CN114481619A - 一种吸湿发热织物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸湿发热织物及其制备方法和应用，所述织物包括表面附有吸水树脂的织物，所述吸水树脂具有如式(Ⅰ)所示的结构式，由以下按重量份反应的原料制得：丙烯酸200份，NaOH 78份，丙烯酰胺50份，过硫酸钾1份，聚乙烯醇4份。其制备方法为：先合成吸水高聚物预聚体，再对织物进行浸轧处理，制备出具有吸湿发热特性的织物。本发明的吸湿发热织物具有吸湿量大、吸水树脂分布均匀和制作工艺简便等特点。吸生理盐水效果可达到25g/g，可获得优异的吸湿发热性能，最大升温可以达到6.8℃。能够将皮肤蒸发出的水蒸汽液化，释放热量从而达到保暖的目的，还可以将人体多余的汗汽及时吸收，以达到干爽舒适的效果。

Description

一种吸湿发热织物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于纺织布加工领域，具体涉及一种吸湿发热织物及其制备方法和应用。
背景技术
传统吸湿发热织物一般采取与吸水材料多层复合，或者是利用纤维自身所具有的性质，因此经常会存在结构复杂、吸水材料分布不匀或吸湿性不够等缺点。常规吸湿纤维吸湿性不够，很快达到吸湿饱和值，便不再吸湿，也就不再发热，纤维在放湿的也会伴随着吸热的过程，秋冬季节的环境温度远低于人体的温度，此时人体会感到寒意。
另外，传统吸湿发热织物采取的加工工艺一般对纤维材料有要求，需要特定吸湿量较大的纤维来做材料。
丙烯酸单体聚合时常常存在暴聚现象，就需要一定的中和度来避免这种现象，然而中和度升高会使得树脂的羧基含量下降，降低吸水树脂的吸水倍率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种吸湿发热织物及其制备方法和应用，具有吸水保暖的特性，能够将皮肤蒸发出的水蒸汽液化，释放热量从而达到保暖的目的，还可以将人体多余的汗汽及时吸收，以达到干爽舒适的效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种吸湿发热织物，包括表面附有吸水树脂的织物，所述吸水树脂的结构式如式(Ⅰ)所示：
Figure BDA0003462753180000021
式(Ⅰ)中：n为≥1的自然数；
所述吸水树脂由以下按重量份反应的原料制得：丙烯酸200份，NaOH 58.5份，氨水8.3份，渗透剂2.4份，丙烯酰胺50份，过硫酸钾1份，聚乙烯醇4份。
优选地，所述织物为涤纶织物。
一种吸湿发热织物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)预聚体的聚合：在容器中加入40mL NaOH溶液，缓慢滴加20mL丙烯酸，配置成中和度70％的中和液，在中和液中加入5g丙烯酰胺，搅拌均匀，转移到水浴锅升温至65℃，在容器中继续加入引发剂过硫酸钾5mL，在不断搅拌下充分反应1h，得到聚合液；
步骤2)配制整理液：在步骤1)制得的聚合液中加入聚乙烯醇2mL，充分搅拌直至溶液具有适当粘度，再加入0.24g渗透剂，配成整理液，即为吸水树脂整理液；
步骤3)整理织物：采用步骤2)制得的整理液对织物进行二浸二轧，将整理剂均匀附着于织物上，轧液率为100％；
步骤4)烘干：将经步骤3)整理后的织物在170～210℃恒温干燥箱中烘燥0.5h，即得所述吸湿发热织物。
优选地，步骤1)所述NaOH的浓度为0.2g/mL；所述过硫酸钾的浓度为0.02g/mL。
优选地，步骤2)所述聚乙烯醇的浓度为0.2g/mL。
一种吸湿发热织物在制备保暖用品中的应用。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明通过织物表面吸水树脂整理，赋予织物较强的吸水性能，同时在一定程度上保护织物的手感，从而使得织物在与人体接触时能够吸收人体皮肤表面的水汽，将环境中不断运动的水分子固定到织物上，水分子的动能转化成了热能，可以释放一定的热量。能有效避免运动出汗人体热量释放完后的凉感，同时保持人体表面干燥。
(2)本发明的吸湿发热织物具有吸湿量大、吸水树脂分布均匀和制作工艺简便等特点。选取丙烯酰胺为共聚单体，可以提高吸水树脂吸盐水性能，即吸收人体表面汗液的能力。选用聚乙烯醇作为交联剂可以使得织物整理契合染整加工中的热定型工艺，有效减少吸湿发热加工工艺工序，节约成本和能源。另外，由于聚丙烯酸树脂是粘合剂，所以整理方法对于不同种类织物具有适应性。
附图说明
图1为测试例1中吸湿发热织物和普通黏胶织物的时间温度变化曲线图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种吸湿发热织物，包括表面附有吸水树脂的织物，所述吸水树脂的结构式如式(Ⅰ)所示：
Figure BDA0003462753180000031
式(Ⅰ)中：n为≥1的自然数；
所述吸水树脂由以下按重量份反应的原料制得：丙烯酸(AA)200份，NaOH58.5份，氨水8.3份，渗透剂JFC 2.4份，丙烯酰胺(AM)50份，过硫酸钾1份，聚乙烯醇(PVA，1799)4份。
一种吸湿发热织物的制备方法，工艺流程为：预聚体的聚合→配制成整理液→整理到织物上→烘干成膜→喷水软化，具体步骤如下：
(1)预聚体的聚合，反应式如下：
Figure BDA0003462753180000041
上式中：a、b、c均为≥1的自然数；
搭建装置，在三颈烧瓶中加入40mL浓度为0.2g/mL的NaOH溶液，缓慢滴加20mL AA，配置成中和液，在中和液中加入5g AM，搅拌均匀，转移到水浴锅升温至65℃，在三颈烧瓶中继续加入引发剂0.02g/mL过硫酸钾5mL，在不断搅拌下充分反应1h，得到聚合液。
(2)配制整理液(吸水树脂)：在上述聚合液中加入0.2g/mL的PVA 2mL，充分搅拌直至溶液具有适当粘度，再加入0.24g渗透剂，配成整理液，即为吸水树脂整理液。
(3)整理织物：以上述树脂为整理液，对涤纶织物进行二浸二轧，将整理剂均匀附着于织物上，轧液率为100％。
(4)烘干，反应式如下：
Figure BDA0003462753180000042
上式中：n、a、b、c均为≥1的自然数；
将整理后织物于定型机中烘干，车速为1m/min，超喂1％，烘干温度为200℃，烘干时间为0.5h，再于雾状水下控制织物的含水量为18％～21％，即得所述吸湿发热织物。烘干织物表面存在的自由水，并使得高聚物交联成具有三维立体结构的树脂，烘干后再补湿，防止织物过于干硬，便于打卷。
测试例1吸湿发热性能检测
按照GB/T 29866-2013《纺织品吸湿发热性能试验方法》测试，具体操作步骤如下：
(1)按照测试标准准备好相应的测试样品(普通黏胶织物以及实施例1制得的吸湿发热织物)，将样品放入温度为105℃的烘箱内烘至恒重；
(2)将干燥后的测试样品迅速放入干燥器内冷却1h；
(3)将装有测试样品的干燥器运送至测试实验室，放置45min；
(4)打开温控仪器，20s内将测试样品放入仪器内，记录温度变化；
(5)多次重复试验，计算平均值；
Figure BDA0003462753180000054
上式中：Ti表示试样在第i时间点的温度值(℃)；Ti0表示空白试样在第i0时间点的温度值(℃)。
Figure BDA0003462753180000051
上式中：
Figure BDA0003462753180000052
表示试样在30min内的平均温升值(℃)；ΔTi表示试样在第i时间点的温升值(℃)。
测试结果如图1所示，由图1可知，吸湿发热织物最大升温为6.8℃，平均升温为4.5℃，而普通黏胶织物最大升温仅为4.2℃，平均升温为2.1℃，可见，实施例1制得的吸湿发热织物具有良好的吸湿发热性能。
测试例2吸水倍率测试
将经实施例1步骤(3)整理后的织物浸泡于0.9％生理盐水中30min，取出悬挂至无水滴下时，称取织物湿重。测定结果如下表1所示：
表1保水值测定结果
Figure BDA0003462753180000053
由表1可以看出，实施例1制得的吸湿发热织物可吸收自重25倍的生理盐水，即保水性为25g/g，而常见纤维的保水性一般不到1g/g。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种吸湿发热织物，其特征在于，包括表面附有吸水树脂的织物，所述吸水树脂的结构式如式(Ⅰ)所示：
Figure FDA0003462753170000011
式(Ⅰ)中：n为≥1的自然数；
所述吸水树脂由以下按重量份反应的原料制得：丙烯酸200份，NaOH 58.5份，氨水8.3份，渗透剂2.4份，丙烯酰胺50份，过硫酸钾1份，聚乙烯醇4份。
2.根据权利要求1所述的一种吸湿发热织物，其特征在于，所述织物为涤纶织物。
3.权利要求1或2所述的一种吸湿发热织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)预聚体的聚合：在容器中加入40mL NaOH溶液，缓慢滴加20mL丙烯酸，配置成中和度70％的中和液，在中和液中加入5g丙烯酰胺，搅拌均匀，转移到水浴锅升温至65℃，在容器中继续加入引发剂过硫酸钾5mL，在不断搅拌下充分反应1h，得到聚合液；
步骤2)配制整理液：在步骤1)制得的聚合液中加入聚乙烯醇2mL，充分搅拌直至形成具有粘度的溶液，再加入0.24g渗透剂，配成整理液，即为吸水树脂整理液；
步骤3)整理织物：采用步骤2)制得的整理液对织物进行二浸二轧，将整理剂均匀附着于织物上，轧液率为100％；
步骤4)烘干：将经步骤3)整理后的织物在170～210℃恒温下烘干0.5h，再于雾状水下控制织物的含水量为18％～21％，即得所述吸湿发热织物。
4.根据权利要求3所述的一种吸湿发热织物的制备方法，其特征在于，步骤1)所述NaOH的浓度为0.2g/mL；所述过硫酸钾的浓度为0.02g/mL。
5.根据权利要求3所述的一种吸湿发热织物的制备方法，其特征在于，步骤2)所述聚乙烯醇的浓度为0.2g/mL。
6.权利要求1或2所述的一种吸湿发热织物在制备保暖用品中的应用。
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