【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学纤维领域，尤其是涉及一种保温蓄热聚酯纤维及其制备方法。
技术介绍
1、随着交通出行方式的便捷化，冬季旅游和夜间游玩等新兴文娱项目愈加火热，人们对保暖衣物的需求量日益增加。此外，年轻一代的群体也更加追求健康、舒适的生活方式，这使得保暖纤维材料有着很大的发展空间。纤维材料的保暖一般通过两种方式实现。
2、一是尽量保持原有的热量不轻易流失，如通过异形截面、起毛加工等来增大纤维中的滞留空气含量，从而降低纤维的热传导率，发挥保暖作用。孙等人(cn205501459u)采用熔体直纺工艺，经过异型喷丝板熔融纺丝得到异型fdy涤纶丝，该新型纤维的形状为扁平型，其具有中空保暖效果。
3、二是从外界获取新的热量，如通过在纤维中引入一些光热、电热等发热材料，来实现外界的能量转换实现蓄热保温。张等人(cn103320888a)将纳米级咖啡碳与含有多种金属离子的远红外材料跟聚酯熔体混合制备成母粒，再将母粒与聚酯切片熔融纺丝形成蓄热保暖保健复合丝，该复合纤维具有存储热量能力强、保温时间持久等良好的保健功能。张宝玲(cn1139164a)公开一种远红外布料的制备方法，是在聚丙烯中添加氧化铝、氧化钛、氧化镁和氧化锆的混合物(远红外陶瓷粉)，加工成远红外保健服。祖扬股份有限公司的专利cn1309198a公开一种具远红外线放射的纤维的制造方法，将氧化镁、氧化钙、氧化锆、氧化硅、镨及铈研磨成粉末并混合制成远红外线陶瓷粉末，用其制成远红外母粒，最后制得具有蓄热保温、促进血液循环、抗菌及防臭等功效的具远红外线放射的纤维。小野宏等
4、上述保暖纤维材料的制备均只考虑了单一的保暖原理，纤维保暖性能的提升均有一定的局限。由此所述，提出一种综合多种保暖原理的纤维材料的制备新方法是具有重要意义的。
技术实现思路
1、本专利技术为了克服纤维保暖性能不足的问题，提供一种保温蓄热聚酯纤维及其制备方法，使用中空纳米材料增加纤维中空气含量，提高隔热保温效果；使用光热转换功能材料实现纤维直接升温；同时改善纤维吸湿性产生一定热量，这种多级保温手段相协同可综合改善纤维材料的保温性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种保温蓄热聚酯纤维，原料包括孔隙率40-70％的中空纳米材料a、具有光热转换功能的无机粉体材料b和回潮率为0.45-0.83％的吸湿改性聚酯c，a质量为c质量的0.1-3.5％，b质量为c质量的0.1-4％。
4、作为优选，中空纳米材料选自中空二氧化硅、中空二氧化钛、中空二氧化铈中的一种或多种，粒径为300-800nm。
5、作为优选，具有光热转换功能的无机粉体材料选自远红外陶瓷、麦饭石、碳化锆、电气石中的一种或多种，粒径为200-500nm。
6、本专利技术还提供所述保温蓄热聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：将含中空纳米材料的聚酯母粒、含具有光热转换功能的无机粉体材料的聚酯母粒和吸湿改性聚酯切片混合均匀后加入纺丝机进行纤维成型，获得保温蓄热聚酯纤维。
7、作为优选，含中空纳米材料的聚酯母粒、含具有光热转换功能的无机粉体材料的聚酯母粒和吸湿改性聚酯切片的质量比为10-20:4-7:73-86。
8、作为优选，以中空纳米材料、偶联剂和pet聚酯基体为原料，通过挤出造粒工艺制备含中空纳米材料的聚酯母粒。
9、作为进一步优选，中空纳米材料、偶联剂和pet聚酯基体的质量比为10:0.5-2:88-89.5。偶联剂为钛酸酯类硅烷偶联剂，进一步优选为tca-ktts偶联剂。
10、本专利技术通过挤出造粒工艺制备含有中空纳米材料的聚酯母粒，由于无机纳米材料表面多羟基和聚酯相容性不佳，因此添加了两亲性的钛酸酯类硅烷偶联剂作为增容剂。
11、作为优选，以具有光热转换功能的无机粉体材料、分散剂和pet聚酯基体为原料，通过挤出造粒工艺制备含具有光热转换功能的无机粉体材料的聚酯母粒。
12、作为进一步优选，具有光热转换功能的无机粉体材料、分散剂和pet聚酯基体的质量比为30:0.5-2:68-69.5。分散剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙。
13、本专利技术通过挤出造粒工艺制备含有储能蓄热功能的聚酯母粒，添加分散剂提升分散性。
14、作为优选，以95-98mol％对苯二甲酸和2-5mol％间苯二甲酸，95-97mol％乙二醇和3-5mol％聚乙二醇为聚合单体，经酯化、缩聚反应获得吸湿改性共聚酯，醇酸摩尔比为1.2-1.5:1。
15、作为优选，纤维成型过程中，纺丝温度为275-285℃，卷绕速度为2500-3000m/min。
16、因此，本专利技术的有益效果为：
17、(1)本专利技术的保温蓄热聚酯纤维是结合三种保暖原理来实现的。首先通过在纤维中引入具有较大孔隙率的中空纳米微球，其丰富的空腔结构保证了纤维内部滞留了大量导热系数很低的空气，可以在很大程度上减少热量的传导和流失，把身体的热量固定在体表附近，从而起到保暖的作用。然后通过在纤维中引入能够直接吸收外部光能及人体热辐射，并转化为热量的无机纳米材料，实现快速升温。接着加入吸湿改性聚酯，提高纤维吸湿性能，有利于水分子与纤维材料中的亲水基团以氢键形式结合，将水分子的动能转化为热能；同时吸收的水分子从气态转化为液态也会释放出冷凝潜热。
18、(2)红外线放射速度与可见光线相同，而且能够像光一样直线前进；如果使用反射板，便能改变它的传导方向。本专利技术添加孔隙丰富的中空纳米微球，红外线在孔隙中多次折射，可以增加具有光热转换功能的无机粉体材料转化的热能。
19、(3)远红外线有较强的渗透力和辐射力，具有显著的温控效应和共振效应，它易被物体吸收并转化为物体的内能。远红外线被吸收后，可使水分子产生共振，使水分子活化，增强其分子间的结合力。本专利技术添加吸湿改性聚酯，提高纤维的吸湿性，增加纤维水分含量，可以增加具有光热转换功能的无机粉体材料转化的热能。
20、(4)引入中空纳米材料来制备具有空腔结构的纤维，所获得纤维中空腔的分布均匀、大小可调节性强，同时避免了更换纺丝组件和采购异形喷丝板。
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1.一种保温蓄热聚酯纤维，其特征在于，原料包括孔隙率40-70%的中空纳米材料A、具有光热转换功能的无机粉体材料B和回潮率为0.45-0.83%的吸湿改性聚酯C，A质量为C质量的0.1-3.5%，B质量为C质量的0.1-4%。
2.根据权利要求1所述的一种保温蓄热聚酯纤维，其特征在于，中空纳米材料选自中空二氧化硅、中空二氧化钛、中空二氧化铈中的一种或多种，粒径为300-800 nm。
3.根据权利要求1或2所述的一种保温蓄热聚酯纤维，其特征在于，具有光热转换功能的无机粉体材料选自远红外陶瓷、麦饭石、碳化锆、电气石中的一种或多种，粒径为200-500nm。
4.权利要求1-3任一所述的一种保温蓄热聚酯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含中空纳米材料的聚酯母粒、含具有光热转换功能的无机粉体材料的聚酯母粒和吸湿改性聚酯切片混合均匀后加入纺丝机进行纤维成型，获得保温蓄热聚酯纤维。
5.根据权利要求4所述的一种保温蓄热聚酯纤维的制备方法，其特征在于，以中空纳米材料、偶联剂和PET聚酯基体为原料，通过挤出造粒工艺制备含中空纳米材料的聚
6.根据权利要求5所述的一种保温蓄热聚酯纤维的制备方法，其特征在于，中空纳米材料、偶联剂和PET聚酯基体的质量比为10:0.5-2:88-89.5。
7.根据权利要求4所述的一种保温蓄热聚酯纤维的制备方法，其特征在于，以具有光热转换功能的无机粉体材料、分散剂和PET聚酯基体为原料，通过挤出造粒工艺制备含具有光热转换功能的无机粉体材料的聚酯母粒。
8.根据权利要求7所述的一种保温蓄热聚酯纤维的制备方法，其特征在于，具有光热转换功能的无机粉体材料、分散剂和PET聚酯基体的质量比为30:0.5-2:68-69.5。
9.根据权利要求4所述的一种保温蓄热聚酯纤维的制备方法，其特征在于，以95-98mol%对苯二甲酸和2-5mol%间苯二甲酸，95-97mol%乙二醇和3-5mol%聚乙二醇为聚合单体，经酯化、缩聚反应获得吸湿改性共聚酯，醇酸摩尔比为1.2-1.5:1。
10.根据权利要求4或9所述的一种保温蓄热聚酯纤维的制备方法，其特征在于，纤维成型过程中，纺丝温度为275-285 ºC，卷绕速度为2500-3000 m/min。
...【技术特征摘要】
1.一种保温蓄热聚酯纤维，其特征在于，原料包括孔隙率40-70%的中空纳米材料a、具有光热转换功能的无机粉体材料b和回潮率为0.45-0.83%的吸湿改性聚酯c，a质量为c质量的0.1-3.5%，b质量为c质量的0.1-4%。
2.根据权利要求1所述的一种保温蓄热聚酯纤维，其特征在于，中空纳米材料选自中空二氧化硅、中空二氧化钛、中空二氧化铈中的一种或多种，粒径为300-800 nm。
3.根据权利要求1或2所述的一种保温蓄热聚酯纤维，其特征在于，具有光热转换功能的无机粉体材料选自远红外陶瓷、麦饭石、碳化锆、电气石中的一种或多种，粒径为200-500nm。
4.权利要求1-3任一所述的一种保温蓄热聚酯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含中空纳米材料的聚酯母粒、含具有光热转换功能的无机粉体材料的聚酯母粒和吸湿改性聚酯切片混合均匀后加入纺丝机进行纤维成型，获得保温蓄热聚酯纤维。
5.根据权利要求4所述的一种保温蓄热聚酯纤维的制备方法，其特征在于，以中空纳米材料、偶联剂和pet聚酯基体为原料，通过挤出造粒工艺制备含中空纳米材料的聚酯母粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁文华，杨新华，刘园园，陈明，周施恩，
申请(专利权)人：浙江恒逸石化研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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