[发明专利]具备光热转换、隔音隔热及良好力学恢复性的纳米纤维气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种具备光热转换、隔音隔热及良好力学恢复性的纳米纤维气凝胶，其特征在于：它由聚乙烯醇-乙烯共聚物和第四副族金属碳化物粉体混合后并经熔融纺丝及冷冻干燥工艺制备得到，其中，所述聚乙烯醇-乙烯共聚物中乙烯基含量为44％，所述第四副族金属碳化物粉体的粒径为50～80nm，所述第四副族金属碳化物粉体质量占纳米纤维气凝胶质量的0.5％～10％，且所述第四副族金属碳化物粉体包括ZrC或TiC中的至少一种；所述纳米纤维气凝胶在压缩量为70％的情况下可循环压缩100次而自身无损耗，所述纳米纤维气凝胶的发热性能是传统气凝胶的2～5倍，且孔隙率达30％～60％；且所述传统气凝胶为采用聚乙烯醇-乙烯共聚物按照相同制备工艺制备得到；

其中，所述纳米纤维气凝胶的制备过程如下：

它包括向聚乙烯醇-乙烯共聚物溶液中加入第四副族金属碳化物粉体，乳化处理得混合液，所述乳化处理为控制温度75～85℃，乳化时间为2～3min，得到混合液；将所述混合液置于冰水中析出掺杂第四副族金属碳化物粉体的聚乙烯醇-乙烯共聚物固体，再经熔融纺丝及冷冻干燥工艺制备得到纳米纤维气凝胶；

其中，所述熔融纺丝的具体过程如下：取掺杂第四副族金属碳化物粉体的聚乙烯醇-乙烯共聚物固体粉碎得粉末，将所述粉末与乙酸丁酸纤维素酯混合后经双螺杆挤出机熔融挤出后得到纳米纤维原丝；所述纳米纤维原丝溶解至丙酮中去除乙酸丁酸纤维素酯后得到具备自发热功能的聚乙烯醇-乙烯共聚物纳米纤维；

所述冷冻干燥工艺的具体过程如下：将所述具备自发热功能的聚乙烯醇-乙烯共聚物纳米纤维溶解至去离子水和异丙醇的混合溶液中，依次经历搅拌、滤网过滤处理后，向滤液中加入交联剂，再置于-5℃的环境中冷冻1h，-80℃的真空环境下冷冻干燥48h，得到纳米纤维气凝胶。

2.根据权利要求1所述具备光热转换、隔音隔热及良好力学恢复性的纳米纤维气凝胶，其特征在于：所述纳米纤维气凝胶的发热性能为传统气凝胶的2～3倍。

3.一种权利要求1所述具备光热转换、隔音隔热及良好力学恢复性的纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于：它包括向聚乙烯醇-乙烯共聚物溶液中加入第四副族金属碳化物粉体，乳化处理得混合液，所述乳化处理为控制温度75～85℃，乳化时间为2～3min，得到混合液；将所述混合液置于冰水中析出掺杂第四副族金属碳化物粉体的聚乙烯醇-乙烯共聚物固体，再经熔融纺丝及冷冻干燥工艺制备得到纳米纤维气凝胶；

其中，所述熔融纺丝的具体过程如下：取掺杂第四副族金属碳化物粉体的聚乙烯醇-乙烯共聚物固体粉碎得粉末，将所述粉末与乙酸丁酸纤维素酯混合后经双螺杆挤出机熔融挤出后得到纳米纤维原丝；所述纳米纤维原丝溶解至丙酮中去除乙酸丁酸纤维素酯后得到具备自发热功能的聚乙烯醇-乙烯共聚物纳米纤维；

所述冷冻干燥工艺的具体过程如下：将所述具备自发热功能的聚乙烯醇-乙烯共聚物纳米纤维溶解至去离子水和异丙醇的混合溶液中，依次经历搅拌、滤网过滤处理后，向滤液中加入交联剂，再置于-5℃的环境中冷冻1h，-80℃的真空环境下冷冻干燥48h，得到纳米纤维气凝胶。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述具备光热转换、隔音隔热及良好力学恢复性的纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于：所述冷冻干燥工艺中，所述滤网的孔径大小为80～120目。

5.根据权利要求1~3中任意一项所述具备光热转换、隔音隔热及良好力学恢复性的纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于：所述冷冻干燥工艺中，混合溶液中所述去离子水和异丙醇的质量比1:1。