一种智能微粒子处理物品的方法与流程

本发明涉及一种调温物品的制备方法，尤其是一种智能微粒子处理物品的方法。

背景技术：

智能微粒子(germ)，是采用相变储能技术所制备一种粒子。相变储能技术是利用相变材料对能量进行吸收、储存和释放的一项新型环保节能技术，它可以解决能源供给在时间和空间上失衡的矛盾，是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，对缓解日趋紧张的能源问题具有重要的意义。相变物质通常有固、液和气三态，由于固-固相变存在高温升华，固-气和液-气相变伴随大量气体存在，因此固-液相变材料(如长链烷烃、石蜡、聚乙二醇、脂肪酸和脂肪酸酯等)的开发与利用最具应用前景。虽然固-液相变材料的相变过程是一个等温或近似等温的过程，相变过程伴随能量的吸收或释放，可调控体系或环境的温度，实现热能储存和温度调节的功能，且具有能量存储密度高、储热容器体积小、热效率高和吸放热温度恒定等优点。

随着科学技术的不断发展，人们对纺织品、木制品、金属制品的的要求也有了更高的标准，需要其能够对环境温度起到调节的作用，以满足人们对舒适的要求。

以纺织品为例，多功能性纺织品应运而生，其中相变蓄热调温纤维及其纺织品的开发与应用受到了广泛的关注，它可以通过吸收、存储与释放热能来调节服装及环境温度，减少皮肤温度的变化，提高人体穿着的舒适性。若外界的温度增加，提供了增加相变材料分子运动的能量，直到达到相变材料的熔点之前，服装及周边微气候逐步升温。但外界温度升高到相变材料熔点时，相变材料逐步从固体变成液体，便会吸收外界的热量作为潜热贮存起来，这时服装及周边的微气候保持在相变温度点不变；当外界的温度降低，相变材料逐步固体化，且放出潜热，服装及周边微气候温度保持恒定，在纺织服装、运动性服装、服饰和理疗等方面都有着广泛的应用。

现在对面料进行处理的相变材料，一般是采用一层壁材对相变芯材进行包覆，仅仅是在一个温度下进行相变储能。如果所采用是相变温度较高的相变材料，则其在较低温度下不会发生相变，不能起到改变温度的效果。如果所使用的相变温度较低的相变材料，则其在高温度下，由于相变材料的限制，在较高温度下不能很好的起到降低温度的效果。所以现有的相变胶囊只能适应单一的调温范围，并不能适应复杂的天气变化。并且所制备的具有调温功能的面料在耐洗涤方面具有不足之处。并且相变胶囊的壁材在洗涤时容易破碎，使其调温能力降低。

对于木制品、金属制品进行表面处理，使其表面附着有相智能微粒子，能够对环境温度产生影响，提高人们在使用时的体验感。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种智能微粒子处理物品的方法，使得所制备物品上的智能微粒子与物品表面的结合，并且相变胶囊的壁不易破碎使其使用寿命更长。

为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：

本发明所涉及的一种智能微粒子处理物品的方法，包括：

步骤一、对纺织品表面进行超支化处理：将纺织品置于温度为80-85℃的第一超支化处理液中浸渍5s-600s，再烘干；

所述超支化处理液包括质量百分比为2-3％的端氨基超支化聚合物、质量百分比为0.5-1％的二乙烯基三胺、质量百分比为0.5-1％的马来酸酐、质量百分比为0.1-0.5％的氯化铁、质量百分比为0.1-0.5％的铜盐，余量为去离子水；

步骤二、喷洒第一智能微粒子处理液：将上一步骤处理后的物品置于60-65℃的环境下，并喷洒第一智能微粒子处理液，采用a波段的紫外光照射30-60min，烘干；

所述第一智能微粒子处理液为第一油相和第一水相均匀混合而成，所述第一油相是包括60-80质量份的第一相变材料、100质量份的第一壁材、10-20质量份的端氨基超支化聚合物季铵盐和1-2质量份的光引发剂在30-45℃条件下均匀混合而成；所述第一水相包括10-20质量份的水溶性阻燃剂、5-10质量份的甘油脂肪酸酯的衍生物作为乳化剂和800质量份的去离子水；所述第一壁材包括丙烯酸酯类单体；

步骤三、喷洒第二智能微粒子处理液：将上一步骤处理后的物品浸渍第二智能粒子处理液中，采用b波段的紫外光照射20-40min，烘干；

所述第二智能微粒子处理液为第二油相和第二水相均匀混合而成，所述第二油相包括30-50质量份的第二相变材料、100质量份的第二壁材、10-20质量份的端氨基超支化聚合物异氰酸盐和1-2质量份的光引发剂在35-40℃条件下均匀混合而成；所述第二水相包括10-20质量份的银离子抗菌剂、5-10质量份的辛苯昔醇作为乳化剂和600质量份的去离子水；所述第二壁材包括不饱和聚酯树脂；

步骤四、喷洒第二超支化处理液：将上一步骤处理后的面料，在50-60℃的环境下喷洒第二超支化处理液，在c波段的紫外光的条件下处理10-15min，脱液并烘干；所述第二超支化处理液中包括20-30质量份的端基含碳碳双键基团的超支化星形聚合物、30-50质量份的梳型两亲聚合物sma-g-mpeg、200质量份的去离子水。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述铜盐为硫酸铜、硝酸铜、醋酸铜、氯化铜中的一种或几种的混合。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一相变材料的相变温度高于第二相变材料的变相变温度。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一相变材料为聚氧乙烯及其改性物脂肪醇聚氧乙烯醚，所述第二相变材料为多元醇或聚乙二醇。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：步骤五、三防整理：将上一步骤处理后的物品喷洒后处理液，烘干；所述后处理液中含有10-20质量份的氟丙烯酰酯共聚物、10-20质量份的超支化聚酰胺和200质量份的去离子水。

本发明的有益效果是：本发明所涉及的一种智能微粒子处理物品的方法，是采用原位法在物品表面形成具有芯壁结构的智能微粒子。先对物品表面进行超支化处理，使其表面固结有一层超支化聚合物，可与壁材中的超支化聚合物相结合，使智能微粒子与纤维的结合牢度更高。并且在最外层的壁材中使用了超支化聚合物可与第二壁材更为牢固的结构，提高了壁材的牢固程度。可大大提高智能微粒子使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

实施例一

本实施例所涉及的一种智能微粒子处理物品的方法，所处理的物品为纺织品，以面料为例，具体的步骤包括：步骤一对纺织品表面进行超支化处理、步骤二浸渍第一智能微粒子处理液、步骤三浸渍第二智能微粒子处理液、步骤四浸渍第二超支化处理液。先对纺织品表面进行超支化处理，可使其表面具有超支化聚合物的极性基团。可使得后续的智能微粒子处理时，可提高与纤维的结合牢度。

步骤一对纺织品表面进行超支化处理：将纺织品置于温度为80-85℃的第一超支化处理液中浸渍5min，再烘干。所使用的纺织品为纯棉面料。

超支化处理液包括质量百分比为2％的端氨基超支化聚合物、质量百分比为0.5％的二乙烯基三胺、质量百分比为0.5％的马来酸酐、质量百分比为0.1％的氯化铁、质量百分比为0.1％的铜盐，余量为去离子水。铜离子和铁离子可使得二乙烯基三胺、马来酸酐对端氨基超支化聚合物进行改性，使其能够更好的与具有极性基团的纤维相结合，提高端氨基超支化聚合物与纤维的结合牢度。铜盐为硫酸铜、硝酸铜、醋酸铜、氯化铜中的一种或几种的混合。

步骤二喷洒第一智能微粒子处理液：将上一步骤处理后的面料置于60-65℃的环境下，喷洒第一智能微粒子处理液至带液率为80％，采用a波段的紫外光照射30-60min，烘干。

第一智能微粒子处理液为第一油相和第一水相均匀混合而成。第一油相是包括60-80质量份的第一相变材料、100质量份的第一壁材、10-20质量份的端氨基超支化聚合物季铵盐和1-2质量份的光引发剂在30-45℃条件下均匀混合而成；所述第一水相包括10-20质量份的水溶性阻燃剂、5-10质量份的甘油脂肪酸酯的衍生物作为乳化剂和800质量份的去离子水。所使用的光引发剂为氯化铁。第一壁材包括丙烯酸酯类单体。a波段的紫外光的波长为315-400nm，采用此波段的紫外光能够很好的使丙烯酸酯类单体与经过超支化处理的纺织品表面相结合。并且使用了水溶性阻燃剂，使得处理后的面料具有阻燃性能。

步骤三喷洒第二智能微粒子处理液：将上一步骤处理后的面料喷洒第二智能粒子处理液至带液率为80％，采用b波段的紫外光照射20-40min，烘干。所使用的b波段的紫外光的波长为280-315nm。

第二智能微粒子处理液为第二油相和第二水相均匀混合而成，所述第二油相包括30-50质量份的第二相变材料、100质量份的第二壁材、10-20质量份的端氨基超支化聚合物异氰酸盐和1-2质量份的光引发剂在35-40℃条件下均匀混合而成。第二水相包括10-20质量份的银离子抗菌剂、5-10质量份的辛苯昔醇作为乳化剂和600质量份的去离子水。第二壁材包括不饱和聚酯树脂。此波长的紫外光使得不饱和聚酯树脂中的不饱和碳碳双键或碳碳三键能够很好的与纺织品表面的超支化聚合物相结合。使用了银离子抗菌剂，使得该面料具有抗菌的能力。

上述两个步骤形成的附着于纤维表面的智能微粒子的结构为：第一壁材包裹于第一相变材料的外侧，第二相变材料包裹于第一壁材的外侧，第二壁材包裹于第二相变材料的外侧。并且第一相变材料的相变温度高于第二相变材料的变相变温度，此种设置可使得在低温度下，第二相变材料先行发生相变，可以直到调节温度的作用。待温度升高后，第二相变材料完全完成相变后，不能再储能，即不能再调节温度，此时第一相变材料工作发生相变，继续起到调节温度的作用。此种设置可使得该智能微粒子能够在实现在较低温度下和较高温度下均能具有良好的储能效果，扩大了智能微粒子调节温度的范围。

具体的第一相变材料为聚氧乙烯及其改性物脂肪醇聚氧乙烯醚，所述第二相变材料为多元醇或聚乙二醇。

步骤四喷洒第二超支化处理液：将上一步骤处理后的面料，在50-60℃的环境下，喷洒第二超支化处理液，在c波段的紫外光的条件下处理10-15min，脱液并烘干。第二超支化处理液中包括20-30质量份的端基含碳碳双键基团的超支化星形聚合物、30-50质量份的梳型两亲聚合物sma-g-mpeg、200质量份的去离子水。

在步骤四中，c波段紫外光的波长为100-280nm。第二超支化处理液中的端基含碳碳双键基团的超支化星形聚合物在紫外光的作用可以发生固化，梳型两亲聚合物sma-g-mpeg可使得固化后的超支化星形聚合物的硬度降低，可提升处理后纺织品的手感。并且超支化星形聚合物及sma-g-mpeg能够很好的与第二壁材中的端氨基超支化聚合物异氰酸盐相结合，提高了智能微粒子的壁材的强度，使得壁材在洗涤过程中不会发生破损，从而避免了相变材料的流失，影响纺织品的调温能力。

步骤五三防整理：将上一步骤处理后的面料喷洒后处理液至带液率80％，烘干；所述后处理液中含有10质量份的氟丙烯酰酯共聚物、10质量份的超支化聚酰胺和200质量份的去离子水。此步骤的处理使得面料具有三防功能，超支化聚酰胺可以很好的与超支化星形聚合物及sma-g-mpeg相结合，使得氟丙烯酰酯共聚物能够很的固结于纤维的表面，使得三防功效能够持久。

对本实施例所制备的纺织品，增重25％，相变潜热达到56.4j/g。在洗涤5次、10次、20次、50次之后，测试重量变化率及相变潜热。重量变化率分别为-0.5％、-1.3％、-1.8％和-2.3％，可见经过洗涤后重量仅仅具有较小的减轻。使得附着于纺织品表面的智能微粒子，在洗涤过程中不会轻易的掉落。在分别测试洗涤后纺织品的相变潜热分，别为：53.4j/g、50.6j/g、48.2j/g、44.8j/g，可见经过多次洗涤后，仍具有较高的相变潜热。

实施例二

本实施例所涉及的一种智能微粒子处理物品的方法，所处理的物品为纺织品，以面料为例，具体的步骤包括：步骤一对纺织品表面进行超支化处理、步骤二浸渍第一智能微粒子处理液、步骤三浸渍第二智能微粒子处理液、步骤四浸渍第二超支化处理液。

步骤一对纺织品表面进行超支化处理：将纺织品置于温度为85℃的第一超支化处理液中浸渍10min，再烘干。所使用的纺织品为涤纶或其他化纤面料。

超支化处理液包括质量百分比为3％的端氨基超支化聚合物、质量百分比为1％的二乙烯基三胺、质量百分比为1％的马来酸酐、质量百分比为0.5％的氯化铁、质量百分比为0.5％的铜盐，余量为去离子水。

铜盐为硫酸铜、硝酸铜、醋酸铜、氯化铜中的一种或几种的混合。

步骤二喷洒第一智能微粒子处理液：将上一步骤处理后的面料置于65℃的环境下，喷洒第一智能微粒子处理液至带液率为70％，采用a波段的紫外光照射60min，烘干。

第一智能微粒子处理液为第一油相和第一水相均匀混合而成。第一油相是包括80质量份的第一相变材料、100质量份的第一壁材、20质量份的端氨基超支化聚合物季铵盐和2质量份的光引发剂在45℃条件下均匀混合而成；所述第一水相包括0质量份的水溶性阻燃剂、10质量份的甘油脂肪酸酯的衍生物作为乳化剂和800质量份的去离子水。

步骤三喷洒第二智能微粒子处理液：将上一步骤处理后的面料喷洒第二智能粒子处理中，采用b波段的紫外光照射40min，烘干。

第二智能微粒子处理液为第二油相和第二水相均匀混合而成，所述第二油相包括50质量份的第二相变材料、100质量份的第二壁材、20质量份的端氨基超支化聚合物异氰酸盐和2质量份的光引发剂在40℃条件下均匀混合而成。第二水相包括20质量份的银离子抗菌剂、10质量份的辛苯昔醇作为乳化剂和600质量份的去离子水。

步骤四浸渍第二超支化处理液：将上一步骤处理后的面料，在60℃的环境下，喷洒第二超支化处理液至带液率为50％。在c波段的紫外光的条件下处理15min，烘干。第二超支化处理液中包括30质量份的端基含碳碳双键基团的超支化星形聚合物、50质量份的梳型两亲聚合物sma-g-mpeg、200质量份的去离子水。

步骤五三防整理：将上一步骤处理后的面料喷洒后处理液至带液率为50％，浸轧后再烘干；所述后处理液中含有20质量份的氟丙烯酰酯共聚物、20质量份的超支化聚酰胺、5质量份的聚酯类的超支化聚合物和200质量份的去离子水。

对本实施例所制备的纺织品，增重26％，相变潜热达到58.6j/g。在洗涤5次、10次、20次、50次之后，测试重量变化率及相变潜热。重量变化率分别为-0.3％、-1.1％、-1.9％和-2.5％，可见经过洗涤后重量仅仅具有较小的减轻。使得附着于纺织品表面的智能微粒子，在洗涤过程中不会轻易的掉落。在分别测试洗涤后纺织品的相变潜热分，别为：57.4j/g、54.6j/g、50.1j/g、46.7j/g，可见经过多次洗涤后，仍具有较高的相变潜热。

对本实施例所制备的纺织品进行三防测试，达到了最高等级5级，在洗涤10次和20次后，亦然达到了4级。

实施例三

本实施例涉及的一种智能微粒子处理物品的方法，所使用物品为木制品，具体为木质地板。具体的步骤如下：

在步骤一中，将木质地板的表面进行超支化处理：是将木质地板置于温度为80-85℃的第一超支化处理液中浸渍5s，再烘干。

所使用的超支化处理液包括质量百分比为2.5％的端氨基超支化聚合物、质量百分比为0.8％的二乙烯基三胺、质量百分比为0.7％的马来酸酐、质量百分比为0.3％的三氯化铁、质量百分比为0.4％的铜盐、质量百分比0.3％的抗氧剂、质量百分比1％的石蜡油，余量为去离子水；

在步骤二中，喷洒第一智能微粒子处理液：将上一步骤处理后的物品置于60-65℃的环境下，并喷洒第一智能微粒子处理液，采用a波段的紫外光照射30-60min，烘干；

第一智能微粒子处理液为第一油相和第一水相均匀混合而成，第一油相是包括80质量份的第一相变材料、100质量份的第一壁材、20质量份的端氨基超支化聚合物季铵盐和2质量份的光引发剂在30-45℃条件下均匀混合而成；所述第一水相包括20质量份的水溶性阻燃剂、10质量份的甘油脂肪酸酯的衍生物作为乳化剂和800质量份的去离子水；第一壁材包括丙烯酸酯类单体；

在步骤三中，喷洒第二智能微粒子处理液：将上一步骤处理后的物品喷洒第二智能粒子处理液，采用b波段的紫外光照射40min，烘干；

第二智能微粒子处理液为第二油相和第二水相均匀混合而成，所述第二油相包括50质量份的第二相变材料、100质量份的第二壁材、20质量份的端氨基超支化聚合物异氰酸盐和2质量份的光引发剂在35-40℃条件下均匀混合而成；所述第二水相包括20质量份的银离子抗菌剂、10质量份的辛苯昔醇作为乳化剂和600质量份的去离子水；所述第二壁材包括不饱和聚酯树脂。

在步骤四中，喷洒第二超支化处理液：将上一步骤处理后的物品，在50-60℃的环境下喷洒第二超支化处理液，在c波段的紫外光的条件下处理10-15min，烘干；所述第二超支化处理液中包括30质量份的端基含碳碳双键基团的超支化星形聚合物、50质量份的梳型两亲聚合物sma-g-mpeg、100质量份的偶氮二甲酰胺、200质量份的去离子水。

对所制备的木质地板置于37℃条件下，5分钟后测试其表面温度为33℃，可见其具有良好的温度调节效果。

实施例四

本实施例涉及的一种智能微粒子处理物品的方法，所使用物品为金属制品，具体为铝制吊顶面板。具体的步骤如下：

在步骤一中，将铝制吊顶面板的表面进行超支化处理：先对铝制吊顶面板的表面进行等离子体处理，再是将其置于温度为80-85℃的第一超支化处理液中浸渍500s，再烘干。

所使用的超支化处理液包括质量百分比为3％的端氨基超支化聚合物、质量百分比为1％的二乙烯基三胺、质量百分比为1％的马来酸酐、质量百分比为0.5％的三氯化铁、质量百分比为0.8％的铜盐、质量百分比0.3％的水杨酸钠、质量百分比1％的硝酸钠、质量百分比0.5％的钼酸铵，余量为去离子水；

在步骤二中，喷洒第一智能微粒子处理液：将上一步骤处理后的物品置于60-65℃的环境下，并喷洒第一智能微粒子处理液，采用a波段的紫外光照射30-60min，烘干；

第一智能微粒子处理液为第一油相和第一水相均匀混合而成，第一油相是包括80质量份的第一相变材料、100质量份的第一壁材、20质量份的端氨基超支化聚合物季铵盐和2质量份的光引发剂在30-45℃条件下均匀混合而成；所述第一水相包括20质量份的水溶性阻燃剂、10质量份的甘油脂肪酸酯的衍生物作为乳化剂和800质量份的去离子水；第一壁材包括丙烯酸酯类单体；

在步骤三中，喷洒第二智能微粒子处理液：将上一步骤处理后的物品喷洒第二智能粒子处理液，采用b波段的紫外光照射40min，烘干；

第二智能微粒子处理液为第二油相和第二水相均匀混合而成，所述第二油相包括50质量份的第二相变材料、100质量份的第二壁材、20质量份的端氨基超支化聚合物异氰酸盐和2质量份的光引发剂在35-40℃条件下均匀混合而成；所述第二水相包括20质量份的银离子抗菌剂、10质量份的辛苯昔醇作为乳化剂和600质量份的去离子水；所述第二壁材包括不饱和聚酯树脂。

在步骤四中，喷洒第二超支化处理液：将上一步骤处理后的物品，在50-60℃的环境下喷洒第二超支化处理液，在c波段的紫外光的条件下处理10-15min，烘干；所述第二超支化处理液中包括30质量份的端基含碳碳双键基团的超支化星形聚合物、50质量份的梳型两亲聚合物sma-g-mpeg、100质量份的硬脂酸钠、200质量份的去离子水。

对所制备的铝制吊顶面板置于39℃条件下，5分钟后测试其表面温度为34℃，可见其具有良好的温度调节效果。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

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