一种基于聚酯制备含米合金无机粉体的高效吸光发热纤维的方法与流程

本发明涉及一种基于聚酯制备含米合金无机粉体的高效吸光发热纤维的方法，属于功能材料。

背景技术：

1、聚酯材料（聚对苯二甲酸乙二醇酯，pet）因其优良的力学性能、耐化学性和加工性能，在纤维、薄膜、塑料制品等领域广泛应用。然而，传统聚酯材料在吸光发热功能方面存在不足，限制了其在一些特定领域的应用。

2、常规改善聚酯材料的吸热发光性能的方法有添加无机功能粉体、核壳结构设计、引入其他聚合物、改进工艺、表面处理等方法。添加无机功能粉体是通过在聚酯中添加无机功能粉体（如炭黑等）来增强吸光发热性能，但是存在无机粉体在高粘度聚酯中容易团聚，导致纤维可纺性变差，且仅靠物理共混的方式，粉体与聚酯基体的结合不够紧密，影响吸光发热效率。

3、核壳结构设计是将吸光发热材料与远红外辐射材料设计成核壳结构，吸光发热材料吸收光能后通过热传导将热量传递给远红外辐射材料，但是核壳结构的制备工艺复杂，对材料的均匀性和稳定性要求较高。引入其他聚合物是引入聚醚，会影响力学性能；

4、因此，亟需一种制备工艺简单、耐久性好且高校吸光发热的聚酯材料。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、现有的聚酯材料吸光发热性能、力学性能较差。

3、[技术方案]

4、本发明通过三层同轴纺丝，以聚酯切片作为皮层，nicuagwco-mos2纳米粉体和聚酯切片作为中间纺丝层，液态金属镓铟作为芯层，制备得到具有三层纺丝结构的高效吸光发热聚酯纤维。本发明制备得到的高效吸光发热聚酯纤维同时兼具较好的吸光发热性能以及机械性能。

5、本发明的第一个目的是提供一种制备含有纳米合金无机粉体的高效吸光发热聚酯纤维的方法，包括步骤：

6、聚酯切片熔融得到皮层纺丝液；聚酯切片和nicuagwco-mos2纳米粉体按照质量比10：2~3混合，熔融得到中间层纺丝液；液态金属镓铟为芯层纺丝液；皮层纺丝液、中间层纺丝液、芯层纺丝液进行三层同轴纺丝，干燥，得到高效吸光发热聚酯纤维；

7、其中，nicuagwco-mos2纳米粉体的制备方法为：

8、（1）将硫酸镍、硫酸铜、硫酸钴溶解于乙二醇水溶液中，升温，再依次加入硫酸银、硫酸钨分散均匀，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；

9、（2）混合溶液水热反应，反应后收集产物、洗涤、干燥，得到混合物；

10、（3）混合物球磨，再加入层状二硫化钼球磨，球磨后洗涤、干燥，得到前驱体粉末；

11、（4）前驱体粉末烧结、冷却、研磨、筛分，得到nicuagwco-mos2高熵合金粉末；

12、硫酸镍、硫酸铜、硫酸银、硫酸钨、硫酸钴的总质量与乙二醇水溶液、层状二硫化钼的用量比为0.8~1.2g：1~2ml：4~6g。

13、在一种实施方式中，步骤（1）中升温至55~65℃后再依次加入硫酸银、硫酸钨；步骤（1）中乙二醇水溶液由乙二醇和水按照体积比1：1制备得到。

14、在一种实施方式中，步骤（2）中水热反应时180~200℃水热反应18~22h；步骤（3）中球磨是在氩气条件下500~550rpm球磨10~12h后，在加入层状二硫化钼继续球磨5~6 h。

15、在一种实施方式中，步骤（4）中烧结是在真空条件下，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。

16、在一种实施方式中，皮层纺丝液、中间层纺丝液、芯层纺丝液的推进速度分别为0.4~0.5ml/min、0.9~1.0ml/min、0.4~0.5ml/min。

17、在一种实施方式中，中间层纺丝液中聚酯切片和nicuagwco-mos2纳米粉体按照质量比10：2~3。

18、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聚酯纤维。

19、本发明的第三个目的是提供上述的高效吸光发热聚酯纤维在制备吸光发热材料中的应用。

20、本发明的第四个目的是提供一种同时提高聚酯纤维机械强度、吸光发热性能的方法，使用nicuagwco-mos2纳米粉体制备高效吸光发热聚酯纤维，步骤如下：

21、聚酯切片熔融得到皮层纺丝液；聚酯切片和nicuagwco-mos2纳米粉体按照质量比10：2~3混合，熔融得到中间层纺丝液；液态金属镓铟为芯层纺丝液；皮层纺丝液、中间层纺丝液、芯层纺丝液进行三层同轴纺丝，干燥，得到高效吸光发热聚酯纤维；

22、其中，nicuagwco-mos2纳米粉体的制备方法为：

23、（1）将硫酸镍、硫酸铜、硫酸钴溶解于乙二醇水溶液中，升温，再依次加入硫酸银、硫酸钨分散均匀，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；

24、（2）混合溶液水热反应，反应后收集产物、洗涤、干燥，得到混合物；

25、（3）混合物球磨，再加入层状二硫化钼球磨，球磨后洗涤、干燥，得到前驱体粉末；

26、（4）前驱体粉末烧结、冷却、研磨、筛分，得到nicuagwco-mos2高熵合金粉末；

27、硫酸镍、硫酸铜、硫酸银、硫酸钨、硫酸钴的总质量与乙二醇水溶液、层状二硫化钼的用量比为0.8~1.2g：1~2ml：4~6g。

28、在一种实施方式中，步骤（1）中升温至55~65℃后再依次加入硫酸银、硫酸钨；步骤（1）中乙二醇水溶液由乙二醇和水按照体积比1：1制备得到。

29、在一种实施方式中，步骤（2）中水热反应时180~200℃水热反应18~22h；步骤（3）中球磨是在氩气条件下500~550rpm球磨10~12h后，在加入层状二硫化钼继续球磨5~6 h。

30、在一种实施方式中，步骤（4）中烧结是在真空条件下，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。

31、在一种实施方式中，皮层纺丝液、中间层纺丝液、芯层纺丝液的推进速度分别为0.4~0.5ml/min、0.9~1.0ml/min、0.4~0.5ml/min。

32、在一种实施方式中，中间层纺丝液中聚酯切片和nicuagwco-mos2纳米粉体按照质量比10：2~3。

33、[有益效果]

34、本发明通过三层同轴纺丝，以聚酯切片作为皮层，nicuagwco-mos2纳米粉体和聚酯切片作为中间纺丝层，液态金属镓铟作为芯层，制备得到具有三层纺丝结构的高效吸光发热聚酯纤维。本发明制备得到的高效吸光发热聚酯纤维同时兼具较好的吸光发热性能以及机械性能。具体地：

35、本发明制备得到的纤维温度变化达到21℃以上，断裂强度达到49 cn/tex以上，断裂伸长率达到43%以上。