一种基于聚酯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聚酯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、聚酯纤维具有高强度、耐磨性好、尺寸稳定性高、耐热性好等优点，被广泛应用于服装、家纺、工业用布等领域。然而，传统的聚酯纤维保暖性能有限，难以满足寒冷环境下的保暖需求。因此，开发具有轻质高保暖性能的聚酯纤维具有重要的现实意义。

2、气凝胶是一种具有高孔隙率、低密度、低导热系数的纳米多孔材料，使其成为理想的保温材料，可用于提高纤维的保暖性能。但是常规的气凝胶颗粒在聚酯基体中易团聚，难以均匀分散，影响纤维的保暖性能和力学性能；气凝胶与聚酯的相容性较差，界面结合力不足，容易导致纤维在加工过程中出现缺陷。

3、所以，开发一种基于聚酯制备轻质高保暖性的气凝胶功能母粒，对于提高聚酯纤维的保暖性能具有重要意义。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、常规的气凝胶颗粒在聚酯基体中易团聚，难以均匀分散，影响纤维的保暖性能和力学性能；气凝胶与聚酯的相容性较差，界面结合力不足，容易导致纤维在加工过程中出现缺陷。

3、[技术方案]

4、为解决上述问题，本发明提供了一种基于聚酯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，再将nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶与聚酯切片混合后通过双螺杆在240~280℃下熔融挤出、拉条牵伸、冷却、切粒，得到轻质高保暖性的气凝胶功能母粒；进一步将母粒和聚酯切片混合进行纺丝、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聚酯制备轻质高保暖性的气凝胶功能母粒的方法，使用nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶与聚酯切片混合后熔融挤出、拉条牵伸、冷却、切粒，得到所述的气凝胶功能母粒；

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

7、（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；

8、（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；

9、（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；

10、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。

11、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。

12、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。

13、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℃。

14、在本发明的一种实施方式中，nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶与聚酯切片的质量比为10~30:70~90。

15、在本发明的一种实施方式中，熔融挤出是采用双螺杆在240~280℃下熔融挤出。

16、在本发明的一种实施方式中，拉条牵伸倍数为2~4倍。

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聚酯纤维，是采用所述气凝胶功能母粒和聚酯切片进行纺丝得到。

19、在本发明的一种实施方式中，所述气凝胶功能聚酯纤维通过如下方法进行纺丝：

20、将气凝胶功能母粒和聚酯切片按照质量比80：20混合，在280℃下熔融纺丝，在70℃下牵伸，牵伸倍数为3.0；然后在180℃下定型，得到2.42dtex的气凝胶功能聚酯纤维。

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聚酯织物，是采用所述气凝胶功能聚酯纤维进行纺纱得到。

22、在本发明的一种实施方式中，所述气凝胶功能聚酯织物通过如下方式进行纺纱：

23、将气凝胶功能聚酯纤维作为经纱和纬纱，按照经纱密度、纬纱密度为265根/10cm、665根/10cm进行平纹编织，得到气凝胶功能聚酯织物。

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，拉伸强度284 mpa以上，断裂伸长率达到153%以上，远红外线发射率达到0.91以上，远红外辐射温升值达到3.5℃以上，中空度达到17.8%以上。

1.一种基于聚酯制备轻质高保暖性的气凝胶功能母粒的方法，其特征在于，使用nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶与聚酯切片混合后熔融挤出、拉条牵伸、冷却、切粒，得到所述的气凝胶功能母粒；

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，nicuagwco-mos2高熵合金气凝胶与聚酯切片的质量比为10~30:70~90。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，熔融挤出是采用双螺杆在240~280℃下熔融挤出。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，拉条牵伸倍数为2~4倍。

8.一种权利要求1~7任一项所述方法制备得到的气凝胶功能母粒。

9.一种轻质高保暖性的气凝胶功能聚酯纤维，其特征在于，是采用权利要求8所述的气凝胶功能母粒和聚酯切片进行纺丝得到。

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