一种具有多功能效果的调温织物及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织加工领域，具体涉及一种具有多功能效果的调温织物及其制备方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，人们对生活品质的要求不断提高，在周围环境不断变化的情况下，带有多功能效果的衣物，会满足人的各种需求，因此发明出一种具有多功能效果的调温织物成为了人们关注的重点。相变材料可以在特定的温度下由固相转为液相，吸收热量，给人带来瞬时凉感，但是由于其不耐储存，且具有易燃易爆的特点，所以其没有大量应用。天然薄荷油也有凉感的效果，但是其缺点是挥发性较强，容易失去效果。人们想过用微胶囊化的方式包覆这些物质，但是一般的壳材密胺树脂、脲醛树脂都含有甲醛，对人身体有害，故我们通过界面聚合法使用无醛的壳材将两者包覆起来，形成微胶囊乳液，调配成功能性整理剂，全程不含甲醛，对人体无害。将该整理剂作用于经凉感硅油处理过的织物上，人体穿戴后，就会产生较强的瞬时凉感，另外微胶囊中薄荷油的缓慢释放，会给人的体感以及嗅觉一种清凉芳香的感觉，增加织物的舒适感，同时凉感硅油会持续性挥发出有机硅环体，从而可以达到持续给人体降温的效果，保持较长时间的凉感。三种具备凉感效果的物质同时作用于织物，给予了织物调温功能，而薄荷油又给予了织物芳香、杀菌、消炎、提神醒脑的功能，最后单一的微胶囊整理剂处理过的纺织物，手感较硬，穿着并不舒适，用凉感硅油处理织物，会赋予纺织物优异的表面滑爽特性，油性和柔滑手感。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供一种具有多功能效果的调温织物及其制备方法。

本发明提供的技术方案具体如下所示：

一种调温织物的微胶囊乳液，所述微胶囊乳液包括按照重量份计的以下组分：

正十八烷100份，薄荷油8-12份，成核剂0.5-1.5份，单体6-8份，交联剂0.5-1.5份，引发剂0.05-0.15份，SMA粉体（苯乙烯马来酸甘共聚物）8-12份，助乳化剂1.5-2.5份，NaOH0.05-0.15份，水若干。

优选地，所述微胶囊乳液包括按照重量份计的以下组分：

正十八烷100份，薄荷油10份，成核剂1份，单体7份，交联剂1份，引发剂0.1份，SMA粉体（苯乙烯马来酸甘共聚物）10份，助乳化剂2份，NaOH 0.1份，水若干。

优选地，所述微胶囊乳液包括按照重量份计的以下组分：

正十八烷的相变温度为28℃；

所述天然薄荷油为纯香精或天然精油；

所述成核剂为聚乙烯；

所述单体为异氟尔酮二异氰酸酯和十六醇制成的预聚体；

交联剂为聚乙二醇；

引发剂为叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠；

助乳化剂为甘油。

所述调温织物的微胶囊乳液的制备方法，所述方法包括以下具体步骤：

（A）先将正十八烷、薄荷油和成核剂融化搅拌均匀，待其澄清透明后，加入单体以及交联剂，期间保持搅拌，待温度下降，加入引发剂，制成油相；

（B）将SMA粉体溶于水，加入NaOH加速其溶解，搅拌制成4%-5%的SMA乳化剂，再加入助乳化剂搅拌，制成水相；

（C）油相入水相，进行乳化，期间通过界面聚合反应，制备得到无醛体系的微胶囊乳液。

优选地，所述步骤（A）中，融化温度为90-100℃，待温度降至65-75℃时，加入引发剂；

所述步骤（B）中，加入NaOH加速其溶解，溶解温度为90-100℃，加入助乳化剂65-75℃条件下搅拌2 h，制成水相；

所述步骤（C）中，乳化转速为2500-3500 rpm。

优选地，所述微胶囊乳液的固含量为10%以上；微胶囊粒径为2-10μm；微胶囊焓值≥150J/g；微胶囊结晶峰≥21℃；微胶囊粉体耐压强度≥2Mpa。

所述调温织物的微胶囊乳液或所述制备方法制备得到的微胶囊乳液用于多功能效果的调温织物的制备工艺，所述工艺包括以下具体步骤：

S1：将微胶囊乳液与粘合剂、水搅拌即可制备出功能整理剂；

S2：用凉感硅油处理织物；

S3：用功能整理剂处理上述织物得到最终所需的多功能效果的调温织物。

优选地，所述凉感硅油为具有挥发性的有机硅环体；

优选地，所述粘结剂为水性聚氨酯、水性聚丙烯酸酯、有机硅中的任意一种或两种混合。

优选地，所述凉感硅油浓度为5-15g/L。

优选地，所述步骤S3中，整理剂通过浸轧法作用到织物上，浸渍时间不低于30min，在100-180℃的鼓风烘箱中烘培时间不低于10min。

所述多功能效果的调温织物的制备工艺，所述纺织物为莫代尔、棉的一种。

在上述任一方案中优选的是，所述纺织物留香时间为半年，耐水洗次数为20。

在上述任一方案中优选的是，所述纺织物具有杀死金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的能力。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明通过无醛体系包覆正十八烷和薄荷油，提出了一种新的制备工艺，减少了微胶囊壳材中甲醛对人体的危害，增加了凉感效果，还将该织物的应用领域扩大至户外旅行、婴幼儿及内衣领域。

2、凉感硅油处理过织物，会在增加凉感的同时，改善织物的手感。

3、织物中含有薄荷油微胶囊，会散发清醒扑鼻的薄荷香气，给人以舒适感，且香气持久，可达数月之久，而且耐水洗，短时间内不用担心香味消失。同时薄荷精油有着杀菌消毒、提神醒脑的作用，对一些体力劳动者及易接触病菌的人有着明显的作用。

4、该整理剂制备方法简单，且耐储存，有效期可达1年。

5、综上，以上因素让织物可以保持较长时间的凉感效果，且具备多种功能，制备过程简单，实用价值较高，增加了产品的应用场景，提高了多样性。

所述纺织物留香时间长达数月，耐水洗次数不少于15次。纺织物具有杀菌消毒的能力。

附图说明

图1为实施例1中制备得到的具有多功能效果的调温织物的结构模型。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

一种调温织物的微胶囊乳液，所述微胶囊乳液包括按照重量份计的以下组分：

正十八烷100份，薄荷油10份，成核剂1份，单体7份，交联剂1份，引发剂0.1份，SMA粉体（苯乙烯马来酸甘共聚物，SMA-520树脂）10份，助乳化剂2份，NaOH 0.1份。配方中的每份为kg。

正十八烷的相变温度为28℃；

所述天然薄荷油为纯香精或天然精油；

所述成核剂为聚乙烯、单体为异氟尔酮二异氰酸酯和十六醇按1：2的比例80℃水浴加热，反应两小时制成的预聚体、交联剂为聚乙二醇、引发剂为叔丁基过氧化氢，助乳化剂为甘油。

所述调温织物的微胶囊乳液的制备方法，所述方法包括以下具体步骤：

（A）先将正十八烷、薄荷油和成核剂95℃的温度下下融化搅拌均匀，待其澄清透明后，加入单体以及交联剂，期间保持搅拌，待温度降至70℃时，加入引发剂，制成油相。

（B）将SMA粉体溶于水，加入NaOH加速其溶解，在95℃的条件下，搅拌6 h制成5%的SMA乳化剂，再加入助乳化剂70℃条件下搅拌2 h，制成水相；

（C）油相入水相，进行乳化，转速为3000 rpm，期间通过界面聚合反应，制备得到无醛体系的微胶囊乳液。

所述微胶囊乳液的固含量为27%；微胶囊粒径为2.6μm；微胶囊焓值为151.2J/g；

微胶囊结晶峰为21.7℃；微胶囊粉体耐压强度为2.2Mpa.

所述制备方法制备得到的微胶囊乳液用于多功能效果的调温织物的制备工艺，所述工艺包括以下具体步骤：

S1：将微胶囊乳液与粘合剂、水25℃下均匀搅拌一小时即可制备出功能整理剂；

S2：用凉感硅油处理织物；

S3：用功能整理剂处理上述织物得到最终所需的功能织物

所述凉感硅油为具有挥发性的有机硅环体；

所述步骤S1中，粘结剂为水性聚氨酯。

所述凉感硅油浓度为10g/L。

所述步骤S3中，整理剂通过浸轧法作用到织物上，浸渍时间为30min，在150℃的鼓风烘箱中烘培时间10min。

所述纺织物为莫代尔、棉的一种。

实施例2

以实施例1为基准，正十八烷的份数提升至110份，所述微胶囊乳液的固含量为30%；微胶囊粒径为2.5μm；微胶囊焓值为154.8J/g；微胶囊结晶峰为21.9℃；微胶囊粉体耐压强度为2.1Mpa。其他整理工艺同实施例1.

实施例3

以实施例1为基准，正十八烷的份数提升至120份，所述微胶囊乳液的固含量为31%；微胶囊粒径为2.4μm；微胶囊焓值为157.1J/g；微胶囊结晶峰为22.0℃；微胶囊粉体耐压强度为2Mpa。其他整理工艺同实施例1.

实施例4

以实施例1为基准，正十八烷的份数提升至130份，所述微胶囊乳液的固含量为33%；微胶囊粒径为2.4μm；微胶囊焓值为158.9J/g；微胶囊结晶峰为22.1℃；微胶囊粉体耐压强度为2Mpa。其他整理工艺同实施例1.

实施例5

以实施例1为基准，正十八烷的份数提升至140份，所述微胶囊乳液的固含量为35%；微胶囊粒径为2.3μm；微胶囊焓值为160.1J/g；微胶囊结晶峰为22.6℃；微胶囊粉体耐压强度为1.8Mpa。其他整理工艺同实施例1.

实施例6

以实施例1为基准，不添加薄荷油。所述微胶囊乳液的固含量为28%；微胶囊粒径为2.5μm；微胶囊焓值为微胶囊焓值为152.3J/g；微胶囊结晶峰为21.8℃；微胶囊粉体耐压强度为2.2Mpa。其他整理工艺同实施例1.

实施例7

以实施例1为基准，不添加正十八烷，得到薄荷微胶囊，所述微胶囊乳液的固含量为5%；微胶囊粒径为3.5μm；无微胶囊焓值；无微胶囊结晶峰（焓值及结晶峰为正十八烷固有特性）；微胶囊粉体耐压强度为3.2Mpa。其他整理工艺同实施例1。

实施例8

以实施例1为基准，加入单体以及交联剂后，期间保持搅拌，不等温度降低，直接加入引发剂，制成油相。制得微胶囊乳液的固含量为18%；微胶囊粒径为25.4μm；微胶囊焓值为微胶囊焓值为120J/g；微胶囊结晶峰为21.6℃；微胶囊粉体耐压强度为1.2Mpa。其他指标及整理工艺同实施例1。

实施例9

以实施例1为基准，油相入水相，进行乳化，转速为1500 rpm。制得微胶囊乳液的固含量为27%；微胶囊粒径为11.8μm；微胶囊焓值为微胶囊焓值为161J/g；微胶囊结晶峰为21.7℃；微胶囊粉体耐压强度为1.5Mpa。其他指标及整理工艺同实施例1。

对比例1

为实施例1中S2的织物，无其他整理工艺。

对比例2

用购买的固含为30%的，焓值为160J/g的密胺相变微胶囊整理剂处理该织物。

对比例3

用香精直接处理该面料，无其他整理工艺。

微胶囊中正十八烷含量越高，其体系粘度越大，设备负载就越高，同时微胶囊焓值越大，其吸收潜热的能力越强，调节温度的能力越强。

凉感性能测试：取200mm×200mm尺寸的布样，按GB/T 35263-2017 纺织品 接触瞬间凉感性能的检测和评价该项标准。设置载样台温度为20℃，将布样平铺于载样台上，接触皮肤的织物面朝上，设置热检测板的温度为35℃，与载样台的温差为15℃。待检测板温度稳定后，将检测板热源切断并迅速垂直放置于布样上，使铜板表面与织物接触。记录测得的q

对以上实施例获得的功能纺织物面料进行性能评价，结果如表1所示。

表1 功能纺织物面料评价结果

备注：凉感持续时间达到60天，即认为持久凉感，不再测试。

柔软度最高为10，最低为0，数值越大越柔软。

香气浓度最高为10，最低为0，数值越大越香。

香气持续时间达60天后，认为持久留香，不再测试。

综上，根据实施例1-5可知，随着正十八烷的份数变大，织物瞬间接触凉感效果也逐渐变大，当达到140份时，效果则会减弱，这是因为微胶囊的耐压强度达不到标准，在浸轧时，壳层破裂，正十八烷和薄荷油损失，导致凉感效果以及香气持续时间都有所下降。而实例6未添加薄荷油，实例7未添加正十八烷，导致两个实例制出的织物在综合性能方面均有所欠缺。实例8控制了引发剂的加入温度，导致微胶囊爆沸团聚，致使最后织物效果不理想。实例9控制了乳化过程中的剪切力，导致微胶囊存在粒径偏大及耐压强度不足的现象，织物指标不合格。

根据实施例1与对比例1，可知只用硅油处理的织物，除了柔软度较好，其他指标均远低于经过整理剂处理的织物。根据实施例1与对比例2可知，对比例中存在甲醛，对人体有危害，故不选用对比例2。根据实施例1与对比例3可知，直接用香精处理面料，织物会爆香，但持续时间较差，留香不持久，且基本无凉感，故不选用对比例3。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。