步骤为：将低熔点涤纶在120℃下熔融，再将40％含量的氯化钠颗粒添加到低熔点涤纶熔体中，搅拌均匀；然后经螺杆料仓内熔融挤出，挤出的混合熔体经过过滤、纺丝、冷却、去油后，经过8道水浴槽去除其中的氯化钠颗粒，形成微米级空腔，得到富含空腔的涤纶纱线。再将具有空腔的涤纶纱线放置在含50％二氧化硅气凝胶水溶液中循环5次，然后在70℃压辊中输出，将皮层裸露的外部空腔封闭，最后经3级拉伸，得到填充气凝胶纳米颗粒的涤纶纱线。以实施例1中的耐切割芯线和包覆方式等制得包覆纱线，再通过实施例1中的方法制得手套。
实施例1至实施例4、对比例1至对比例4所制备得到的包覆纱线和手套的各项物理指标如表1所示：
表1隔热复合纱线和手套的各项物理指标
由表1数据可知，实施例1至实施例4所制备的隔热复合纱线与对比例3中的普通涤纶丝相比，强度下降并不大，因而采用本发明的方法制备隔热复合纱线避免了传统工艺制备方法、或传统工艺中所添加的其他物质而对纱线本身性能造成破坏的问题，这是由于本发明的隔热复合纱线采用了皮芯结构，通过加热辊重整皮层表面结构，使表面空腔封闭，一方面对芯层起保护作用，另一方面形成一定支撑，而加热辊温度低于芯层原材料的熔点，也并不会对芯层造成影响。并且，通过对比例2也可以看出，未经过加热辊处理的隔热复合纱线强度明显降低，因此，本发明所制备的隔热复合纱线能最大程度的保证皮层和芯层原材料自身的性能。通过对比例1可以看出，对比例1调整了皮层和芯层中氯化钠颗粒的质量比，即增加了芯层中氯化钠颗粒含量，使芯层中形成了更多的空腔，但所制备出的手套导热系数却有所增加。可见芯层中虽然有更多的空腔，然而，二氧化硅气凝胶纳米颗粒并不能更多的进入到芯层中，芯层中可能有部分空腔中未填充二氧化硅气凝胶颗粒，反而减低了隔热效果。由对比例4也可以看出，仅采用单一结构的纱线，所制备得到的隔热复合纱线强度降低，手套的导热系数有所增加，可见皮芯结构能够使二氧化硅气凝胶纳米颗粒更多的进入芯层，同时结合加热辊处理皮层，提高了隔热复合纱线的强度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种隔热复合纱线，其特征在于，所述隔热复合纱线为皮芯结构纱线，包括皮层和芯层；所述隔热复合纱线中分布若干空腔，所述空腔内填充气凝胶纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的隔热复合纱线，其特征在于，所述气凝胶纳米颗粒为二氧化硅气凝胶纳米颗粒、氧化铝气凝胶纳米颗粒、碳化硼气凝胶纳米颗粒、氮化硼气凝胶纳米颗粒中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的隔热复合纱线，其特征在于，所述皮层的原材料为低熔点涤纶、PE、锦纶、聚丙烯纤维中的一种，芯层的原材料为PE、锦纶、聚丙烯纤维中的一种；所述皮层的原材料熔点低于所述芯层的原材料熔点。
4.一种隔热复合纱线的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、将隔热复合纱线的皮层原材料和芯层原材料分别熔融，向得到的皮层熔体和芯层熔体中分别加入可溶性盐，使可溶性盐均匀分散在所述皮层熔体和芯层熔体中，经螺杆挤出，分别得到皮层材料和芯层材料，所述皮层材料和芯层材料按比例复合、喷丝得到皮芯结构纱线；
S2、将所述皮芯结构纱线进行冷却，去油后，水溶法去除皮芯结构纱线中所含的可溶性盐，得到分布有若干空腔的皮芯结构纱线；
S3、将富含空腔的所述皮芯结构纱线反复浸渍于气凝胶水溶液中，再通过加热压辊输出，加热压辊表面温度高于皮层原材料的熔点10-20℃，且低于芯层原材料的熔点，经过拉伸、收卷，得到填充气凝胶纳米颗粒的隔热复合纱线。
5.根据权利要求4所述的隔热复合纱线的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述皮层熔体和所述芯层熔体中加入的所述可溶性盐质量百分数为20％-45％，所述芯层熔体和所述皮层熔体中所述可溶性盐质量比为0.5-0.8:1。
6.根据权利要求4所述的隔热复合纱线的制备方法，其特征在于，所述隔热复合纱线中所述皮层的质量百分数为10-40％。
7.根据权利要求4所述的隔热复合纱线的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述可溶性盐为氯化钠颗粒、硫酸钠颗粒、氯化钾颗粒中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求7所述的隔热复合纱线的制备方法，其特征在于，步骤S2中，去除可溶性盐的步骤为：将冷却、去油后的皮芯结构纱线缓慢经过6-8道水浴槽，溶解皮芯结构纱线中所含的可溶性盐，盐浸入水中后原位留下空腔，借此得到分布若干空腔的皮芯结构纱线。
9.一种隔热复合纱线的应用，其特征在于，所述隔热复合纱线用于包覆纱、手套、服装、面料的制备，所述隔热复合纱线为权利要求1至8任一项所述的隔热复合纱线。
10.根据权利要求9所述的隔热复合纱线的应用，其特征在于，所述包覆纱还包括耐切割芯线，所述隔热复合纱线包覆在所述耐切割芯线外部。
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