一种具有保温层的布料结构及其制备方法与流程

一种具有保温层的布料结构及其制备方法
【技术领域】
1.本发明涉及一种具有保温层的布料结构及其制备方法。


背景技术：

2.目前，市面上的保暖衣或发热衣的主要原理都是将吸热材料(例如远红外线材料)以渗入或包覆等形式结合于布料内，之后再制成衣物。然而，这样的结构通常需要将布料紧贴肌肤，才能达到理想的保暖效果，因此这样的保暖衣或发热衣通常制作成贴身衣物为主。此外，目前市面上的保暖衣或发热衣也都是针对全身作为保暖区域，无法仅对局部(例如手臂或者靠近心脏的胸口部位)进行保暖。因此，现有技术中的布料结构在吸热材料及涂层区域的设计上仍然具有可改善空间。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题之一在于，针对现有技术的不足提供一种具有保暖涂层的布料结构。
4.本发明是这样实现的上述技术问之一的：
5.一种具有保温层的布料结构，所述布料结构包括一基布和一保温涂层，所述基布具有一第一表面，所述保温涂层附着于所述第一表面上，且所述保温涂层占所述第一表面的面积范围为20％～100％；
6.所述保温涂层的原料组成及其质量百分比含量如下：
7.ato/pcm复合材料为5wt％至20wt％，交联剂为95wt％至80wt％；所述ato/pcm复合材料中包括氧化锡锑粉末和相变化材料粉末，且所述氧化锡锑粉末和相变化材料粉末的重量比为0.5～3。
8.进一步地，所述保温涂层的厚度为0.1～2微米。
9.进一步地，所述氧化锡锑粉末的粒径为20～500纳米，所述相变化材料粉末的粒径为20～50微米。
10.进一步地，所述相变化材料粉末中的组分包括聚缩甲醛三聚氰胺、苯乙烯-马来酸酐无甲和正十六烷。
11.进一步地，所述相变化材料粉末中的组分质量百分比含量如下：聚缩甲醛三聚氰胺19.0～27.2％，苯乙烯-马来酸酐无甲5.8～7.2％，正十六烷66.0～72.0％。
12.进一步地，所述交联剂为聚胺基甲酸酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的至少一种。
13.本发明所要解决的技术问题之二在于，针对现有技术的不足提供一种具有保温层的布料结构的制备方法。
14.本发明是这样实现的上述技术问之二的：
15.一种具有保温层的布料结构的制备方法，所述方法步骤如下：
16.1)取一定量粒径20至500纳米的氧化锡锑和粒径20至500微米的相变化粉末，加到
适量的交联剂中得到混合物；所述混合物中的氧化锡锑和相变化粉末重量百分比浓度为5wt％至20wt％，交联剂的重量百分比浓度为95wt％至80wt％；所述氧化锡锑粉末和相变化材料粉末的重量比为0.5～3；
17.2)用超音波震荡机及/或搅拌机处理0.5-1h,使混合物中的氧化锡锑和相变化粉末形成均质状态，制得分散均匀的保暖涂料；
18.3)将保暖涂料附着于一基布上形成一保温涂层，所述保温涂层的面积占所述基布面积范围为20％～100％；；
19.4)将步骤3)得到的附着有保温涂层的基布放进烘箱中干燥，固化成型该保温涂层，即得具有保温层的布料结构。
20.进一步地，所述保温涂层的厚度为0.1～2微米。
21.进一步地，所述相变化材料粉末中的组分包括聚缩甲醛三聚氰胺、苯乙烯-马来酸酐无甲和正十六烷；
22.所述交联剂为聚胺基甲酸酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的至少一种。
23.进一步地，所述相变化材料粉末中的组分质量百分比含量如下：聚缩甲醛三聚氰胺19.0～27.2％，苯乙烯-马来酸酐无甲5.8～7.2％，正十六烷66.0～72.0％。
24.本发明具有如下优点：
25.本发明的保温涂层与纤维交联反应得到的保暖纺织品，具有升温速度快、蓄热能力强的效果；本发明的保温涂料以可图案化节能环保(涂布/网印/转印)制程在纺织品上形成均匀蓄热保温涂层，取代传统纺织品复杂制程；同时本发明能够透过调整ato/pcm复合材料掺杂于涂层的浓度以及涂布(或者印刷)在基布上的涂层厚度来控制蓄热保暖效果。总之，本发明的保暖纺织品具有升温速度快、蓄热保暖能力强、制程速度快、舒适性佳、可局部附着保温涂层等优点。
【附图说明】
26.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
27.图1为本发明实施例9与对比例2的降温曲线对比图。
【具体实施方式】
28.本发明涉及一种具有保温层的布料结构，所述布料结构包括一基布和一保温涂层，所述基布具有一第一表面，所述保温涂层附着于所述第一表面上，且所述保温涂层占所述第一表面的面积范围为20％～100％；
29.所述保温涂层的原料组成及其质量百分比含量如下：
30.ato/pcm复合材料为5wt％至20wt％，交联剂为95wt％至80wt％；所述ato/pcm复合材料中包括氧化锡锑粉末和相变化材料粉末，且所述氧化锡锑粉末和相变化材料粉末的重量比为0.5～3。
31.所述保温涂层的厚度为0.1～2微米。
32.所述氧化锡锑粉末的粒径为20～500纳米，所述相变化材料粉末的粒径为20～50微米。
33.所述相变化材料粉末中的组分包括聚缩甲醛三聚氰胺、苯乙烯-马来酸酐无甲和正十六烷。
34.较优的，所述相变化材料粉末中的组分质量百分比含量如下：聚缩甲醛三聚氰胺19.0～27.2％，苯乙烯-马来酸酐无甲5.8～7.2％，正十六烷66.0～72.0％。
35.所述交联剂为聚胺基甲酸酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的至少一种。
36.本发明涉及上述一种具有保温层的布料结构的制备方法，所述方法步骤如下：
37.1)取一定量粒径20至500纳米的氧化锡锑和粒径20至500微米的相变化粉末，加到适量的交联剂中得到混合物；所述混合物中的氧化锡锑和相变化粉末重量百分比浓度为5wt％至20wt％，交联剂的重量百分比浓度为95wt％至80wt％；所述氧化锡锑粉末和相变化材料粉末的重量比为0.5～3；
38.2)用超音波震荡机及/或搅拌机处理0.5-1h,使混合物中的氧化锡锑和相变化粉末形成均质状态，制得分散均匀的保暖涂料；
39.3)将保暖涂料附着于一基布上形成一保温涂层，所述保温涂层的面积占所述基布面积范围为20％～100％；；
40.4)将步骤3)得到的附着有保温涂层的基布放进烘箱中干燥，固化成型该保温涂层，即得具有保温层的布料结构。
41.所述步骤3)的附着方式可以为涂布加工、丝印版印刷或热转印的方式。
42.下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
43.一、制备方法
44.一种具有保温层的布料结构的制备方法，步骤如下：
45.1)取一定量粒径20至500纳米的氧化锡锑(ato)和粒径20至500微米的相变化(pcm)粉末，加到适量的聚胺基甲酸酯(polyurethane,pu)溶液中，形成涂料混合物；其中ato/pcm粉末在涂料中的重量百分比浓度为5wt％至20wt％，pu在涂料中的重量百分比浓度为95wt％至80wt％；所述相变化材料粉末中的组分质量百分比含量如下：聚缩甲醛三聚氰胺19.0～27.2％，苯乙烯-马来酸酐无甲5.8～7.2％，正十六烷66.0～72.0％。
46.2)采用超音波震荡机搅拌机处理0.5-1h,以使涂料混合物中的ato和pcm粉末于均质状态(uniform state)，提升配方中材料的分散均匀性，制得分散均匀的保暖涂料；
47.3)以丝印版印刷方式将保暖涂料形成于一基布上，基布是90％聚酯纤维、10％弹性纤维、布重105gsm的纺织品表面上；
48.4)将步骤3)将得到的带有保暖涂层的纺织品放进烘箱中干燥，以固化成型该保温涂层，得到保暖纺织品；
49.5)将保暖纺织品，直接贴附于近红外线加热灯泡上(nir lamp)上，以500w功率加热10分钟后，关闭近红外线加热灯泡，在保暖纺织品的背面采用带有侦测温度的热电偶，直接量测样品表面温度。
50.二、测试结果
51.1、下表1为按上述方法制备的不同ato与pcm质量比的测试样品，其中ato/pcm粉末重量百分比浓度为5wt％，pu重量百分比浓度为95wt％，所述保温涂层占所述第一表面的面积范围为100％，以及纯布料样品(对比例1)，测试得到温度升高数据：
52.表1
53.实验组实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1ato：pcm1:21:11:0.51:0.20温度升高(℃)6.911.812.38.10.8
54.2、下表2为按上述方法制备的不同ato/pcm粉末重量百分比的测试样品，其中ato与pcm的重量比为3，所述保温涂层占所述第一表面的面积范围为100％，且将近红外线加热灯泡更换为500w的卤素照射灯，在室温27.4℃下，照射10分钟，测试得到温度数据：
55.表2
[0056][0057]
上述结果表明涂层中含5％ato/pcm的复合材料即可提供20.1℃温升效果。本发明能够通过调整ato/pcm复合材料掺杂于涂层的浓度、ato和pcm之间的占比以及保温涂层的厚度来控制升温速度。
[0058]
三、比较石墨与本发明保暖涂料丝印在纺织品上蓄热保暖效果
[0059]
对比例2、
[0060]
1)取一定量粒径15至20微米的石墨片粉末，加到适量的聚胺基甲酸酯(polyurethane,pu)溶液中，使石墨片在涂料中的重量百分比浓度为5wt％，pu在涂料中的重量百分比浓度为95w；
[0061]
2)采用超音波震荡机拌机处理1h,使混合中的石墨片粉末于均质状态(uniform state)，提升配方中材料的分散均匀性，制得分散均匀的石墨涂料；
[0062]
3)用丝印版印刷将石墨涂料形成于一基布上，基布是90％聚酯纤维、10％弹性纤维、布重105gsm的纺织品表面上；
[0063]
将步骤5)得到的保暖涂层与石墨涂层放进烘箱中干燥该组成物，以固化成型该保暖涂层与石墨涂层，即可得到保暖纺织品与石墨纺织品；将得到的带有石墨涂层的纺织品放进烘箱中干燥，以固化成型该石墨涂层，得到石墨纺织品。
[0064]
实施例9
[0065]
除了将石墨片粉末替换成ato/pcm粉末，且ato与pcm的重量比为3，其余步骤同对比例2。
[0066]
将对比例2的石墨纺织品和实施例9的保暖纺织品，分别直接贴附于近红外线加热灯泡上(nirlamp)上，以500w功率加热30分钟后关闭红外线加热灯泡上，测量两者不同时间温度下降值，如图1所示。
[0067]
从图1中可知，涂层中含5％ato/pcm粉末的保暖纺织品30分钟内的温度下降12.4
℃，涂层中含5％的石墨片粉末的石墨纺织品30分钟内温度下降13.8℃，结果表明本发明的保暖纺织品的降温速度慢，蓄热保暖效果更好。
[0068]
综上，本发明的保温涂层与纤维交联反应得到的保暖纺织品，具有升温速度快、蓄热能力强的效果；本发明的保温涂料以可图案化节能环保(涂布/网印/转印)制程在纺织品上形成均匀蓄热保温涂层，取代传统纺织品复杂制程；同时本发明能够透过调整ato/pcm复合材料掺杂于涂层的浓度以及涂布(或者印刷)在基布上的涂层厚度来控制蓄热保暖效果。总之，本发明的保暖纺织品具有升温速度快、蓄热保暖能力强、制程速度快、舒适性佳等优点。
[0069]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。