一種紡織品用蓄熱保溫水凝膠整理劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是紡織品整理技術(shù)，是用于紡織品，特別是用于純棉織物的蓄熱保 溫水凝膠整理劑及其制備方法。
[0002 ]本發(fā)明所要制備的相變材料為一種有機(jī)相變材料，是有機(jī)高分子固-固相變材料， 是一種相變水凝膠材料。
[0003] 本發(fā)明是通過(guò)聚合反應(yīng)，并采用互穿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)合成出一種相變水凝膠，通過(guò)該水 凝膠整理后的紡織品具有蓄熱保溫、調(diào)節(jié)溫度的功能。 技術(shù)背景
[0004] 相變材料是利用其相變潛熱來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存和利用，又稱潛熱儲(chǔ)能材料，是在 相變過(guò)程中可吸收或釋放能量的儲(chǔ)熱材料。相變過(guò)程的發(fā)生僅取決于溫度，可廣泛應(yīng)用在 熱量?jī)?chǔ)存和溫度控制領(lǐng)域。相變材料按其化學(xué)成分可分為無(wú)機(jī)相變材料、有機(jī)相變材料、復(fù) 合相變材料和金屬相變材料。
[0005] 目前有機(jī)相變材料中水凝膠類(lèi)相變材料都應(yīng)用在藥物緩釋、組織工程、基因工程 等領(lǐng)域。
[0006] 專利CN201510430284公開(kāi)了一種具有雙重溫度響應(yīng)的智能水凝膠纖維的制備方 法，通過(guò)原位自由基聚合的方法得到聚甲醛(Ρ0Μ)，然后將其與交聯(lián)劑配制成水溶液進(jìn)行紡 絲，再對(duì)紡絲原液進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，最終得到一種水凝膠纖維，并實(shí)現(xiàn)了水凝膠纖維的 連續(xù)制備，能夠?qū)崿F(xiàn)纖維對(duì)環(huán)境溫度的多重響應(yīng)。該溫度響應(yīng)水凝膠纖維制備時(shí)需要多步 進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)。
[0007] 專利CN201510299144公開(kāi)了一種儲(chǔ)能調(diào)溫相變材料及其纖維的制備方法，是以多 孔納米粉體、三烯丙基異氰脲酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇為材料進(jìn)行聚合反應(yīng)， 反應(yīng)后將聚合物切片經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混造粒，再經(jīng)熔融紡絲獲得儲(chǔ)能調(diào)溫纖維，制備出 的相變儲(chǔ)能調(diào)溫纖維控溫能力強(qiáng)，但該制備調(diào)溫纖維的過(guò)程需要聚合物的合成與處理。
[0008] 專利CN201520102174公開(kāi)了一種相變調(diào)溫棉纖維，通過(guò)常用的纖維加工粘合劑將 相變微膠囊纖維與棉纖維相結(jié)合，其調(diào)溫本體包括了相變調(diào)溫材料層(相變微膠囊纖維）、 粘合層、棉纖維層。此相變調(diào)溫棉纖維是通過(guò)相變微膠囊與纖維一起紡絲，制成的相變調(diào)溫 材料層與棉纖維層結(jié)合，形成調(diào)溫纖維的主體，實(shí)現(xiàn)微環(huán)境溫度的雙向調(diào)節(jié)。該相變調(diào)溫棉 纖維的制備方式是采用粘合劑粘合的物理方法，使相變調(diào)溫主體材料與棉纖維相結(jié)合，在 棉纖維的長(zhǎng)期使用過(guò)程中，粘合劑的失效會(huì)造成相變材料的脫落，從而使其失去調(diào)溫性能。
[0009] 目前未見(jiàn)有紡織品用蓄熱保溫水凝膠整理劑技術(shù)公開(kāi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種紡織品用蓄熱保溫水凝膠整理劑及其制備方法;特別是 提供一種適合純棉織物用蓄熱保溫水凝膠整理劑及其制備方法。
[0011]經(jīng)該水凝膠整理的紡織品具有蓄熱保溫、調(diào)節(jié)溫度、并且不易脫落，耐洗性良好的 特點(diǎn)。
[0012] 本發(fā)明所合成的紡織品用蓄熱保溫水凝膠整理劑是以N-異丙基丙烯酰胺作為聚 合單體，聚合后成為第一網(wǎng)絡(luò)，殼聚糖作為第二網(wǎng)絡(luò)，過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉作為引發(fā)劑， N，N_亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑，經(jīng)自由基聚合制得。制備出的水性膠通過(guò)傅里葉紅外 光譜測(cè)試表明N-異丙基丙烯酰胺已成功聚合成長(zhǎng)鏈大分子并與殼聚糖形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0013] 本發(fā)明紡織品用蓄熱保溫水凝膠整理劑的制備方法如下： 原料按質(zhì)量配比 (1) 將N-異丙基丙烯酰胺100份、殼聚糖25-200份、N、N-亞甲基雙丙烯酰胺1-3份在室溫 下混合溶解； (2) 加入過(guò)硫酸鉀(K2S2〇8)l-3份，然后加入亞硫酸氫鈉(NaHS0 3)l-3份，攪拌均勻，常溫 反應(yīng)不低于24小時(shí)，得水凝膠； (3) 將上述得到的水凝膠在60 - 80°C下烘干、研磨，制得水凝膠粉末。
[0014] 本發(fā)明的水凝膠相變材料為一種有機(jī)相變材料，是有機(jī)高分子固-固相變材料，通 過(guò)聚合反應(yīng)，并采用互穿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)合成出一種相變水凝膠，制備方法簡(jiǎn)單，通過(guò)該水凝膠處 理后的紡織品具有蓄熱保溫、調(diào)節(jié)溫度的功能。
[0015] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：在合成方面，相變水凝膠的合成工藝條件簡(jiǎn)單，易于操作， 反應(yīng)均在室溫環(huán)境中進(jìn)行，在正常實(shí)驗(yàn)條件下可容易獲得。
[0016] 在水凝膠結(jié)構(gòu)方面，通過(guò)對(duì)水凝膠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，殼聚糖作為互穿網(wǎng)絡(luò)中的第二網(wǎng) 絡(luò)，使水凝膠中含有可與織物表面基團(tuán)反應(yīng)的基團(tuán)，該水凝膠可對(duì)純棉織物進(jìn)行整理。
[0017] 在純棉織物整理方面，該水凝膠對(duì)織物進(jìn)行整理后，織物可獲得蓄熱保溫、調(diào)節(jié)溫 度的功能。該水凝膠中含有可與純棉織物反應(yīng)的基團(tuán)，水凝膠與純棉織物結(jié)合性好。
[0018] 參見(jiàn)附圖1水凝膠隨溫度變化透光率曲線圖所示，可以看出本發(fā)明水凝膠在32°0 35°C間透光率急劇下降，在33°C時(shí)透光率下降率最大，溫度再升高透光率降為0%，表明該水 凝膠在32°C~35°C間發(fā)生了相變，該水凝膠具有相變調(diào)溫的性能，殼聚糖用量的多少，對(duì)水 凝膠的相變溫度無(wú)明顯影響。
[0019] 參見(jiàn)附圖2水凝膠溶脹率隨溫度變化曲線圖所示，可以看出本發(fā)明水凝膠在32°0 35°C間溶脹率急劇下降，在33°C時(shí)溶脹率下降率最大，殼聚糖用量的多少，對(duì)水凝膠的相變 溫度無(wú)明顯影響，進(jìn)一步表明該水凝膠具有相變調(diào)溫的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是采用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試的本發(fā)明水凝膠隨溫度變化透光率曲線圖。 [0021 ]圖2是采用溶脹法測(cè)試的本發(fā)明水凝膠溶脹率隨溫度變化曲線圖。
[0022]圖3是實(shí)施例1制備的水凝膠整理純棉織物后的DSC曲線圖。
[0023]圖4是實(shí)施例2制備的水凝膠整理純棉織物后的DSC曲線圖。
[0024]圖5是實(shí)施例3制備的水凝膠整理純棉織物后的DSC曲線圖。
[0025]圖6是實(shí)施例4制備的水凝膠整理純棉織物后的DSC曲線圖。
[0026]圖7是實(shí)施例5制備的水凝膠整理純棉織物后的DSC曲線圖。
[0027]具體實(shí)施方法 實(shí)施例1: (1) 將N-異丙基丙烯酰胺100份、殼聚糖25份和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺1份在室溫下混 合溶解； (2) 加入過(guò)硫酸鉀(K2S2〇8)l份和亞硫酸氫鈉(NaHS03)1.2份，攪拌均勻，常溫反應(yīng)24小 時(shí)，得水凝膠； (3) 將上述得到的水凝膠在60°C下烘干、研磨，制得水凝膠粉末。
[0028] 實(shí)施例2: (1) 將N-異丙基丙烯酰胺100份、殼聚糖50份和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺1.5份在室溫下 混合溶解； (2) 加入過(guò)硫酸鉀(K2S2〇8)1.5份和亞硫酸氫鈉(NaHS0 3)1.8份，攪拌均勻，常溫反應(yīng)24 小時(shí)，得水凝膠； (3) 將上述得到的水凝膠在65°C下烘干、研磨，制得水凝膠粉末。
[0029] 實(shí)施例3: (1) 將N-異丙基丙烯酰胺100份、殼聚糖75份和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺2份在室溫下混 合溶解； (2) 加入過(guò)硫酸鉀(K2S2〇8)1.8份和亞硫酸氫鈉(NaHS0 3)2.2份，攪拌均勻，常溫反應(yīng)24 小時(shí)，得水凝膠； (3) 將上述得到的水凝膠在70°C下烘干、研磨，制得水凝膠粉末。
[0030] 實(shí)施例4: (1) 將N-異丙基丙烯酰胺100份、殼聚糖100份和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺2.5份在室溫下 混合溶解； (2) 加入過(guò)硫酸鉀(K2S2〇8)2.0份和亞硫酸氫鈉(NaHS0 3)2.3份，攪拌均勻，常溫反應(yīng)24 小時(shí)，得水凝膠； (3) 將上述得到的水凝膠在75°C下烘干、研磨，制得水凝膠粉末。
[0031] 實(shí)施例5: (1) 將N-異丙基丙烯酰胺100份、殼聚糖200份和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺3份在室溫下混 合溶解； (2) 加入過(guò)硫酸鉀(K2S2〇8)2.5份和亞硫酸氫鈉(NaHS0 3)3.0份，攪拌均勻，常溫反應(yīng)24 小時(shí)，得水凝膠； (3) 將上述得到的水凝膠在80°C下烘干、研磨，制得水凝膠粉末。
[0032]上述實(shí)施例1-5的原料配比為均為質(zhì)量比。
[0033] 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)： 實(shí)施例1-5制備的相變水凝膠對(duì)純棉織物進(jìn)行整理，并測(cè)試純棉織物整理后的調(diào)溫效 果和耐洗性。
[0034] (1)將上述實(shí)施例1-5制備的水凝膠粉末加去離子水分別配制成質(zhì)量百分比為5% 的溶膠水溶液整理劑，待用； (2) 將經(jīng)水洗處理后的純棉織物浸泡在質(zhì)量百分比為5%濃度的戊二醛水溶液中浸泡30 分鐘； (3) 采用兩浸兩乳的方式對(duì)棉織物進(jìn)行整理，乳余率60%-70%，然后將織物在65°C預(yù)烘 3-5分鐘，在90°C烘干2-3分鐘。
[0035]按GB/T 13464-1992物質(zhì)熱穩(wěn)定性的熱分析試驗(yàn)方法DSC-DTA，對(duì)處理后的樣品 進(jìn)行調(diào)溫效果檢測(cè)。實(shí)施例1-5制備的水凝膠對(duì)純棉織物整理后的DSC曲線如圖3-7所示。 [0036]圖3曲線在32.36°C處有一個(gè)明顯的放熱峰，放熱功率為1.71mW; 圖4曲線在32.07°C處有一個(gè)放熱峰，放熱功率為2.14mW; 圖5曲線在32.83°C有一個(gè)放熱峰，放熱功率為2.66mW; 圖6曲線在32.01°C有一個(gè)放熱峰，放熱功率為1.89mW; 圖7曲線在31.81°C有一個(gè)放熱峰，放熱功率為1.8 lmW。
[0037]以上測(cè)試說(shuō)明實(shí)施例1-5制備的水凝膠對(duì)純棉織物整理后具有調(diào)溫效果，并且實(shí) 施例3制備的水凝膠對(duì)純棉織物整理后調(diào)溫效果最佳。
[0038]織物耐洗性測(cè)試如下表所示：
[0039] 洗滌方法：按GB/T 8629-2001紡織品試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序，對(duì)水凝膠整理 后的純棉織物進(jìn)行洗滌。
[0040]測(cè)試水洗后的純棉織物增重率變化。上表表明增重?fù)p失較小，水凝膠與純棉織物 結(jié)合性好，說(shuō)明該水凝膠整理純棉織物耐洗性優(yōu)異。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種紡織品用蓄熱保溫水凝膠整理劑制備方法 原料按質(zhì)量配比 (1) 將N-異丙基丙烯酰胺100份、殼聚糖25-200份、N、N-亞甲基雙丙烯酰胺1-3份在室溫 下混合溶解； (2) 加入過(guò)硫酸鉀1-3份，然后加入亞硫酸氫鈉1-3份，攪拌均勻，常溫反應(yīng)不小于24小 時(shí)，得水凝膠； (3) 將上述得到的水凝膠在60 - 80°C下烘干、研磨，制得水凝膠粉末。2. 權(quán)利要求1方法得到的紡織品用蓄熱保溫水凝膠整理劑。
【專利摘要】本發(fā)明一種紡織品用蓄熱保溫水凝膠整理劑及其制備方法，將N-異丙基丙烯酰胺100份、殼聚糖25-200份、N、N-亞甲基雙丙烯酰胺1-3份在室溫下混合溶解；加入過(guò)硫酸鉀1-3份，然后加入亞硫酸氫鈉1-3份，攪拌均勻，常溫反應(yīng)不小于24小時(shí)，得水凝膠，然后將水凝膠在60－80℃下烘干、研磨，制得水凝膠粉末。適合對(duì)純棉織物進(jìn)行蓄熱保溫功能整理，并且耐洗性良好。
【IPC分類(lèi)】C08F251/00, C08F222/38, D06M101/06, C08F220/54, D06M15/285
【公開(kāi)號(hào)】CN105440214
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511003372
【發(fā)明人】路艷華, 王勃翔, 程德紅, 李佳, 張迎春, 李金華
【申請(qǐng)人】遼東學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日