光热转换多功能织物及其制备方法与流程

1.本发明涉及光热转换织物的制备方法，更具体地说，本发明涉及一种光热转换多功能织物及其制备方法。


背景技术：

2.光热转换功能纺织品作为新型的高性能纺织品，广泛用于控温节能、保暖除湿、太阳能蒸汽装置、海水淡化、废水处理等领域，其市场前景广阔，可作为传统纺织品的又一发展途径。
3.目前，光热转换功能纺织品的制作多为微胶囊法、涂层法等。如天津工业大学李昌垒的发明专利一种光热转换、蓄热调温纤维素纤维及其制备方法(申请号：cn201910700950.8)，其经过处理后的纤维在相同初始环境的条件下，红外灯光照15min后与普通纤维素纤维相比,温度高了9.7℃～29.9℃；东华大学聂华丽的发明专利一种光热转换蓄热调温棉织物的制备方法(申请号：cn201910397343.9)，其光热转换蓄热调温棉织物的温度，在红外光源照射下,由32.5℃升至65℃所需的时间为200～250s,移除红外光源后,光热转换蓄热调温棉织物的温度由65℃降至35℃所需的时间为250～280s。但这些制备技术并不完善，光热转换效率不高，循环性、织物的透气性和手感及耐洗涤性能差，制备方法较为复杂，可使用环境小，很难大规模运用、生产。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种光热转换多功能织物及其制备方法。
5.光热转换多功能织物制备方法，包括以下步骤：
6.步骤1、将碳化锆加入到聚合物溶液中，搅拌均匀，然后进行超声震荡，制成聚合物
‑
zrc悬浊液；
7.步骤2、将纱线顺次通过聚合物
‑
zrc悬浊液浆槽和浆纱机的烘筒，制得纱线/聚合物/zrc复合纱线；
8.步骤3、将纱线/聚合物/zrc复合纱线进行织造得到具有光热转换功能的多功能织物。
9.进一步的，所述聚合物
‑
zrc悬浊液中的聚合物质量浓度为3％
‑
10％，碳化锆的质量浓度为1％
‑
8％。
10.进一步的，步骤1中所述的聚合物溶液为聚氨酯的二甲基甲酰胺溶液或聚乙烯醇缩丁醛的无水乙醇溶液。
11.进一步的，纱线通过浆槽的速度为1m/min
‑
50m/min，烘筒温度为30
‑
60℃。
12.进一步的，所述纱线由棉、黏胶和涤纶中的任意一种或多种制成。
13.进一步的，所述织物为机织物或针织物中的任意一种。
14.进一步的，所述步骤1中，搅拌均匀和超声波震荡为常温下进行。
15.光热转换多功能织物，由上述方法制备得到。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.本发明所述的光热转换多功能织物由普通纱线上浆后织造得到，浆料为聚合物
‑
zrc悬浊液，其中zrc作为光热转换材料、聚合物作为zrc保护材料。聚合物溶液使zrc的悬浮充分、均匀，纱线的光热转换效率好，与此同时，增强纱线强力、弹力等物理性能，增加织物的耐久性。本发明织物具有以下优点：1)具有优异的光热转换功能和抗紫外功能，吸光能力强，光热转换效率高且可调节；2)用于功能织物织造的纱线制备过程简单；3)加工过程不损害纱线，且增强了纱线的物理化学性能；4)可多次循环使用，耐洗涤，循环稳定性好；5)纱线规格可按照需要选择不同结构、线密度的纱线进行加工，适用范围大大增加；6)织物的规格结构可调可控。
附图说明
18.图1为本发明实施例1的棉/4％zrc/6％pu复合纱线所制备的织物在红外灯下光照5min、冷却至常温，如此循环实验，测得的温度变化情况示意图；
19.图2是本发明实施例1的棉/4％zrc/6％pu复合纱线所制备的织物分别水洗50min、100min、200min，并与未水洗棉/4％zrc/6％pu复合纱线所制备织物、未加工处理的20s/2棉线所制备的织物在红外灯下光照5min、冷却至室温的温度变化情况示意图；
20.图3为本发明实施例4中的涤纶/5％pvb/4％zrc复合纱线所制备织物的耐洗涤性
‑
红外光热性能曲线示意图。
具体实施方式
21.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
22.实施例一
23.1)以dmf为溶剂，pu质量分数为6％，zrc质量分数为4％。将pu放入dmf溶剂中，加热并搅拌制成dmf
‑
pu溶液。
24.2)取出dmf
‑
pu溶液，加入之前称取的zrc电磁搅拌均匀。
25.3)搅拌完成后放入超声波震荡仪器中常温处理一段时间后制成dmf
‑
pu
‑
zrc悬浊液。
26.4)设置ga391型单纱浆机参数，如表1所示，将dmf
‑
pu
‑
zrc悬浊液作为浆料放入浆槽中，将棉纱(20s/2)顺次通过dmf
‑
pu
‑
zrc悬浊液，随后通过烘箱干燥后制得棉/4％zrc/6％pu复合纱线。
27.5)将棉/4％zrc/6％pu复合纱线采用针织横机织造得到棉/聚氨酯/碳化锆复合针织物，具体针织物参数为：双罗纹组织，横密32/5cm；纵密30/5cm。
28.表1ga391型单纱浆机
[0029][0030]
按实施例一的方法制得的棉/4％zrc/6％pu复合织物的紫外线防护系数upf值为42.7，在红外灯光照5min的情况下，表面温度从22.5℃升至77.3℃，循环测试1、2、5、10次的具体温升曲线如图1所示，曲线基本重合，说明红外光热性能很稳定。将织物分别水洗50min、100min、200min，并与未水洗棉/4％zrc/6％pu复合织物、未加工处理的20s/2棉(参考样)在相同条件下制得的针织物在红外灯下光照5min、冷却至室温的温度变化情况如图2所示，结果表明织物有较好的耐水洗性能。用纯棉纱(20s/2)制备的相同密度和组织的针织物的紫外防护系数upf值为22.7，红外光照5min后的温度为46.5℃(如图2所示)。
[0031]
实施例二
[0032]
1)以dmf为溶剂，pu质量分数为5％，zrc质量分数为4％。将pu放入dmf溶剂中，加热并搅拌制成dmf
‑
pu溶液。
[0033]
2)取出dmf
‑
pu溶液，加入之前称取的zrc电磁搅拌均匀。
[0034]
3)搅拌完成后放入超声波震荡仪器中常温处理一段时间后制成dmf
‑
pu
‑
zrc悬浊液。
[0035]
4)设置ga391型单纱浆机参数，如表2所示，将dmf
‑
pu
‑
zrc悬浊液做为浆料放入浆槽中，将涤纶纱(20s/2)顺次通过dmf
‑
pu
‑
zrc悬浊液，随后通过烘箱干燥后制得涤纶/4％zrc/5％pu复合纱线。
[0036]
5)将上述得到的涤纶/碳化锆/聚氨酯复合纱线通过机织小样机织造得到涤纶/碳化锆/聚氨酯复合织物。具体织物参数为：平纹织物，经密240/10cm，纬密178/10cm。
[0037]
按实施例二的方法制得的涤纶/碳化锆/聚氨酯复合织物的紫外线防护系数upf值为42.2，在红外灯光照3min的情况下，表面温度从22.5℃升至84.8℃。用纯涤纶纱(20s/2)制备的相同经纬密度的平纹织物在相同照射条件下，温度则为45.9℃，紫外防护系数upf值为17.6。
[0038]
表2 ga391型单纱浆机
[0039][0040]
实施例三
[0041]
1)以dmf为溶剂，pu质量分数为8％，zrc质量分数为6％。将pu放入dmf溶剂中，加热并搅拌制成dmf
‑
pu溶液。
[0042]
2)取出dmf
‑
pu溶液，加入之前称取的zrc电磁搅拌1h。
[0043]
3)搅拌完成后放入超声波震荡仪器中常温处理一段时间后制成dmf
‑
pu
‑
zrc悬浊液。
[0044]
4)设置ga391型单纱浆机参数，如表3所示，将dmf
‑
pu
‑
zrc悬浊液做为浆料放入浆槽中，将涤纶纱(30tex)顺次通过dmf
‑
pu
‑
zrc悬浊液，随后通过烘箱干燥后制得涤纶/6％zrc/8％pu复合纱线。
[0045]
5)将上述得到的涤纶/碳化锆/聚氨酯复合纱线通过针织横机织造得到涤纶/碳化锆/聚氨酯复合针织物。具体织物参数为：双罗纹组织，横密40/5cm；纵密36/5cm。
[0046]
按实施例三的方法制得的涤纶/碳化锆/聚氨酯复合织物的紫外线防护系数upf值为50 ，在红外灯光照200s的情况下，织物表面温度从22.5℃升至84.8℃，用纯涤纶纱(30tex)制备的相同组织和密度的织物在相同照射条件下，温度则为49.2℃，紫外防护系数upf值为20.1。
[0047]
表3ga391型单纱浆机
[0048][0049]
实施例四
[0050]
1)以聚乙烯醇缩丁醛为聚合物，无水乙醇为溶剂，pvb质量分数为5％，zrc质量分数为4％。将pvb放入无水乙醇中，用搅拌器搅拌均匀并超声，得到5％聚乙烯醇缩丁醛溶液均匀分散的；
[0051]
2)在上述5％聚乙烯醇缩丁醛溶液中加入之前称取的zrc电磁搅拌均匀。
[0052]
3)搅拌完成后放入超声波震荡仪器中常温处理一段时间后制成pvb
‑
zrc悬浊液。
[0053]
4)设置ga391型单纱浆机参数，如表4所示，将pvb
‑
zrc悬浊液放入浆槽中，将涤纶纱(20s/2)顺次通过pvb
‑
zrc悬浊液，随后通过烘箱干燥后制得涤纶/4％zrc/5％pvb复合纱线。
[0054]
表4ga391型单纱浆机
[0055][0056]
5)将上述得到的复合纱线通过机织小样机织造得到复合织物。具体织物参数为：平纹织物，经密240/10cm，纬密178/10cm。
[0057]
按实施例四的方法制得的涤纶/碳化锆/pvb复合织物的紫外线防护系数upf值为50 ，在红外灯光照3min的情况下，织物表面温度从22.5℃升至94.5℃。用纯涤纶纱(20s/2)制备的相同经纬密度的平纹织物在相同照射条件下，温度则为45.9℃，紫外防护系数upf值为17.6。如图3所示，经20次洗涤测试后，复合织物被红外灯照射3min时，涤纶/碳化锆/pvb织物的表面温度为83.7℃，upf值为42.31，织物仍然具有很好的红外光热性能和抗紫外性能。