一种保暖涤纶面料及其制备方法与流程

1.本发明属于涤纶面料的制备技术领域，具体涉及一种保暖涤纶面料及其制备方法。


背景技术：

2.随着科技发展的日新月异和人民生活水平的不断提高，传统的棉、毛、羽绒等保暖材料已经满足不了现代人对保暖材料多功能的要求。因此，在服装保暖材料方面的研究中，人们非常关心能否突破以往保暖服装给人的臃肿感觉，使服装在既拥有良好保暖效果的同时又能更加轻便。
3.长期以来，人们主要通过两种途径来提高织物的保暖性能：一是尽可能采用导热系数较小的纤维来制造保暖材料。二是综合考虑传导、对流和辐射的因素，尽可能地寻求一种合理的空气/纤维混合结构，使织物中的含气量在不流动的前提下达到最大，即获得最大静止空气含量。对于第一种方法，由于各种常用纺织纤维的导热系数相差不大，因此，通过这种办法来提高材料的保暖性能既困难又不理想；对于第二种方法，该方法适用于羽绒服，对于比较薄的服装，应用比较困难。由于这两种方法存在一定的不足之处，需寻求更加完美的方法使面料更加保暖。
4.涤纶面料具有很多优点，如：产量大、价格低廉、易可再生、透气性强、耐水洗等特点，涤纶面料在我国服装中占有相当大的比例，但是，涤纶面料的保暖性不佳，有待进一步提高。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种保暖涤纶面料，以解决现有技术中存在的不足，该涤纶面料含有碳化锆材料，碳化锆材料在人体温度的影响下，其可以有效的发热，从而，实现涤纶面料的保暖功能。
6.本发明的目的在于提供一种保暖涤纶面料，该保暖涤纶面料可由下述制备方法制得：首先，将五水硝酸锆、无水乙醇等原料制备锆溶胶；其次，在等离子体条件下，锆溶胶与纳米石墨烯反应，制得反应液；最后，将涤纶面料在反应液中反应整理，制得保暖涤纶面料。
7.本发明的另一目的在于提供上述所述一种保暖涤纶面料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
8.(1)将五水硝酸锆溶于无水乙醇，制得混合液a；将去离子水、质量分数18％盐酸、无水乙醇混合，制得混合液b；将混合液b滴加入混合液a，滴加时间为1～2小时，滴加完成后，均匀搅拌1～3小时。
9.优选地，所述五水硝酸锆(g)与无水乙醇(ml)的质量体积比为：1∶(20～40)；所述去离子水、质量分数18％盐酸、无水乙醇的用量比为：(50～70)∶(10～20)∶(10～20)。
10.(2)在步骤(1)的反应产物中加入纳米石墨烯，均匀搅拌，制得反应液；将搅拌中的反应液放入等离子体设备空腔，通入氩气，排除其中的空气；抽真空，调控等离子体设备空
腔的压强和温度，开启等离子体设备射频放电按钮；放电结束后，取出反应液。
11.优选地，所述等离子体设备空腔的压强为10～20pa，温度为60～70℃。
12.优选地，所述射频功率为200～300w，放电时间为60～90分钟。
13.优选地，所述步骤(1)的反应产物与纳米石墨烯的用量比为100ml∶(0.1～0.3)g。
14.(3)将涤纶面料浸入步骤(2)制得的反应液，进行整理。
15.优选地，所述涤纶面料与反应液的用量比为1g∶(10～20)ml。
16.优选地，所述整理温度为55～65℃，整理时间为20～40分钟。
17.(4)取出经步骤(3)整理的涤纶面料，将其干燥、水洗，制得保暖涤纶面料。
18.优选地，所述干燥温度为70～80℃，干燥时间为60～120分钟。
19.本发明具有如下显著特点：
20.(1)碳化锆具有发热功能，但是其用于织物面料存在难题。本技术的发明人意外地发现，在等离子体条件下，部分锆溶胶与纳米石墨烯发生化学反应，制得碳化锆；剩余部分锆溶胶未参与反应，其起着与涤纶面料的黏附作用，待干燥后，实现了涤纶面料表面附着碳化锆/氧化锆复合材料，从而达到涤纶面料发热保暖功能的目的；该发现可以在不破坏涤纶织物的基础上，实现将碳化锆附着于织物表面。
21.(2)碳化锆的制备存在一定的难度；本技术的发明人意外地发现，在等离子体条件下，锆溶胶与纳米石墨烯可以发生化学反应，制得碳化锆。
22.(3)本发明制备的涤纶面料的透气率范围分别在817～838mm/s之间，略低于整理前涤纶面料的透气率，该透气率在正常范围内。本发明制备的涤纶面料的克罗值范围分别在1.3～1.5之间，明显高于整理前涤纶面料的克罗值；经过10次水洗后，面料的克罗值仍没有明显减小，这表明：本发明制备的涤纶面料在不影响透气性的前提下具有较好的保暖性能。
23.(4)本发明制备的含碳化锆涤纶面料具有制备方法简单，原料来源广泛等特点，具有很好的应用前景。
具体实施方式
24.以下所述实施例详细说明了本发明。
25.实施例1
26.在本实施例中，一种保暖涤纶面料采用如下方法制备而成，包括如下步骤：
27.(1)将10g五水硝酸锆溶于300ml无水乙醇，制得混合液a；将120ml去离子水、30ml质量分数18％盐酸、30ml无水乙醇混合，制得混合液b；将混合液b滴加入混合液a，滴加时间为1.5小时，滴加完成后，均匀搅拌2小时。
28.(2)在100ml步骤(1)的反应产物中加入0.2g纳米石墨烯，均匀搅拌，制得反应液；将搅拌中的反应液放入等离子体设备空腔，通入氩气，排除其中的空气；抽真空，调控等离子体设备空腔的压强为15pa，温度为65℃，开启等离子体设备射频放电按钮，射频功率为250w，放电时间为75分钟；放电结束后，取出反应液。
29.(3)将涤纶面料浸入步骤(2)制得的反应液，涤纶面料与反应液的用量比为1g∶15ml，进行整理，整理温度为60℃，整理时间为30分钟。
30.(4)取出经步骤(3)整理的涤纶面料，将其干燥、水洗，所述干燥温度为75℃，干燥
时间为90分钟，制得保暖涤纶面料。
31.实施例2
32.在本实施例中，一种保暖涤纶面料采用如下方法制备而成，包括如下步骤：
33.(1)将10g五水硝酸锆溶于200ml无水乙醇，制得混合液a；将100ml去离子水、20ml质量分数18％盐酸、20ml无水乙醇混合，制得混合液b；将混合液b滴加入混合液a，滴加时间为1小时，滴加完成后，均匀搅拌1小时。
34.(2)在100ml步骤(1)的反应产物中加入0.1g纳米石墨烯，均匀搅拌，制得反应液；将搅拌中的反应液放入等离子体设备空腔，通入氩气，排除其中的空气；抽真空，调控等离子体设备空腔的压强为10pa，温度为60℃，开启等离子体设备射频放电按钮，射频功率为200w，放电时间为60分钟；放电结束后，取出反应液。
35.(3)将涤纶面料浸入步骤(2)制得的反应液，涤纶面料与反应液的用量比为1g∶10ml，进行整理，整理温度为55℃，整理时间为20分钟。
36.(4)取出经步骤(3)整理的涤纶面料，将其干燥、水洗，所述干燥温度为70℃，干燥时间为60分钟，制得保暖涤纶面料。
37.实施例3
38.在本实施例中，一种保暖涤纶面料采用如下方法制备而成，包括如下步骤：
39.(1)将10g五水硝酸锆溶于400ml无水乙醇，制得混合液a；将140ml去离子水、40ml质量分数18％盐酸、40ml无水乙醇混合，制得混合液b；将混合液b滴加入混合液a，滴加时间为2小时，滴加完成后，均匀搅拌3小时。
40.(2)在100ml步骤(1)的反应产物中加入0.3g纳米石墨烯，均匀搅拌，制得反应液；将搅拌中的反应液放入等离子体设备空腔，通入氩气，排除其中的空气；抽真空，调控等离子体设备空腔的压强为20pa，温度为70℃，开启等离子体设备射频放电按钮，射频功率为300w，放电时间为90分钟；放电结束后，取出反应液。
41.(3)将涤纶面料浸入步骤(2)制得的反应液，涤纶面料与反应液的用量比为1g∶20ml，进行整理，整理温度为65℃，整理时间为40分钟。
42.(4)取出经步骤(3)整理的涤纶面料，将其干燥、水洗，干燥温度为80℃，干燥时间为120分钟，制得保暖涤纶面料。
43.对比例a
44.以实施例1为对比，在本实施例中，减少五水硝酸锆的用量，即将步骤(1)中将“10g五水硝酸锆”改为“1g五水硝酸锆”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
45.对比例b
46.以实施例1为对比，在本实施例中，降低等离子体设备空腔的温度，即将步骤(2)中“调控等离子体设备空腔的压强为15pa，温度为65℃，”改为“调控等离子体设备空腔的压强为15pa，温度为25℃，”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
47.对比例c
48.以实施例1为对比，在本实施例中，减少涤纶面料的整理时间，即将步骤(3)中的“整理时间为30分钟”改为“整理时间为3分钟”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
49.透气性的测试：
50.为了更好地检测本发明中制备的涤纶面料的透气性，选取本发明中上述具体实施
例1～3和对比例a～c制备得到的涤纶面料a、b、c、d、e、f和未整理的涤纶面料(购于上海纬仁毛纺织有限公司)；选取面料的用量为300g/m2。依据gb/t5453
‑
1997测试透气率，试样尺寸20mm
×
22mm，加压压力100pa。测试温度(20
±
2)℃，湿度(65
±
2)％，其测试原理为在规定的压差条件下，测定一定时间内垂直通过试样给定面积的气流流量，按下式计算出透气率r。
[0051][0052]
式中：qv为平均气流量，a为试验面积，167为换算系数。参照gb/t20944.1
‑
2007耐洗色牢度试验机洗涤方法对待测面料进行标准洗涤，测试初始样品和洗涤10次后样品的透气性能，测试结果如表1所示。
[0053]
表1涤纶面料a、b、c、d、e、f和未整理涤纶面料的透气性能
[0054][0055]
从表1可见，涤纶面料a、b、c的透气率范围分别在817～838之间，略低于未整理涤纶面料的透气率，该透气率在正常范围内；经过10次水洗后，面料a、b、c的透气率没有明显增加。由此可以认为，本发明制备的涤纶面料具有较好的透气性能。对比例a
‑
c制备的涤纶面料d、e、f的透气性能也表现良好，这表明：五水硝酸锆的用量、等离子体设备空腔的温度、涤纶面料的整理时间均对涤纶面料的透气性能影响不大。
[0056]
保暖性的测试：
[0057]
为了更好地检测本发明中制备的涤纶面料的保暖性，选取本发明中上述具体实施例1～3和对比例a～c制备得到的涤纶面料a、b、c、d、e、f和未整理的涤纶面料(购于上海纬仁毛纺织有限公司)；选取面料的用量为300g/m2。依据gb/t11048
‑
2008
‑
t《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试材料的保暖性。测试前先根据gb6529
‑
86《恒温恒湿室大气环境标准》对试样进行预调湿和调湿处理。试样在恒温恒湿箱内调湿24h，温度为(20
±
2)℃，湿度为(65
±
2)％；试样尺寸为300mm
×
300mm，预热时间15分钟。参照gb/t 20944.1
‑
2007耐洗色牢度试验机洗涤方法对待测面料进行标准洗涤，测试初始样品和洗涤10次后样品的保暖性能，测试结果如表2所示。
[0058]
表2涤纶面料a、b、c、d、e、f和未整理的涤纶面料的保暖性能
[0059][0060]
从表2可见，涤纶面料a、b、c的克罗值范围分别在1.3～1.5之间，高于未整理涤纶面料的克罗值；经过10次水洗后，面料a、b、c的克罗值仍没有明显减小。克罗值越高，面料的保暖性越好。由此可以认为，本发明制备的涤纶面料具有较好的保暖性能。对比例a
‑
c制备的涤纶面料d、e、f的保暖性能相对于面料a、b、c略差，这表明：五水硝酸锆的用量、等离子体设备空腔的温度、涤纶面料的整理时间均对涤纶面料的保暖性能有重要影响。
[0061]
综合分析认为，本发明制备的涤纶面料在不影响透气性的前提下具有较好的保暖性能。