[发明专利]一种气凝胶复合塑料母粒及其制备方法和应用

说明书

本发明属于保温材料技术领域，具体涉及一种气凝胶复合塑料母粒及其制备方法和应用。该制备方法，包括以下步骤：1)将气凝胶浆料与水性树脂乳液混合均匀，得到气凝胶水性树脂混合液；2)将步骤1)得到的气凝胶水性混合液采用喷雾干燥的方式进行造粒，干燥，得到隔热保温功能母粒；3)将树脂母粒与步骤2)得到的隔热保温功能母粒混合造粒，得到气凝胶复合塑料母粒。本发明避免了由于气凝胶密度太低而无法混合均匀的情况；避免了造粒过程中粉尘的出现；本发明不涉及有机溶剂，保护了气凝胶结构不受破坏，最大程度保障了母粒和纤维的隔热保温性能。

技术领域

本发明属于保温材料技术领域，具体涉及一种气凝胶复合塑料母粒及其制备方法和应用。

背景技术

随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们对纺织品的质量要求逐渐提高，其环保性和功能性成为人们日益重视的两大方面，传统的纺织品已不能满足现代市场的需求，功能性纤维的研发已成为现代纤维的主要发展方向。制造功能纤维的技术有共混改性技术、功能纤维截面异形技术、复合纺丝技术等。共混改性技术是在纺丝之前，将功能助剂与PET或PP等混合，通过加热熔融共混，使其均匀的分散在聚合物中，重新制造出功能母粒，再用熔融纺丝来制备功能纤维。共混技术可以根据需要灵活改变改性助剂的产品种类及含量，灵活适用于各种纤维功能需求。母粒的制备是共混法制备功能纤维的关键环节。

SiO₂气凝胶是一种纳米多孔固体材料，具有导热系数低，密度小，比表面积大等特点，被广泛应用在隔热保温领域。目前，关于制备保暖纤维的方法多集中于后整理涂覆法，虽然易于大规模生产，但是手感较硬，耐久性差，而母粒法制备保暖纤维的优势是工艺流程短，方法简单易操作，织物耐久耐洗性良好。将SiO2气凝胶与功能助剂相复合，制备成低导热系数、低密度的隔热保温母粒后进行熔融纺丝。与其他助剂相比，气凝胶具有密度低的特点，如何将其与PET、PP混合均匀，且保证有足够高的添加量是制备隔热保温纤维的关键。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种气凝胶复合塑料母粒及其制备方法和应用。

本发明所提供的技术方案如下：

一种气凝胶复合塑料母粒的制备方法，包括以下步骤：

1)将气凝胶浆料与水性树脂乳液混合均匀，得到气凝胶水性树脂混合液；

2)将步骤1)得到的气凝胶水性混合液采用喷雾干燥的方式进行造粒，干燥，得到隔热保温功能母粒；

3)将树脂母粒与步骤2)得到的隔热保温功能母粒混合造粒，得到气凝胶复合塑料母粒。

现有技术中，采用有机溶剂分散气凝胶虽然可以获得很高的气凝胶含量，但有机溶剂会破坏气凝胶的多孔结构，导致结构塌陷，从而导致气凝胶材料丧失隔热保温性能，起不到应有的作用。上述技术方案中，一方面气凝胶浆料分散有足够的气凝胶，可以实现气凝胶的高含量，解决了气凝胶和其他物料直接混合时存在的界面问题；另一方面，水性树脂良好的成膜性可使得其与气凝胶浆料的混合液进行造粒，进一步稳定气凝胶的高含量，并保证气凝胶在隔热保温功能母粒中的均匀分散，从而得到气凝胶含量高、气凝胶分散均匀的固相的气凝胶复合塑料母粒。并且，上述方案在制备过程中不产生粉尘，得到的气凝胶复合塑料母粒表面不会有气凝胶粉。

具体的，步骤1)中：所述气凝胶浆料包括：5～25％的气凝胶，0.1～2％的分散剂，73～95％的水。

基于上述技术方案，以水分散气凝胶既可以实现气凝胶的高含量，又不会破坏气凝胶的结构。

上述技术方案中，过低的水性树脂的含量会导致成膜性的降低，过高的水性树脂的含量会导致所制备的隔热保温功能母粒性能下降。

具体的，步骤1)中：所述气凝胶浆料与所述水性树脂乳液的用量比为10～40：60～90。