一种具有蓄热调温功能的羽绒羽毛纤维制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有蓄热调温功能的羽绒羽毛纤维制备方法，涉及功能性纺织材料技术领域，本发明专利技术将羽绒羽毛纤维作为基体，利用多巴胺优异的粘附性，采用一浴法在羽绒羽毛表面合成聚多巴胺并沉积相变微胶囊，制备兼具能量储存与释放、温度调节、光热转化等多功能的相变复合材料；本发明专利技术制备方法的可操作性强、设备简单、流程短、节能，可以达到对各组分材料的充分利用；所得蓄热调温羽绒羽毛一般状态下不会发生相变材料泄露，可循环多次利用；具有较大的熔融焓和结晶焓，能够实现优异的调温效果。果。果。

A preparation method of down feather fiber with heat storage and temperature regulation function

【技术实现步骤摘要】
一种具有蓄热调温功能的羽绒羽毛纤维制备方法

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[0001]本专利技术涉及功能性纺织材料
，具体涉及一种具有蓄热调温功能的羽绒羽毛纤维制备方法，适用于防寒保温衣服、被套等家用纺织品的加工。

技术介绍
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[0002]羽绒纤维是一种天然的动物蛋白纤维，近年来羽绒制品以其优异的蓬松性、保暖性以及良好的吸湿透气性，使其在家纺以及纺织服装领域受到越来越多消费者的追捧。人们生活水平的提高，使其对服装质量的要求越来越高，尤其是在对温度的控制能力方面尤为突出。如飞机、汽车、轮船、高铁、航空航天、工作服、运动装、家纺和填充等领域，要求具有双向调温的功能。相变材料作为一类具有高熔合和固相阳离子热值的蓄热材料，可以通过相变在一定温度下吸收或释放大量的潜热热能，随着能源需求的快速增长，在经济和社会的可持续发展中发挥着重要作用。
[0003]大多数固
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液相变材料具有可靠的相变性能和适用于大多数储能应用的相变温度，价格适中，有理想的性能，但当它们应用于热能储存和热管理时，也存在许多缺点。比如会受到固相转变为液相时的流动性、扩散性和流动性等方面的影响，不可避免地导致处理困难。因此，人们致力于开发固
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液相变材料的形态稳定性，其中将相变材料与各种支撑材料复合以及将相变材料微胶囊化被认为是最有效的两条途径。
[0004]微胶囊技术(microencapsulation technology)是将固态或液态材料用一种成膜材料包覆而得到一种具有核壳结构微粒的技术，人们结合微胶囊技术将相变囊芯材料用无机或有机聚合物、高分子和金属(合金)等为囊壁材料以物理或化学方法包裹起来，制成具有稳定核壳结构的定型相变材料，这种技术的优势在于不仅可以使固
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液相变材料保持永久的宏观固体形态，即使发生从固体到液体的相转变也不会发生泄漏，还可以为相变材料提供足够的保护，防止周围材料的有害相互作用和干扰。目前，相变微胶囊的制备多采用有机高聚物如三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯等为壳材，可以有效提高相变微胶囊的力学性能和防止其在使用过程中的泄露。但是，相对于无机壳材，有机壳材普遍存在传热效率差、制备过程中存在甲醛释放等问题，研究表明无机壳材SiO2、TiO2、CaCO3等可显著提高相变微胶囊的热导率。
[0005]服装是人的第二层皮肤，是人类防寒保暖的重要保障。随着人们生活质量的日益提升，过去的羽绒服逐渐不能满足人们的需要，我们需要去寻找新的方法以满足人们的需求。而相变材料在相变的过程中会吸收或释放热量的特性刚好满足这种需求。这类能通过相变物质在纺织品表面或纤维中的固
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液可逆转变吸收和释放热量的新型高科技纺织品叫做蓄热调温纺织品。这类纺织品可以依据外界环境温度的变化在特定的温度空间内自由调节纺织品内部温度，即当外界环境温度升高时可以储存能量，使纺织品内部温度升高相对较低；当外界环境温度下降时可以释放能量，所以纺织品内部温度下降相对比较少，制成服装后比常规纺织品更具有适合性。蓄热调温纤维和纺织品不同于无机生命，其具有“感知”能力，以潜热交换的方式吸收或释放热量，双向调节肌肤微环境温度，使人体处于舒适的温
度范围，实现冬暖夏凉、四季如春的效果。
[0006]目前研究者对羽绒羽毛的改性方法有很多，专利CN107190518A公开了一种采用谷氨酰胺转氨酶酶促交联反应将制备的抗菌微胶囊助剂接枝到羽绒上的方法，该方法虽然能得到长久的抑菌效果，但是酶促反应对温度的要求比较苛刻、实验条件复杂、不易控制，而且接枝反应使得处理之后的羽绒制品蓬松度大大降低，影响以后的舒适性和保暖性。专利CN105803802A公开了一种蓄热羽绒的制备方法，虽然可以在短时间内有一定的蓄热效果，但是不具有缓释调控的作用，致使其会在很快时间内失效，调温效果不好。

技术实现思路
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[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种具有蓄热调温功能的羽绒羽毛纤维制备方法，在克服固
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液相变材料泄露问题的基础上，简化制备过程，提高生产效率，制备得到的羽绒羽毛纤维可以稳定地储存相变材料且具有优异的温度调节性能，广泛应用于具有调温需求的装饰用纺织品、家用纺织品和产业用纺织品等领域。
[0008]本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
[0009]本专利技术的第一个目的是提供一种具有蓄热调温功能的羽绒羽毛纤维制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)制备相变微胶囊：将相变材料作为芯材与壁材混合，制得相变微胶囊；
[0011](2)羽绒羽毛前处理：将羽绒羽毛浸泡在表面活性剂溶液中，水浴处理；
[0012](3)制备羽绒羽毛多巴胺溶液：将经步骤(2)前处理后的羽绒羽毛浸泡在多巴胺水溶液中，配制得到羽绒羽毛多巴胺原液；
[0013](4)制备相变微胶囊/羽绒羽毛原液：将tris缓冲溶液加入到步骤(3)配制得到的羽绒羽毛多巴胺原液中，再加入步骤(1)制备的相变微胶囊，恒温条件下搅拌数小时，得到相变微胶囊/羽绒羽毛原液；
[0014](5)蓄热调温羽绒羽毛纤维的制备：将步骤(4)得到的相变微胶囊/羽绒羽毛原液经过滤、洗涤、真空干燥，得到蓄热调温羽绒羽毛纤维。
[0015]所述步骤(1)中的相变材料选自如下任意一种或多种：无机物：结晶水合盐、熔融盐、金属合金；有机物：高级脂肪烃类、脂肪酸或盐类、烷烃类、醇类、芳香烃类、芳香醇类。优选地，相变材料为正十八烷。
[0016]所述步骤(1)中的壁材选自如下任意一种或多种：无机材料：硫酸钙、硅酸盐、玻璃、二氧化硅、二氧化钛；共聚物类：乙烯或甲氧基乙烯与马来酸酐共聚物类、丙烯酸类共聚物、甲基丙烯酸类共聚物；缩聚物类：尼龙、涤纶、聚氨酯、聚脲类。优选地，壁材为二氧化硅。
[0017]以二氧化硅为壁材制备的微胶囊相变储热材料不仅可避免相变物质相变时因体积改变而发生的开裂，使其在宏观上保持“定型”，免除额外的承装容器，而且可有效增加相变储热材料的导热性能、稳定性与环境相容性。而正十八烷具有高相变焓，在相变的过程中可以产生良好的热效应。
[0018]所述步骤(1)中芯材和壁材的质量比为(1.5～2.5):1。
[0019]所述步骤(2)中羽绒羽毛选自鹅、鸭、雁等禽类羽毛中的一种或多种；表面活性剂溶液是由表面活性剂溶于水配制而成，表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、AEO
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3、AEO
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9中的一种或多种，表面活性剂的用量为3～5g/L；水与羽绒羽毛的质量比为1:(50～80)；水浴处
理时间为1.5～3h，水浴处理温度为40～80℃。通过水浴处理去除羽绒羽毛表面油污及杂质，提高纯度，增加其蓬松性和保暖性。
[0020]所述步骤(3)中羽绒羽毛多巴胺原液中羽绒羽毛的质量分数为30～50％，浸泡时间为20～60min，多巴胺水溶液的质量分数为5～10％。
[0021]所述步骤(4)中相变微胶囊/羽绒羽毛原液中的相变微胶囊与羽绒羽毛的质量比为1:(4～20)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有蓄热调温功能的羽绒羽毛纤维制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备相变微胶囊：将相变材料作为芯材与壁材混合，制得相变微胶囊；(2)羽绒羽毛前处理：将羽绒羽毛浸泡在表面活性剂溶液中，水浴处理；(3)制备羽绒羽毛多巴胺溶液：将经步骤(2)前处理后的羽绒羽毛浸泡在多巴胺水溶液中，配制得到羽绒羽毛多巴胺原液；(4)制备相变微胶囊/羽绒羽毛原液：将tris缓冲溶液加入到步骤(3)配制得到的羽绒羽毛多巴胺原液中，再加入步骤(1)制备的相变微胶囊，恒温条件下搅拌数小时，得到相变微胶囊/羽绒羽毛原液；(5)蓄热调温羽绒羽毛纤维的制备：将步骤(4)得到的相变微胶囊/羽绒羽毛原液经过滤、洗涤、真空干燥，得到蓄热调温羽绒羽毛纤维。2.如权利要求1所述的具有蓄热调温功能的羽绒羽毛纤维制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的相变材料选自如下任意一种或多种：无机物：结晶水合盐、熔融盐、金属合金；有机物：高级脂肪烃类、脂肪酸或盐类、烷烃类、醇类、芳香烃类、芳香醇类。3.如权利要求1所述的具有蓄热调温功能的羽绒羽毛纤维制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的壁材选自如下任意一种或多种：无机材料：硫酸钙、硅酸盐、玻璃、二氧化硅、二氧化钛；共聚物类：乙烯或甲氧基乙烯与马来酸酐共聚物类、丙烯酸类共聚物、甲基丙烯酸类共聚物；缩聚物类：尼龙、涤纶、聚氨酯、聚脲类。4.如权利要求1所述的具有蓄热调温功能的羽绒羽毛纤维制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中芯材和壁材的质量比为(1.5～2.5):1。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡以兵，王琳琳，王艺博，李林刚，余学永，秦宇，朱业龙，
申请(专利权)人：六安市海洋羽毛有限公司，
类型：发明
国别省市：