一种隔热保温聚酯纤维及其制备方法技术

本申请涉及纺织品的技术领域，具体公开了一种隔热保温聚酯纤维及其制备方法。一种隔热保温聚酯纤维，由包括如下重量份的原料制成：聚酯母粒100份、增容剂2.8～14.6份、改性二氧化硅凝胶颗粒18.4～42.2份、助剂0.003～0.01份；改性二氧化硅凝胶颗粒呈核壳结构，以多孔硅凝胶作为芯材，外层包覆聚氨酯发泡树脂。本申请中使用增容剂促进改性二氧化硅凝胶颗粒与聚酯母料的相容性，由于改性二氧化硅凝胶颗粒中空气含量高，传热系数低，能够有效地提升聚酯纤维的隔热保温性能。并且，改性二氧化硅凝胶颗粒在聚酯纤维中的稳定性好，不容易从聚酯纤维中脱落，使得聚酯纤维具备长久的隔热保温性能。温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种隔热保温聚酯纤维及其制备方法


[0001]本申请涉及纺织品的
，更具体地说，它涉及一种隔热保温聚酯纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酯纤维是以有机二元酸和二元醇经过缩聚而成的合成纤维。聚酯纤维本身不具备保温性能，因此，相关技术中使用二氧化硅气凝胶对聚酯纤维进行改性，使得聚酯纤维织物具备一定的保温隔热性能。
[0003]本行业一般采用如下两种方式对聚酯纤维的隔热保温性能进行改进：第一种，将二氧化硅气凝胶制成涂层剂，涂布于聚酯纤维表面，二氧化硅气凝胶在聚酯纤维表面形成隔热膜，使得聚酯纤维具备隔热保温性能。但此方法得到的聚酯纤维织物隔热性能不持久，短时间内，在穿着和洗涤过程中，表面的隔热膜容易破损脱落，聚酯纤维织物保温隔热性能不持久。
[0004]第二种则是将二氧化硅气凝胶填充在两个聚酯纤维布料之间，做成具备“聚酯纤维布料层
‑
二氧化硅凝胶层
‑
聚酯纤维布料层”结构的隔热织物。但此夹层结构的隔热织物抗折性能差，二氧化硅凝胶层的脆性大，经过折叠后，二氧化硅凝胶容易粉化，从聚酯纤维布料层的间隙中逸出，从而导致聚酯纤维织物保温隔热性能也不具备持久性。
[0005]针对上述情况，本领域亟需开发出一种具备长久隔热性能的聚酯纤维，使得其制成的织物在经过多次使用后，仍然具备优异的隔热保温性能。

技术实现思路

[0006]为了解决聚酯纤维难以具备长久隔热保温性能的问题，本申请提供一种隔热保温聚酯纤维及其制备方法。
[0007]第一方面，本申请提供一种隔热保温聚酯纤维，采用如下的技术方案：一种隔热保温聚酯纤维，由包括如下重量份的原料制成：聚酯母粒
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100份；增容剂
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2.8～14.6份；改性二氧化硅凝胶颗粒
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18.4～42.2份；助剂
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0.003～0.01份；所述改性二氧化硅凝胶颗粒的制备方法包括如下步骤：通过溶胶凝胶法得到多孔硅凝胶，多孔硅凝胶破碎且控制含水率为10wt%～30wt%；将多孔硅凝胶投入至多元醇中，多孔硅凝胶与多元醇的重量比为1:(12.5～16)，混匀，得到反应物一；再向反应物一中加入二异氰酸酯、催化剂，其中，控制多元醇与二异氰酸酯的重量比为(12.5～16):(4～7.5)，搅拌后反应30s～60s，反应结束后进行熟化、破碎，得到改性二
氧化硅凝胶颗粒。
[0008]通过采用上述技术方案，本申请制得的改性二氧化硅凝胶颗粒呈核壳结构，改性二氧化硅凝胶颗粒以多孔硅凝胶作为核；同时，多孔硅凝胶中含有的水分可以在后续制备步骤中作为发泡剂，使得多孔硅凝胶表面包覆有聚氨酯发泡树脂。
[0009]相较于传统未经过改性处理的二氧化硅气凝胶，改性二氧化硅凝胶颗粒对聚酯树脂进行改性具备以下优势：第一，本申请中多孔硅凝胶表面包覆有一层高密度泡孔的聚氨酯材料，在相同的体积下，改性二氧化硅凝胶颗粒的空气含量高于传统二氧化硅气凝胶，可有效降低聚酯纤维的传热系数，使得聚酯纤维的保温隔热性能显著提升。
[0010]第二，聚氨酯材料与聚酯材料的相容性较好，在增容剂的作用下，可以保证改性二氧化硅凝胶颗粒充分分散于聚酯树脂中，一方面使得聚酯纤维各处隔热保温性能均匀，具备长效隔热保温性能，另一方面，在提高改性二氧化硅凝胶颗粒掺加量的同时，降低聚酯纤维中出现应力集中点的可能性，提高聚酯纤维的力学性能。
[0011]第三，聚氨酯材料限制了多孔硅凝胶的移动，避免多孔硅凝胶迁移至聚酯纤维表面，还可以对多孔硅凝胶起到保护作用，降低多孔硅凝胶在长时间使用过程中磨损、脱落的可能性，从而使得聚酯纤维具备长效保温隔热性能。
[0012]综上，本申请中使用增容剂与改性二氧化硅凝胶颗粒对聚酯母粒进行共同改性，能够显著提升聚酯纤维的隔热保温性能，且隔热保温性能持久。
[0013]可选的，所述多孔硅凝胶与多元醇的重量比为1:(13～15)。
[0014]通过采用上述技术方案，多元醇包括但不限于聚醚多元醇、聚酯多元醇，本申请中优选聚酯多元醇。本申请中控制多孔硅凝胶和多元醇的重量比，使得多元醇在充分浸润多孔硅凝胶表面的同时，保证多孔硅凝胶的孔隙率维持在一定范围内，空气含量仍然适中。
[0015]优选的，所述多元醇与二异氰酸酯的重量比为(13～15):(4.5～5)。
[0016]通过采用上述技术方案，二异氰酸酯包括但不限于甲苯二异氰酸酯。调整多元醇和二异氰酸的重量比，使得改性二氧化硅凝胶颗粒表面发泡聚氨酯材料的泡孔致密度，使得改性二氧化硅凝胶颗粒的空气含量进一步提升，从而促进聚酯纤维的保温隔热性能进一步提升。
[0017]可选的，所述改性二氧化硅凝胶颗粒的粒径在10～200μm。
[0018]通过采用上述技术方案，控制改性二氧化硅凝胶颗粒的粒径大小，使得聚酯纤维的力学性能优异，进一步提高聚酯纤维的隔热保温持久性。
[0019]可选的，所述聚酯母粒为聚对苯二甲酸丙二醇酯。
[0020]通过采用上述技术方案，聚酯母粒包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，相较于PET，PTT的韧性更优，弹性较好，能够使得隔热保温聚酯纤维具备更优异的力学性能。
[0021]可选的，所述增容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐中的一种或多种。
[0022]通过采用上述技术方案，聚乙烯接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐所含的极性链段起到促容作用，同时，烷烃链段还可以起到增韧作用，可有效弥补改性二氧化硅凝胶颗粒造成的韧性损失，使得聚酯纤维在反复折叠的情况下，不易发生局部断裂，从而使得聚酯纤维具备长效隔热保温性能。
[0023]优选的，所述增容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。
[0024]通过采用上述技术方案，相较于聚乙烯接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐，聚丙烯接枝马来酸酐在此掺加量范围内对聚酯纤维的增韧效果最佳。
[0025]优选的，所述增容剂与聚酯母粒的重量比为(5～10):100。
[0026]通过采用上述技术方案，增容剂的掺加量不仅对聚酯纤维的韧性影响较大，对聚酯纤维的耐热性能也有一定的影响，因此，在此掺加量范围内，能够使得聚酯纤维兼具优异的韧性和耐热性。
[0027]可选的，所述助剂包括抗氧化剂。
[0028]通过采用上述技术方案，抗氧剂包括但不限于Basf330，Basf1010， Basf1076，抗氧剂可以有效提高聚酯纤维的抗黄变性能，降低聚乙烯接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐，聚丙烯接枝马来酸酐等相容剂导致聚酯纤维黄变的可能性；同时也降低聚酯纤维中酯键断裂的可能性，使得聚酯纤维不易降解和黄变，具有较好的使用持久性。
[0029]第二方面，本申请提供一种隔热保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔热保温聚酯纤维，其特征在于：由包括如下重量份的原料制成：聚酯母粒100份；增容剂2.8～14.6份；改性二氧化硅凝胶颗粒18.4～42.2份；助剂0.003～0.01份；所述改性二氧化硅凝胶颗粒的制备方法包括如下步骤：通过溶胶凝胶法得到多孔硅凝胶，多孔硅凝胶破碎且控制含水率为10wt%～30wt%；将多孔硅凝胶投入至多元醇中，多孔硅凝胶与多元醇的重量比为1:(12.5～16)，混匀，得到反应物一；再向反应物一中加入二异氰酸酯、催化剂，其中，控制多元醇与二异氰酸酯的重量比为(12.5～16):(4～7.5)，搅拌后反应10～30s，反应结束后进行熟化、破碎，得到改性二氧化硅凝胶颗粒。2.根据权利要求1所述的一种隔热保温聚酯纤维，其特征在于：所述多孔硅凝胶与多元醇的重量比为1:(13～15)。3.根据权利要求2所述的一种隔热保温聚酯纤维，其特征在于：所述多元醇与二异氰酸酯的重量比为(13～15):(4.5～5)。4.根据权利要求1所述的一种隔热保温聚酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨惠明，杨健亚，
申请(专利权)人：江阴市庆丰化纤有限公司，
类型：发明
国别省市：