一种基于聚烯烃制备含纳米合金无机粉体的吸光发热母粒的方法与流程

本发明涉及一种基于聚烯烃制备含纳米合金无机粉体的吸光发热母粒的方法，属于功能纺织品领域。

背景技术：

1、太阳能作为一种清洁、可持续的能源，其高效利用在农业（如农膜、大棚供暖）、建筑节能（如地暖、墙体保温）、工业过程（如管道伴热、物料干燥）以及日常生活（如保暖服装、理疗产品）等领域具有巨大的应用潜力和市场需求。将太阳能直接转化为热能是一种高效、便捷的利用方式。吸光发热材料是实现这一转化的核心，其性能直接影响能量转换效率和最终应用效果。

2、传统的吸光剂，比如炭黑，其吸光效果很好，但是其会使得制品呈现黑色，容易团聚等；一些金属氧化物，比如氧化铜、硫化铜等，分散困难，长期使用稳定性差；也有一些新材料，比如：碳纳米管、石墨烯等，其成本高昂，分散困难，难以大规模、低成本的应用。所以，需要寻找一种成本低廉、分散效果好的吸光发热材料。

3、常规改善聚烯烃吸光发热性能的方法有物理共混改性（添加无机填料碳酸钙、滑石粉、云母、炭黑等；添加一些玻璃纤维、碳纤维等）、化学改性（接枝一些极性单体、交联一些过氧化物等）；表面处理（用硅烷偶联剂处理、添加助剂）等；但是这些方法存在填料分散性差、界面相容性差、无法同时兼顾多种性能等。

4、因此，需要一种分散性能好、操作简单且能兼顾多种性能的聚烯烃母粒。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、现有吸光剂易团聚、分散性差、稳定性差，无法同时兼顾多种性能。

3、[技术方案]

4、为了解决上述问题，本发明提供了一种基于聚烯烃制备纳米合金无机粉体的高效吸光发热母粒的方法。具体的，本发明使用二氧化钛气凝胶负载nicuagwco高熵合金，再和聚丙烯切片、聚乙烯吡咯烷酮混合、制粒，并制备得到聚丙烯纤维。本发明制备得到的聚丙烯纤维具有良好的吸光发热性能和机械性能。

5、本发明的第一个目的是提供一种基于聚烯烃制备纳米合金无机粉体的高效吸光发热母粒的方法，包括步骤：

6、（1）将硫酸镍、硫酸铜、硫酸钴溶解在乙二醇水溶液中，升温后加入硫酸银混合均匀，再加入硫酸钨混合均匀，得到混合溶液；其中，硫酸镍、硫酸铜、硫酸银、硫酸钨、硫酸钴的摩尔比为1~1.2：1：0.04~0.05：0.03~0.04：1~1.2；

7、（2）混合溶液水热反应，收集产物、洗涤、干燥，得到混合物；混合物球磨、洗涤、干燥，得到前驱体粉末；

8、（3）前驱体粉末烧结、冷却、研磨、筛分，nicuagwco高熵合金粉末，将nicuagwco高熵合金粉末与二氧化钛气凝胶混合，得到负载nicuagwco高熵合金粉末的二氧化钛气凝胶；

9、（4）将聚丙烯切片、聚乙烯吡咯烷酮、负载nicuagwco高熵合金粉末的二氧化钛气凝胶混合，制粒，得到高效吸光发热母粒。

10、在一种实施方式中，步骤（3）中nicuagwco高熵合金粉末和二氧化钛气凝胶的质量比为1~1.2：1。

11、在一种实施方式中，步骤（1）升温是温度提高至60℃。

12、在一种实施方式中，步骤（2）中水热反应是180~200℃水热反应18~22h。

13、在一种实施方式中，步骤（3）中烧结在真空条件下，以1~15℃/min的升温速率将炉温升至350~380℃，保温2.5~3h；再继续升温至400~450℃，保温40~50min。

14、在一种实施方式中，步骤（4）中聚丙烯切片、聚乙烯吡咯烷酮、负载nicuagwco高熵合金粉末的二氧化钛气凝胶的质量比为100：0.01~0.03：3~5。

15、在一种实施方式中，步骤（4）中制粒是通过双螺杆挤出机，220~230℃下熔融挤出，切粒，得到高效吸光发热母粒。

16、本发明的第二个目的是提供任一上述的方法制备得到的高效吸光发热母粒。

17、本发明还提供一种吸光发热纤维，所述吸光发热纤维由上述的高效吸光发热母粒制备得到，步骤包括：

18、将高效吸光发热母粒和聚丙烯切片混合，熔融纺丝，得到吸光发热纤维。

19、在一种实施方式中，高效吸光发热母粒和聚丙烯切片(熔融指数1600g/10min)按照质量比1：4~5均质混合，再通过双螺杆挤出机，230~240℃下熔融挤出、80~85℃热空气下牵伸2~3倍，90~100℃下定型，得到聚丙烯纤维。

20、本发明的第三个目的是提供上述的高效吸光发热母粒在制备吸光发热材料中的应用。

21、本发明的第四个目的是提供一种同时提高吸光发热材料机械性能、分散性能和发热性能的方法，制备纳米合金无机粉体的高效吸光发热母粒的方法，其特征在于，包括步骤：

22、（1）将硫酸镍、硫酸铜、硫酸钴溶解在乙二醇水溶液中，升温后加入硫酸银混合均匀，再加入硫酸钨混合均匀，得到混合溶液；其中，硫酸镍、硫酸铜、硫酸银、硫酸钨、硫酸钴的摩尔比为1~1.2：1：0.04~0.05：0.03~0.04：1~1.2；

23、（2）混合溶液水热反应，收集产物、洗涤、干燥，得到混合物；混合物球磨、洗涤、干燥，得到前驱体粉末；

24、（3）前驱体粉末烧结、冷却、研磨、筛分，nicuagwco高熵合金粉末，将nicuagwco高熵合金粉末与二氧化钛气凝胶混合，得到负载nicuagwco高熵合金粉末的二氧化钛气凝胶；

25、（4）将聚丙烯切片、聚乙烯吡咯烷酮、负载nicuagwco高熵合金粉末的二氧化钛气凝胶混合，制粒，得到高效吸光发热母粒。

26、在一种实施方式中，步骤（3）中nicuagwco高熵合金粉末和二氧化钛气凝胶的质量比为1~1.2：1。

27、在一种实施方式中，步骤（1）升温是温度提高至60℃。

28、在一种实施方式中，步骤（2）中水热反应是180~200℃水热反应18~22h。

29、在一种实施方式中，步骤（3）中烧结在真空条件下，以1~15℃/min的升温速率将炉温升至350~380℃，保温2.5~3h；再继续升温至400~450℃，保温40~50min。

30、在一种实施方式中，步骤（4）中聚丙烯切片、聚乙烯吡咯烷酮、负载nicuagwco高熵合金粉末的二氧化钛气凝胶的质量比为100：0.01~0.03：3~5。

31、在一种实施方式中，步骤（4）中制粒是通过双螺杆挤出机，220~230℃下熔融挤出，切粒，得到高效吸光发热母粒。

32、[有益效果]

33、本发明使用二氧化钛气凝胶负载nicuagwco高熵合金，再和聚丙烯切片、聚乙烯吡咯烷酮混合、制粒，并制备得到聚丙烯纤维。本发明制备得到的聚丙烯纤维具有良好的吸光发热性能和机械性能。具体地：

34、本发明制备得到的纤维温度变化达到18.2℃以上，断裂强度达到59 cn/tex以上，断裂伸长率达到48%以上，具有优秀的耐摩擦、耐水洗性能，且在湿度环境下也具有较好的表现。

1.一种基于聚烯烃制备纳米合金无机粉体的高效吸光发热母粒的方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中nicuagwco高熵合金粉末和二氧化钛气凝胶的质量比为1~1.2：1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）升温是温度提高至60℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中水热反应是180~200℃水热反应18~22h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中烧结在真空条件下，以1~15℃/min的升温速率将炉温升至350~380℃，保温2.5~3h；再继续升温至400~450℃，保温40~50min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中聚丙烯切片、聚乙烯吡咯烷酮、负载nicuagwco高熵合金粉末的二氧化钛气凝胶的质量比为100：0.01~0.03：3~5；步骤（4）中制粒是通过双螺杆挤出机，220~230℃下熔融挤出，切粒，得到高效吸光发热母粒。

7.权利要求1~6任一所述的方法制备得到的高效吸光发热母粒。

8.一种吸光发热纤维，其特征在于，所述吸光发热纤维由权利要求1所述的高效吸光发热母粒制备得到，步骤包括：

9.权利要求8所述的高效吸光发热母粒或权利要求8所述的吸光发热纤维在制备吸光发热材料中的应用。

10.一种同时提高吸光发热材料机械性能、分散性能和发热性能的方法，其特征在于，制备纳米合金无机粉体的高效吸光发热母粒的方法，其特征在于，包括步骤：