一种用静电纺制备隔热纤维膜的方法技术

本发明专利技术主要提供了一种用静电纺制备隔热纤维膜的方法，所述的隔热纤维膜包含有以下的组分：丙烯腈、交联剂、隔热纳米粉体和分散剂；其中隔热纳米粉体所占质量比为0.5～2 wt%，分散剂使用量为0.5～4 wt%，将上述材料在离心式纳米研磨机中进行共混分散，再采用静电纺的方式制备为隔热纤维膜。该方法充分利用了隔热纳米粉体自身具有的静电性能在静电纺的方式下制备为高孔隙率的纤维膜，产生了纳米粉体本身和孔隙结构的双重隔热效果，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用纳米纤维的制备方法，尤其是一种功能纳米纤维膜的方法。
技术介绍
1934年美国人Formhals专利技术了一种利用静电斥力来生产聚合物纤维的装置并申请了专利，这被公认是利用静电纺丝技术来制备纤维的开端今年来随着纳米技术的研究和发展，静电纺丝技术也获得了快速的发展，其纤维一般在几纳米至几微米之间，这些纤维构成的三维结构材料具有机械稳定性好、纤维膜孔径小、孔隙率高、连续性好等特性。这种种优势使得其在空气净化、水处理、医疗卫生、个体防护等领域具有应用。传统在外墙的保温隔热系统中EPS板薄抹灰和EPS颗粒保温浆料，这些隔热层的主要成分为有机发泡物质，其存在变形系数差、稳定性差、易开裂、强度低等问题，因此很多企业采用无机材料隔热的方式将其取代，隔热无机浆料与之相比具有强度较高、变形小、绿色环保等优势。但是浆料形式的隔热涂层，自重较高、耐冲击力差、成本较高，需要进一步的改进来达到市场应用的需求。噁唑啉是一种五元杂环化合物，分子中还有一个双键，根据双键位置的不同，又划分为2-噁唑啉、3-噁唑啉、4-噁唑啉三种不同化合物，噁唑啉化学性质活泼，易与酸、酸酐、碱、环氧物、酯等等化合物反应，在不同化合物交联领域有较多应用，同时也能增强复合化合物的多种功能性，是解决复杂需求的良好途径。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种用静电纺制备隔热纤维膜的制备方法，该方法结合了有机和无机隔热的双重优势，既能有效的隔绝热量、又利用聚合物交联得到具有较好的韧性且轻质利于施工、绿色环保，符合当前材料的发展需求。一种用静电纺制备隔热纤维膜的方法，其特征在于，所述的隔热纤维膜包含有以下的组分：丙烯腈、交联剂、隔热纳米粉体和分散剂；其中隔热纳米粉体所占质量比为0.5～2 wt%，分散剂使用量为0.5～4 wt%，将上述材料在离心式纳米研磨机中进行共混分散，再采用静电纺的方式制备为隔热纤维膜。所用隔热纳米粉体为玻璃微珠、膨胀蛭石中的一种或多种，使用量为纺丝液质量的0.5～2 wt%。采用的交联剂为2-噁唑啉、3-噁唑啉、4-噁唑啉中的一种，使用量为粉体质量的0.5～4wt%。选用的分散剂为硅烷偶联剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇醚磷酸酯盐中的一种或多种，使用量为粉体质量的0.5～4wt%。所用丙烯腈的质量为纺丝液的98～99wt%。将上述隔热纳米粉体、分散剂、交联剂、丙烯腈置于容器中简单搅拌混合后，采用离心式纳米研磨机研磨1～5 h，所得均匀纺丝液中纳米粉体的粒径为30～100 nm。将上述纺丝液置于喷管中，喷丝头直径0.4～0.6 mm，喷丝头距挡板距离10～15 cm，静电纺电压5～15 kv，在该条件控制下完成静电纺即可得到隔热纤维膜。本专利技术采用静电纺制备隔热纤维膜，兼具无机纳米材料隔热和高孔隙率纤维膜隔热双重效果，利用交联剂使纳米材料不仅是分散，而且同分散剂交联于基体分子链，得到了高强度、耐冲击的纤维膜。具体实施方式实施例1：取98 g丙烯腈、0.08g 2-噁唑啉、2 g玻璃微珠、0.08 g硅烷偶联剂，置于搅拌釜中进行搅拌混合，取出混合浆料并将其置于离心式纳米研磨机中进行纳米分散研磨1 h，待其粒径达到100 nm时为合格纺丝液。将纺丝液置于静电纺喷管中，喷丝头直径0.6 mm，距离挡板距离10 cm，控制电压为15 kv，然后进行静电纺丝即可制得隔热纤维膜。采用石棉网作为对比样，在太阳光灯下进行隔热测试，表1为隔热纤维膜隔热测试结果。实施例2：取98.5 g丙烯腈、0.02g 3-噁唑啉、1 g膨胀蛭石、0.02 g脂肪醇聚氧乙烯醚，置于搅拌釜中进行搅拌混合，取出混合浆料并将其置于离心式纳米研磨机中进行纳米分散研磨3 h，待其粒径达到50 nm时为合格纺丝液。将纺丝液置于静电纺喷管中，喷丝头直径0.5 mm，距离挡板距离13 cm，控制电压为10 kv，然后进行静电纺丝即可制得隔热纤维膜。实施例3：取99 g丙烯腈、0.025g 4-噁唑啉、0.25 g玻璃微珠、0.25 g膨胀蛭石、0.025 g脂肪醇醚磷酸酯盐，置于搅拌釜中进行搅拌混合，取出混合浆料并将其置于离心式纳米研磨机中进行纳米分散研磨5 h，待其粒径达到30 nm时为合格纺丝液。将纺丝液置于静电纺喷管中，喷丝头直径0.4 mm，距离挡板距离15 cm，控制电压为5 kv，然后进行静电纺丝即可制得隔热纤维膜。表1 为实施例1中的隔热测试结果隔热纤维膜石棉网上表面温度38℃38℃下表面温度28℃32℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用静电纺制备隔热纤维膜的方法，其特征在于，所述的隔热纤维膜包含有以下的组分：丙烯腈、交联剂、隔热纳米粉体和分散剂；其中隔热纳米粉体所占质量比为0.5～2 wt%，分散剂使用量为0.5～4 wt%，将上述材料在离心式纳米研磨机中进行共混分散，再采用静电纺的方式制备为隔热纤维膜。

【技术特征摘要】
1. 一种用静电纺制备隔热纤维膜的方法，其特征在于，所述的隔热纤维膜包含有以下的组分：丙烯腈、交联剂、隔热纳米粉体和分散剂；其中隔热纳米粉体所占质量比为0.5～2 wt%，分散剂使用量为0.5～4 wt%，将上述材料在离心式纳米研磨机中进行共混分散，再采用静电纺的方式制备为隔热纤维膜。2. 如权利1所述一种用静电纺制备隔热纤维膜的方法，其特征在于，所用隔热纳米粉体为玻璃微珠、膨胀蛭石中的一种或多种，使用量为纺丝液质量的0.5～2 wt%。3. 如权利1所述一种用静电纺制备隔热纤维膜的方法，其特征在于，采用的交联剂为2-噁唑啉、3-噁唑啉、4-噁唑啉中的一种，使用量为粉体质量的0.5～4wt%。4. 如权利1所述一种用静电纺制备隔热纤维膜的方法，其特征在于，选...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹农，张现，张春明，林琳，王岩岩，金彩虹，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31