一种基于尼龙制备轻质高保暖性的气凝胶功能母粒及其制备方法与流程

本发明涉及一种基于尼龙制备轻质高保暖性的气凝胶功能母粒及其制备方法，属于功能材料。

背景技术：

1、尼龙是一种综合性能优良的工程塑料，具有较高的机械强度、耐磨性、耐油性、耐热性、耐化学腐蚀性以及良好的自润滑性等，被广泛应用于纺织、机械、汽车、电子等领域。在保暖材料领域，尼龙的轻质特性使其成为一种理想的基材，但其本身的保暖性能有限，需要通过改性来提升。

2、常规改善尼龙母粒保暖性能的方法包括添加保温填料、共混改性、共聚改性等；其中，添加保温填料是添加玻璃微珠、气凝胶等，利用其低导热系数的特性来提高尼龙母粒的保暖性能；共混改性是将尼龙与其他高分子材料进行共混，通过不同材料之间的协同效应来改善尼龙母粒的保暖性能，例如添加弹性体、刚性聚合物等；共聚改性是通过化学方法将尼龙与其他单体进行共聚，形成具有特殊性能的共聚物，从而提高尼龙母粒的保暖性能。但是这些方法存在填料分散性差，树脂和改性剂相容性与结合力差，降低尼龙母粒本身的性能，加工难度高等问题。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、常规改善尼龙母粒保暖性能的方法存在填料分散性差，树脂和改性剂相容性与结合力差，降低尼龙母粒本身的性能，加工难度高等问题。

3、[技术方案]

4、为解决上述问题，本发明提供了一种基于尼龙制备轻质高保暖性的气凝胶功能母粒，具体是先制备nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶，将nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶与聚酯切片混合造粒制备共混切片，再将共混切片与聚酰胺11进行共混造粒制备得到气凝胶功能母粒；进一步将该气凝胶功能母粒进行纺丝、织造，得到织物。本发明的织物具有良好的机械性能、保暖性能和抗菌性能。

5、本发明的第一个目的是提供一种基于尼龙制备轻质高保暖性的气凝胶功能母粒的方法，包括如下步骤：

6、将聚酯切片和nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶按照质量比18~22:1混合后进行熔融共混造粒，得到共混切片；将聚酰胺11和共混切片按照质量比70~90:14混合后进行熔融共混造粒，得到所述的气凝胶功能母粒；

7、其中，所述nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶按照如下方法进行制备：

8、（1）将硫酸镍、硫酸铜、硫酸钴溶解于乙二醇水溶液中，再依次加入硫酸银、钨酸铵分散均匀，得到混合溶液；

9、（2）在混合溶液中加入环氧丙烷，调整ph为3~5，在30~40℃下凝胶20~60min，在80~100℃下凝胶3~10 h，形成湿凝胶；

10、（3）采用无水乙醇对于湿凝胶进行置换，置换结束后，在40~50℃、6~10mpa下干燥3~10h；在惰性气氛下，400~500℃处理20~120min，降温后研磨，得到nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶；

11、其中，硫酸镍、硫酸铜、硫酸银、钨酸铵、硫酸钴的摩尔比为1：0.8~1.2：0.1~0.3：0.1~0.3：0.8~1.2。

12、在本发明的一种实施方式中，硫酸镍、硫酸铜、硫酸银、钨酸铵、硫酸钴的总质量与乙二醇水溶液、环氧丙烷的用量为1g：8~12ml：0.8~1.2ml。

13、在本发明的一种实施方式中，乙二醇水溶液是乙二醇和水按照体积比1:0.5~2的比例混合得到。

14、在本发明的一种实施方式中，步骤（3）中降温是将温度降至20~30℃。

15、在本发明的一种实施方式中，聚酯切片和nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶熔融共混造粒的温度为180~220℃，螺杆转速为250~350 rpm。

16、在本发明的一种实施方式中，聚酰胺11和共混切片熔融共混造粒的温度为200~220℃，螺杆转速为250~350 rpm。

17、本发明的第二个目的是提供所述方法制备得到的气凝胶功能母粒。

18、本发明的第三个目的是提供一种轻质高保暖性的气凝胶功能纤维，是采用所述气凝胶功能母粒进行纺丝得到。

19、在本发明的一种实施方式中，所述气凝胶功能纤维通过如下方法进行纺丝：

20、将气凝胶功能母粒在250℃下熔融挤出，卷绕速度为10m/min，10℃水浴冷却，80℃热蒸汽拉伸4倍，145℃热空气拉伸1.4倍，在165℃下热定型，得到聚酰胺11纤维。

21、本发明的第四个目的是提供一种轻质高保暖性的气凝胶功能织物，是采用所述气凝胶功能纤维进行纺纱得到。

22、在本发明的一种实施方式中，所述气凝胶功能织物通过如下方式进行纺纱：

23、将聚酰胺11纤维作为经纱和纬纱，按照经纱密度、纬纱密度为271根/10cm、489根/10cm进行平纹编织，得到聚酰胺11织物。

24、[有益效果]

25、本发明通过制备合适的nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶，将nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶与聚酯切片混合造粒制备共混切片，再将共混切片与聚酰胺11进行共混造粒制备得到气凝胶功能母粒；进一步将该气凝胶功能母粒进行纺丝、织造，得到织物。该织物轻质且具有良好的机械性能和保暖性能，远红外线发射率达到0.93以上，远红外辐射温升值达到4.2℃以上，中空度达到19.2%以上，拉伸强度278 mpa以上，断裂伸长率达到138%以上。

1.一种基于尼龙制备轻质高保暖性的气凝胶功能母粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，硫酸镍、硫酸铜、硫酸银、钨酸铵、硫酸钴的总质量与乙二醇水溶液、环氧丙烷的用量为1g：8~12ml：0.8~1.2ml。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，乙二醇水溶液是乙二醇和水按照体积比1:0.5~2的比例混合得到。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中降温是将温度降至20~30℃。

5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，聚酯切片和nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶熔融共混造粒的温度为180~220℃，螺杆转速为250~350 rpm。

6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，聚酰胺11和共混切片熔融共混造粒的温度为200~220℃，螺杆转速为250~350 rpm。

7.一种权利要求1~6任一项所述方法制备得到的气凝胶功能母粒。

8.一种轻质高保暖性的气凝胶功能纤维，其特征在于，是采用权利要求7所述的气凝胶功能母粒进行纺丝得到。

9.根据权利要求8所述的气凝胶功能纤维，其特征在于，所述气凝胶功能纤维通过如下方法进行纺丝：

10.一种轻质高保暖性的气凝胶功能织物，其特征在于，是采用权利要求9所述的气凝胶功能纤维进行纺纱得到。