储能复合材料、储能复合纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及储能复合材料技术，具体涉及储能复合材料、储能复合纤维及其制备方法。该储能复合纤维的制备方法包括：称取聚乙二醇、纺丝级聚丙烯、纳米二氧化钛；将纳米二氧化钛加入到熔融的聚乙二醇中得到二氧化钛乙二醇悬浮液；将悬浮液移入相变材料储罐，道输送至计量泵，由计量泵定量输送至喷丝组件；纺丝级聚丙烯与二氧化钛通过高速搅拌器混合后移入螺杆挤出机输送至计量泵，并由计量泵定量输送至喷丝组件；在140-190℃温度纺丝，自喷丝组件中获得储能复合材料原丝；对储能复合材料原丝牵伸得到储能复合纤维。本发明专利技术可实现储能材料的密封，防止储能材料的泄漏，提高储能复合材料的储能的可重复性和稳定性，储能量及纤维直径的可控性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能复合材料技术，具体而言，涉及储能复合材料、储能复合纤维及其制备方法。
技术介绍
复合材料是由两种或两种以上物质，或具有不同性质的同一聚合物，经复合加工法制成的复合材料，在复合截面上存在两种或两种以上不相混合的物质。利用复合加工制造技术可以获得兼有两种物质特性的材料，比如兼具成本经济和导电性能的三点式复合材料、皮芯型抗静电材料，利用两种聚合物结晶收缩率不同制备具有自卷曲性能的并列式复合材料，采用两种产生不同电荷的聚合物制备自消除静电的橘瓣型复合材料。已有专利中公开相变复合材料制备方法，如CN102605463A公开了一种制备脂肪酸/聚合物定形相变超细复合材料的制备方法；CN101353827A公开了一种多级相变复合材料；CN101845676A公开了一种具有相变储能性质和热致变色性质的多功能纤维及其制备方法，但其均采用静电纺丝技术，该技术生产效率低，纤维直径波动范围大，纤维及其织物储能效率不均匀，使用过程中容易引起温度及其他性能不均匀。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种储能复合材料、储能复合纤维及其制备方法，以解决直径不可控，储能效率不均匀的问题。本专利技术实施例提供了一种储能复合材料，原料包括：以质量分数计，0-70份的聚乙二醇、纺丝级聚丙烯、纳米二氧化钛；所述聚乙二醇和部分纳米二氧化钛构成复合材料一，所述纺丝级聚丙烯和另一部分纳米二氧化钛构成复合材料二，所述复合材料一和所述复合材料二的质量比为(45-70):(55-30)。在一些实施例中，优选为，所述聚乙二醇的分子量为600-6000。在一些实施例中，优选为，所述的纺丝级聚丙烯的熔融指数为20-40g/10min。本专利技术还提供了一种储能复合纤维，将上述的储能复合材料通过熔融皮芯复合纺丝制备。在一些实施例中，优选为，所述的储能复合纤维直径为30μm-5mm，强度为2-5cN/dtex，在0-60℃的储能热晗为25-90J/g。本专利技术另一方面还提供了一种上述储能复合纤维的制备方法，其包括：称取原料，所述原料包括：聚乙二醇、纺丝级聚丙烯、纳米二氧化钛将纳米二氧化钛加入到熔融的聚乙二醇中研磨混合得到二氧化钛乙二醇悬浮液；将所述二氧化钛乙二醇悬浮液移入相变材料储罐，由输送管道输送至计量泵，并由所述计量泵定量输送至喷丝组件；纺丝级聚丙烯与纳米二氧化钛通过高速搅拌器混合后移入螺杆挤出机输送至计量泵，并由计量泵定量输送至所述喷丝组件；在140-190℃的温度下进行纺丝，自所述喷丝组件中获得储能复合材料原丝；对所述储能复合材料原丝进行牵伸得到储能复合纤维。在一些实施例中，优选为，在所述将纳米二氧化钛加入到熔融的聚乙二醇中研磨混合得到二氧化钛乙二醇悬浮液中，所述研磨的温度为60-80℃。在一些实施例中，优选为，在将纳米二氧化钛加入到熔融的聚乙二醇中研磨混合得到二氧化钛乙二醇悬浮液中，所述纳米二氧化钛在所述聚乙二醇中的质量含量为0-1％。在一些实施例中，优选为，在所述纺丝级聚丙烯与二氧化钛通过高速搅拌器混合后移入螺杆挤出机输送至计量泵中，所述纳米二氧化钛在所述聚丙烯中的质量含量为0-1％。在一些实施例中，优选为，在对所述储能复合材料原丝进行牵伸得到储能复合纤维中，牵伸的温度为40-70℃，牵伸的倍数为0-6倍。在一些实施例中，优选为，对所述储能复合材料原丝进行牵伸得到储能复合纤维后，所述制备方法还包括：在160-180℃下，对所述储能复合纤维进行热压切断。本专利技术实施例提供的储能复合材料、储能复合纤维及其制备方法，与现有技术相比，选取聚乙二醇600-6000为相变材料，纺丝级聚丙烯为皮层材料，纳米二氧化钛为成核促进剂，纳米二氧化钛增加聚乙二醇的凝固速度，纳米二氧化钛又增加聚丙烯的导热率。选择合适的复合比例来控制复合材料的储能量，在一定的纺丝温度下，通过熔融皮芯复合纺丝法开发出储能复合材料。本专利技术的制备方法材料的直径、相变材料复合比例和相变材料的泄露均可控，生产效率高，成本低，易于工业化生产。附图说明图1为本专利技术实施例1制备得到的复合材料热焓含量分析图；图2为本专利技术实施例2制备得到的复合材料热焓含量分析图；图3为本专利技术实施例3制备得到的复合材料热焓含量分析图；图4为本专利技术实施例4制备得到的复合材料热焓含量分析图；图5为本专利技术实施例5制备得到的复合材料热焓含量分析图。具体实施方式下面通过具体的实施例结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。考虑到现有储能复合纤维制备方法复杂，效率低，复合纤维直径难控制，储能效果差的问题，本实施例提供一种储能复合材料、储能复合纤维及其制备方法。一种储能复合材料，其原料包括：以质量分数计，0-70份的聚乙二醇、纺丝级聚丙烯、纳米二氧化钛；所述聚乙二醇和部分纳米二氧化钛构成复合材料一，所述纺丝级聚丙烯和另一部分纳米二氧化钛构成复合材料二，所述复合材料一和所述复合材料二的质量比为(45-70):(55-30)。该储能复合材料采用熔融皮芯复合纺丝技术进行纺丝则得到储能复合纤维。该储能复合纤维的具体制备方法包括：称取原料，原料包括：聚乙二醇、纺丝级聚丙烯、纳米二氧化钛；将纳米二氧化钛加入到熔融的聚乙二醇中研磨混合得到二氧化钛乙二醇悬浮液；将二氧化钛乙二醇悬浮液移入相变材料储罐，由输送管道输送至计量泵，并由计量泵定量输送至喷丝组件；纺丝级聚丙烯与二氧化钛通过高速搅拌器混合后移入螺杆挤出机输送至计量泵，并由计量泵定量输送至喷丝组件；在140-190℃的温度下进行纺丝，自喷丝组件中获得储能复合材料原丝；对储能复合材料原丝进行牵伸得到储能复合纤维。聚乙二醇无毒、无刺激性，分解物对环境无害，具有优良的润滑性、保湿性、抗静电剂及柔软剂等，在化妆品、制药、化纤及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用，其分解温度大于180℃，在150℃以下染整及蒸汽熨烫稳定，少量泄漏对人体及环境均无危害。分子量为0-6000的聚乙二醇熔点在0-60℃，可用作相变储能材料用于医药、农业、建筑节能和服装领域。聚丙烯是一种通用热塑性树脂，密度小，结晶度高，结构规整，具有优良的力学性能；抗弯曲疲劳性好，俗称百折胶。耐热120℃以上、耐腐蚀，制品可用沸水及蒸汽消毒是其突出优点。聚丙烯除甲苯和二甲苯以外，对其它各种化学试剂都比较稳定。聚乙二醇作为相变材料，热分解温度为190℃，较低，与聚酯和聚酰胺等成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能复合材料，其特征在于，其原料包括：以质量分数计，0‑70份的聚乙二醇、纺丝级聚丙烯、纳米二氧化钛；所述聚乙二醇和部分纳米二氧化钛构成复合材料一，所述纺丝级聚丙烯和另一部分纳米二氧化钛构成复合材料二，所述复合材料一和所述复合材料二的质量比为(45‑70):(55‑30)。

【技术特征摘要】
1.一种储能复合材料，其特征在于，其原料包括：以质量分数计，0-70份
的聚乙二醇、纺丝级聚丙烯、纳米二氧化钛；所述聚乙二醇和部分纳米二氧化
钛构成复合材料一，所述纺丝级聚丙烯和另一部分纳米二氧化钛构成复合材料
二，所述复合材料一和所述复合材料二的质量比为(45-70):(55-30)。
2.如权利要求1所述的储能复合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子
量为600-6000。
3.如权利要求1所述的储能复合材料，其特征在于，所述的纺丝级聚丙烯
的熔融指数为20-40g/10min。
4.一种储能复合纤维，其特征在于，将权利要求1-3任一项所述的储能复
合材料通过熔融皮芯复合纺丝制备。
5.如权利要求4所述的储能复合纤维，其特征在于，直径为30μm-5mm，
强度为2-5cN/dtex，在0-60℃的储能热晗为25-90J/g。
6.一种权利要求4-5所述的储能复合纤维的制备方法，其特征在于，包括：
称取原料，所述原料包括：聚乙二醇、纺丝级聚丙烯、纳米二氧化钛；
将纳米二氧化钛加入到熔融的聚乙二醇中研磨混合得到二氧化钛乙二醇悬
浮液；
将所述二氧化钛乙二醇悬浮液移入相变材料储罐，由输送管道输送至计量
泵，并由所述计量泵定量输送至喷丝组件；
纺丝级聚丙烯与纳米二氧化钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：董振峰，王锐，朱志国，张秀芹，
申请(专利权)人：北京服装学院，
类型：发明
国别省市：北京;11