CN116023809A - 一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及C09D领域，具体为一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，按重量份计，其制备原料包括陶瓷复合粉体5‑60份、水性助剂0.1‑5份以及水40‑100份，其中所述陶瓷复合粉体是由纳米钨青铜为核心层，介孔氧化物为中间层，聚乙二醇为表层组成的三层结构复合粉体。具备发热蓄热的效果，并且着重解决发热纳米陶瓷粉体在水性浆料中容易发生沉积影响使用效果和使用寿命的问题，改善了纳米钨青铜因为紫外照射而导致光学性能发生改变所带来的影响，与此同时还赋予了水性浆料相变蓄热的功能，并加快了发热蓄热效率，提高了与有机体系相容性和分散性，这极大的提升了其应用领域。

Description

一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及C09D领域，具体为一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法。
背景技术
晶体结构多样的钨青铜是一种具有优异的电磁性能和较强近红外吸收的无机功能材料。其主要对波长大于950nm的近红外光有较强的吸收能力和光热转换效率，将其应用在粘胶纤维中可以赋予粘胶纤维吸光发热的功能，使粘胶纤维的保暖性能得到明显提升。但是钨青铜作为一种无机纳米陶瓷材料，其在粘胶纤维应用过程中容易出现相容性差、易团聚等一系列问题。因此，需要将钨青铜纳米粉体预分散成水性浆料，再将其加入到成纤聚合物中制成粘胶纤维，纳米水性浆料的制备是玻璃隔热涂料制备成功的关键因素之一。
但是钨青铜粉体密度远大于水，在水溶液中易发生沉积，因此在制备纳米水性浆料过程中容易出现浆料混合不均匀造成有效成分的巨大损失，也会影响浆料的使用寿命；而另一方面钨青铜水性浆料具有优异的红外吸收发热功能，但是蓄热能力不足，影响其在下游应用。现有技术提升纤维的蓄热能力通常会通过在纤维中加入相变蓄热材料来实现，例如中国发明专利CN106567253A公开了一种调温蓄热竹纤维及其制备方法，具体通过在竹纤维表面附有相变纳米胶囊制备调温蓄热竹纤维，但相变胶囊容易在使用过程中发生破碎，而且以胶囊形式添加到浆料中会影响所制备纤维的强度等性能。而未经微胶囊包裹的相变材料在发生固-液转换的相变变化时，易产生渗出漏液的危险，易导致功能材料流失从而逐渐失去作用，且耐洗性差、手感差等从而影响面料表面舒适度，甚至会给环境带来危害。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法。吸光发热蓄热水性浆料是由具有核心层纳米钨青铜、中间层介孔氧化物、表层聚乙二醇的新型透明蓄热陶瓷复合粉体和水性助剂以及水共同构成，所述水性浆料具备发热蓄热的效果，并且着重解决发热纳米陶瓷粉体在水性浆料中容易发生沉积影响使用效果和使用寿命的问题，改善了纳米钨青铜因为紫外照射而导致光学性能发生改变所带来的影响，与此同时还赋予了水性浆料相变蓄热的功能，并加快了发热蓄热效率，提高了与有机体系相容性和分散性，这极大的提升了其应用领域。
本发明一方面提供了一种吸光发热蓄热水性浆料，按重量份计，其制备原料包括陶瓷复合粉体5-60份、水性助剂0.1-5份以及水40-100份，其中所述陶瓷复合粉体是由纳米钨青铜为核心层，介孔氧化物为中间层，聚乙二醇为表层组成的三层结构复合粉体。
作为一种优选的技术方案，所述纳米钨青铜结构为MxWO3，其中x＝0.01～0.40，M为碱金属、碱土金属元素中任意一种元素。优选的，所述x＝0.1-0.3，所述M为铯。
本发明中陶瓷复合粉体以纳米钨青铜为核心层，并控制其结构中M为铯元素，形成稳定的铯钨青铜纳米分体后的表面缺陷多，从而使其红外吸收能力进一步增强。
作为一种优选的技术方案，所述介孔氧化物直接包覆于纳米钨青铜表面得到介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体，包覆所述纳米钨青铜所用的介孔氧化物源与纳米钨青铜的质量比为(0.5-1.5)：1。
优选的，所述介孔氧化物为介孔氧化钛、介孔二氧化硅、介孔氧化钴、介孔氧化铬、介孔氧化铈、介孔氧化铝、介孔氧化铁和介孔氧化镁中的一种。更优选的，所述介孔氧化物为介孔氧化铝。
本发明中陶瓷复合粉体通过在纳米钨青铜纳米片核心层外表面直接包覆一层介孔氧化物作为中间层，尤其是包覆所述纳米钨青铜所用的介孔氧化物源与纳米钨青铜的质量比为(0.5-1.5)：1，实现纳米钨青铜发热之后热量快速传递到表层聚乙二醇，加快发热、蓄热效率，平衡导热、发热效果，避免由于介孔氧化物厚度太大减弱发热效果，影响发热蓄热。
作为一种优选的技术方案，所述聚乙二醇(HO(CH2CH2O)nH，PEG)的相对分子量为350～2500；优选的，所述聚乙二醇的相对分子量为600-1000。
作为一种优选的技术方案，所述聚乙二醇接枝于介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体表面得到陶瓷复合粉体；制备所述陶瓷复合粉体所用的聚乙二醇与介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的质量比为1：(1-5)。
本发明中陶瓷复合粉体通过在介孔氧化物中间层表面接枝聚乙二醇，不仅实现相变蓄热的功能，同时也实现粉体表面亲水改性，使制备得到的陶瓷复合粉体在水相体系中具有显著改善的分散性，提高体系相容性，保证水性浆料的综合性能。发明人在实际应用探究过程中意外发现，通过在介孔氧化物中间层表面接枝聚乙二醇，有效避免脂肪酸发生“固-液”转变，避免应用时的功能材料渗出流失，保证应用效果。此外，聚乙二醇的熔点随着链的增长呈不规则升高，可选择范围较大，可以通过调节分子量进行灵活设计，发明人在探究过程中发现，当聚乙二醇的相对分子量为350～2500，尤其是当聚乙二醇的相对分子量为600-1000时，聚乙二醇的熔点不仅能与人体感知上最为舒适的温度范围(20～35℃)相接近，同时混合应用后能够获得所需的蓄热放热过程的温度变化。
发明人在进一步的研究过程中发现，聚乙二醇的接枝密度影响保温效果和蓄热效率，发明人通过控制制备所述陶瓷复合粉体所用的聚乙二醇与介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的质量比为1：(1-5)，有效平衡保温效果和蓄热效率的同时，利用羟基在水性浆料中构建氢键网络，解决因为陶瓷粉体密度过大导致在水性浆料中容易沉降的问题，延长使用寿命。同时研究发现若聚乙二醇接枝量过少，导致保温效果降低；而当聚乙二醇链接枝量过多时，会导致接枝层过厚影响发热效率。
作为一种优选的技术方案，所述水性助剂为DMA(二甲基乙酰胺)、PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)、DMC(碳酸二甲酯)、DEC(碳酸二乙酯)、GBL(1,4-丁内酯)、ETB(乙二醇叔丁醚)、PM(丙二醇甲醚)、D-柠檬烯、EC(碳酸乙烯酯)、PC(碳酸丙烯酯)、PPH(丙二醇苯醚)中至少两种的组合。
作为一种优选的技术方案，以所述吸光发热蓄热水性浆料的质量为基准，所述陶瓷复合粉体的质量百分比为5～60％。
本发明另一方面提供了一种吸光发热蓄热水性浆料的制备方法，所述制备工艺为：将制备好的陶瓷复合粉体与混合均匀的水和水性助剂分批投入立式砂磨机中，研磨24～36小时后获得吸光发热蓄热水性浆料。
作为一种优选的技术方案，所述陶瓷复合粉体的制备方法，至少包括以下制备步骤：
S1、介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体制备：利用溶胶-凝胶法制备介孔氧化物包覆钨青铜纳米粉体；
S2、陶瓷复合粉体制备：将介孔氧化物包覆钨青铜纳米粉体与聚乙二醇反应，聚乙二醇接枝在介孔氧化物包覆钨青铜纳米粉体表面，得到陶瓷复合粉体。
优选的，所述介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体具体为：将介孔氧化物源与表面活性剂分散于去离子水中，再用氨水调节溶液pH为7.5-9.2，得到混合溶液；按照铝盐：纳米钨青铜为0.5-1.5：1的质量比将纳米钨青铜粉体加入上述溶液中搅拌反应3-8h，经抽滤、洗涤、烘干、粉碎后得到前驱体，将前驱体升温至300-700℃煅烧2-3h，即得介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体。
优选的，所述介孔氧化物源为铝盐；优选的，所述铝盐为氯化铝。
优选的，所述陶瓷复合粉体制备方法具体为：将乙二酸和介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体加入重蒸四氢呋喃中搅拌30min，在氮气保护下加入N,N'-二环己基碳酰亚胺和4-二甲氨基吡啶，搅拌12小时后加入聚乙二醇搅拌48-72小时，结束后过滤、溶剂冲洗、干燥得陶瓷复合粉体。
有益效果：
1、本发明提供的吸光发热蓄热水性浆料，具备发热蓄热的效果，并且着重解决发热纳米陶瓷粉体在水性浆料中容易发生沉积影响使用效果和使用寿命的问题，改善了纳米钨青铜因为紫外照射而导致光学性能发生改变所带来的影响，与此同时还赋予了水性浆料相变蓄热的功能，并加快了发热蓄热效率，提高了与有机体系相容性和分散性，这极大的提升了其应用领域。
2、本发明中陶瓷复合粉体通过在纳米钨青铜纳米片核心层外表面直接包覆一层介孔氧化物作为中间层，尤其是制备过程中所用介孔氧化物源与纳米钨青铜的质量比为(0.5-1.5)：1实现纳米钨青铜发热之后热量快速传递到表层聚乙二醇，加快发热、蓄热效率，平衡导热、发热效果，避免由于介孔氧化物厚度太大减弱发热效果，影响发热蓄热。
3、本发明中陶瓷复合粉体通过在介孔氧化物中间层表面接枝聚乙二醇，实现相变蓄热的功能的同时实现表面亲水改性，使制备得到的陶瓷复合粉体在水相体系中具有显著改善的分散性，提高体系相容性，保证水性浆料的综合性能。
4、本发明通过在介孔氧化物中间层表面接枝聚乙二醇，有效避免脂肪酸发生“固-液”转变，避免应用时的功能材料渗出流失，保证应用效果。
5、基于本发明体系，通过控制制备过程中聚乙二醇与介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的质量比为1：(1-5)，有效平衡保温效果和蓄热效率的同时，利用羟基在水性浆料中构建氢键网络，解决因为陶瓷粉体密度过大导致在水性浆料中容易沉降的问题，延长使用寿命。
具体实施方式
实施例1
本发明的实施例1一方面提供了一种吸光发热蓄热水性浆料，按重量份计，其制备原料包括陶瓷复合粉体27份、水性助剂3份以及水70份，其中所述陶瓷复合粉体是由纳米钨青铜为核心层，介孔氧化物为中间层，聚乙二醇为表层组成的三层结构复合粉体。
所述水性助剂为DMA(二甲基乙酰胺)和PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)的组合；所述DMA(二甲基乙酰胺)和PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)的质量比为1:1。
本发明的实施例1另一方面提供了一种吸光发热蓄热水性浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备陶瓷复合粉体；
(2)将水性助剂与水混匀后得到混合液；
(3)将50wt％的混合液加入立式砂磨机中后，沿砂磨机边缘缓慢加入全部的陶瓷复合粉体进行研磨，之后加入余量50wt％的混合液进行研磨30h后即得。
所述陶瓷复合粉体的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体制备：利用溶胶-凝胶法制备介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体，纳米钨青铜结构为MxWO3，其中x＝0.15，M为铯；
S2、陶瓷复合粉体制备：将介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体与聚乙二醇反应，聚乙二醇接枝在介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体表面，得到陶瓷复合粉体。
所述介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体具体制备方法为：将氯化铝与十二烷基磺丙基甜菜碱按照质量比10：1分散于去离子水中(氯化铝的浓度为0.1mol/L)，再用氨水调节溶液pH为8，得到混合溶液；按照铝盐(氯化铝)：纳米钨青铜为1：1的质量比将纳米钨青铜粉体加入上述混合溶液中搅拌反应5h，经抽滤、洗涤、烘干、粉碎后得到前驱体，将前驱体升温至550℃煅烧2.5h，即得介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体(介孔氧化铝包覆纳米钨青铜粉体)。
所述陶瓷复合粉体制备方法具体为：将乙二酸和介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体加入重蒸四氢呋喃中搅拌30min，在氮气保护下加入N,N'-二环己基碳酰亚胺和4-二甲氨基吡啶，搅拌12小时后加入聚乙二醇800搅拌60小时，结束后过滤、溶剂冲洗、干燥得陶瓷复合粉体，其中，聚乙二醇800与介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的质量比为1：3。
实施例2
本发明的实施例2一方面提供了一种吸光发热蓄热水性浆料，按重量份计，其制备原料包括陶瓷复合粉体60份、水性助剂5份以及水100份，其中所述陶瓷复合粉体是由纳米钨青铜为核心层，介孔氧化物为中间层，聚乙二醇为表层组成的三层结构复合粉体。
所述水性助剂为DMA(二甲基乙酰胺)和PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)的组合；所述DMA(二甲基乙酰胺)和PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)的质量比为1:1。
本发明的实施例2另一方面提供了一种吸光发热蓄热水性浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备陶瓷复合粉体；
(2)将水性助剂与水混匀后得到混合液；
(3)将50wt％的混合液加入立式砂磨机中后，沿砂磨机边缘缓慢加入全部的陶瓷复合粉体进行研磨，之后加入余量50wt％的混合液进行研磨30h后即得。
所述陶瓷复合粉体的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体制备：利用溶胶-凝胶法制备介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体，纳米钨青铜结构为MxWO3，其中x＝0.3，M为铯；
S2、陶瓷复合粉体制备：用介孔氧化物对纳米钨青铜粉体进行包覆得到介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体；将介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体与聚乙二醇反应，聚乙二醇接枝在介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体表面，得到陶瓷复合粉体。
所述介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体具体制备方法为：将氯化铝与十二烷基磺丙基甜菜碱按照质量比10：1分散于去离子水中(氯化铝的浓度为0.1mol/L)，再用氨水调节溶液pH为7.5，得到混合溶液；按照铝盐(氯化铝)：纳米钨青铜粉体为1.5：1的质量比将纳米钨青铜粉体加入上述混合溶液中搅拌反应3h，经抽滤、洗涤、烘干、粉碎后得到前驱体，将前驱体升温至600℃煅烧2h，即得介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体(介孔氧化铝包覆纳米钨青铜粉体)。
所述陶瓷复合粉体制备方法具体为：将乙二酸和介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体加入重蒸四氢呋喃中搅拌30min，在氮气保护下加入N,N'-二环己基碳酰亚胺和4-二甲氨基吡啶，搅拌12小时后加入聚乙二醇800搅拌48小时，结束后过滤、溶剂冲洗、干燥得陶瓷复合粉体，其中，聚乙二醇800与介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的质量比为1：1。
实施例3
本发明的实施例3一方面提供了一种吸光发热蓄热水性浆料，按重量份计，其制备原料包括陶瓷复合粉体10份、水性助剂0.5份以及水45份，其中所述陶瓷复合粉体是由纳米钨青铜为核心层，介孔氧化物为中间层，聚乙二醇为表层组成的三层结构复合粉体。
所述水性助剂为DMA(二甲基乙酰胺)和PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)的组合；所述DMA(二甲基乙酰胺)和PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)的质量比为1:1。
本发明的实施例3另一方面提供了一种吸光发热蓄热水性浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备陶瓷复合粉体；
(2)将水性助剂与水混匀后得到混合液；
(3)将50wt％的混合液加入立式砂磨机中后，沿砂磨机边缘缓慢加入全部的陶瓷复合粉体进行研磨，之后加入余量50wt％的混合液进行研磨30h后即得。
所述陶瓷复合粉体的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体制备：利用溶胶-凝胶法制备介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体，纳米钨青铜结构为MxWO3，其中x＝0.1，M为铯；
S2、陶瓷复合粉体制备：将介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体与聚乙二醇反应，聚乙二醇接枝在介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体表面，得到陶瓷复合粉体。
所述介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体具体制备方法为：将氯化铝与十二烷基磺丙基甜菜碱按照质量比10：1分散于去离子水中(氯化铝的浓度为0.1mol/L)，再用氨水调节溶液pH为9.2，得到混合溶液；按照铝盐(氯化铝)：纳米钨青铜粉体为0.5：1的质量比将纳米钨青铜粉体加入上述混合溶液中搅拌反应8h，经抽滤、洗涤、烘干、粉碎后得到前驱体，将前驱体升温至500℃煅烧3h，即得介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体(介孔氧化铝包覆纳米钨青铜粉体)。
所述陶瓷复合粉体制备方法具体为：将乙二酸和介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体加入重蒸四氢呋喃中搅拌30min，在氮气保护下加入N,N'-二环己基碳酰亚胺和4-二甲氨基吡啶，搅拌12小时后加入聚乙二醇800搅拌72小时，结束后过滤、溶剂冲洗、干燥得陶瓷复合粉体，其中，聚乙二醇800与介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的质量比为1：5。
实施例4
本发明的实施例4提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，纳米钨青铜结构为MxWO3，其中x为0.01。
实施例5
本发明的实施例5提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述MxWO3中M为锂。
实施例6
本发明的实施例6提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，制备介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的过程中，介孔氧化物源(氯化铝)与纳米钨青铜的质量比为0.1：1。
实施例7
本发明的实施例7提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，制备介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的过程中，介孔氧化物源(氯化铝)与纳米钨青铜的质量比为3：1。
实施例8
本发明的实施例8提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，制备陶瓷复合粉体的过程中，所用的聚乙二醇(HO(CH2CH2O)nH，PEG)的相对分子量为200。
实施例9
本发明的实施例9提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，制备陶瓷复合粉体的过程中，聚乙二醇800与介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的质量比为1：0.5。
实施例10
本发明的实施例10提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，制备陶瓷复合粉体的过程中，聚乙二醇800与介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的质量比为1：8。
实施例11
本发明的实施例11提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，制备介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的过程中，前驱体的煅烧温度为400℃。
实施例12
本发明的实施例12提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，制备介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的过程中，前驱体的煅烧温度为700℃。
实施例13
本发明的实施例13提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，制备介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的过程中，前驱体的煅烧时间为4h。
对比例1
本发明的对比例1提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述陶瓷复合粉体制备方法具体为：将介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体与聚乙二醇800搅拌混合60小时，结束后过滤、溶剂冲洗、干燥得到陶瓷复合粉体。
对比例2
本发明的对比例2提供了一种吸光发热蓄热水性浆料及其制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，陶瓷复合粉体无聚乙二醇表层。
对比例3
本发明的对比例3一方面提供了一种吸光发热蓄热水性浆料，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述介孔氧化物为介孔氧化硅，制备过程中将氯化铝替换为氯化硅。
对比例4
本发明的对比例4一方面提供了一种吸光发热蓄热水性浆料，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将介孔氧化物包覆铯钨青铜粉体替换为质量比为1:1的氧化铝和纳米钨青铜的混合物。
性能测试
(1)浆料沉降时间：取制备好的水性浆料500g静置，每隔15天取上层浆料和下层浆料的样品120℃烘干，测定固体质量m(上层样品质量记为m上、下层样品质量记为m下)，记录(m下-m上)/m上≥10％的时间，结果参见表1。
(2)L值(色差值)：将实施例和对比例提供的水性浆料与纤维素磺酸钠水溶液(浓度为9wt％)按照质量比1：30混合制备纺丝溶液，之后纺丝获得粘胶纤维，采用色差仪进行L值测试，结果参见表1。
(3)发热效果：将实施例和对比例提供的水性浆料与纤维素磺酸钠水溶液(浓度为9wt％)按照质量比1：30混合制备纺丝溶液，之后纺丝获得粘胶纤维，并取2g纤维样品用100W红外灯照射5分钟，用红外测温仪记录纤维表面最高温度，结果参见表1。
(4)保温率：将实施例和对比例提供的水性浆料与纤维素磺酸钠水溶液(浓度为9wt％)按照质量比1：30混合制备纺丝溶液，之后纺丝获得粘胶纤维，然后制成克重为225±5g/m2的织物，根据照GB/T11048-1989规定的A法测量织物的保温率，结果参见表1。
表1
测试项目 沉降时间/月 L值 最高温度/℃ 保温率/％
实施例1 6 78 15.9 55
实施例2 5 72 16.4 57
实施例3 5.5 80 15.1 51
实施例4 6 82 10.2 47
实施例5 6 79 12.8 49
实施例6 4.5 67 15.6 52
实施例7 5.5 76 14.7 50
实施例8 4.5 75 15.7 54
实施例9 7 74 13.3 50
实施例10 3.5 70 15.4 48
实施例11 4.5 68 15.1 50
实施例12 6 76 14.6 48
实施例13 6 75 14.8 49
对比例1 2 70 12.7 34
对比例2 1 71 9.4 31
对比例3 5.5 74 12.1 47
对比例4 0.5 61 8.7 30
本发明实施例1-3提供的技术方案下，制备得到的水性浆料稳定性和分散性较好，具有较长的使用寿命，用其制备的粘胶纤维具有较高的L值，纤维颜色清浅，保温性能和发热性能优异。
本发明实施例4中铯的掺杂量过少，实施例5中将铯掺杂替换为锂掺杂，均导致金属掺杂钨青铜粉体表面缺陷数量减少，红外吸收率下降，因此最终制备得到的粘胶纤维的保温率、发热效果降低。
实施例6中铝盐的添加量过低，导致钨青铜粉体表面包覆的介孔氧化物较少，进而影响接枝效果，因此导致水性浆料的沉降时间缩短，稳定性下降，同时还造成纤维L值降低，保温率下降等后果。实施例7中铝盐的添加量过高，导致金属掺杂钨青铜粉体外包覆的介孔氧化物过多，进而导致接枝层过厚，从而影响红外吸收效果，造成最终制备得到纤维的发热效果和保温率降低。
实施例8中所接枝的聚乙二醇的分子量较小，较短的分子链会阻碍氢键网络的形成，缩短水性浆料的沉降时间，进而影响使用寿命。
实施例9中增加了聚乙二醇的添加量，导致改性复合粉体接枝层过厚，从而影响纤维的保温性能和发热性能。实施例10中降低了聚乙二醇的添加量，导致改性复合粉体分散性变差，并且影响氢键网络形成，造成水性浆料沉降时间缩短，且用其制备的粘胶纤维的保温性能、发热性能下降。
实施例11中的烧结温度较低，部分金属掺杂钨青铜粉体未能被介孔氧化物包覆，一方面影响接枝效率，影响水性浆料的使用寿命，另一方面也会降低粉体在水性浆料中的分散性，进而使其制备的粘胶纤维颜色变深，且发热和保温性能下降。实施例12中烧结温度升高至700℃和实施例13中在550℃下增加烧结时间至4h，均导致改性复合粉体接枝层过厚，从而影响最终制备得到纤维的发热及保温性能。
通过实施例1与对比例1的对比测试结果表明，氧化铝包覆钨青铜粉体与聚乙二醇直接混合后，制备得到的改性纳米钨青铜分散在水中制备水性浆料，无法将粉体用氢键网络固定，导致浆料沉降时间缩短，使用寿命缩短，将其用于制备粘胶纤维，复合粉体分散效果差且聚乙二醇容易在相变过程中流失使得纤维发热及保温性能明显降低。
通过实施例1与对比例2的对比测试结果表明，无聚乙二醇接枝层的复合粉体分散性差，在水性浆料中容易沉降，用其制备得到的纤维的发热和保温性能显著降低。
通过实施例1与对比例3的对比测试结果表明，将氯化铝替换为氯化硅，导致粉体中间包覆层导热性能下降，降低其水性浆料在粘胶纤维应用中的保温性能和发热性。
通过实施例1与对比例4的对比测试结果表明，将改性的氧化铝直接与钨青铜共混，无法改善钨青铜在水中的分散性和稳定性，导致用其制备的水性浆料使用寿命急剧下降，并且还会降低下游粘胶纤维应用的白度、发热性能和保温性能。

Claims (10)

1.一种吸光发热蓄热水性浆料，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括陶瓷复合粉体5-60份、水性助剂0.1-5份以及水40-100份，其中所述陶瓷复合粉体是由纳米钨青铜为核心层，介孔氧化物为中间层，聚乙二醇为表层组成的三层结构复合粉体。
2.根据权利要求1所述的吸光发热蓄热水性浆料，其特征在于，所述纳米钨青铜结构为MxWO3，其中x＝0.01～0.4，M为碱金属、碱土金属元素中任意一种元素。
3.根据权利要求2所述的吸光发热蓄热水性浆料，其特征在于，所述x＝0.1-0.33，所述M为铯。
4.根据权利要求3所述的吸光发热蓄热水性浆料，其特征在于，所述介孔氧化物直接包覆于纳米钨青铜表面得到介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体，包覆所述纳米钨青铜所用的介孔氧化物源与纳米钨青铜的质量比为(0.5-1.5)：1。
5.根据权利要求4所述的吸光发热蓄热水性浆料，其特征在于，所述介孔氧化物为介孔氧化钛、介孔二氧化硅、介孔氧化钴、介孔氧化铬、介孔氧化铈、介孔氧化铝、介孔氧化铁和介孔氧化镁中的一种。
6.根据权利要求5所述的吸光发热蓄热水性浆料，其特征在于，所述聚乙二醇的相对分子量为350～2500。
7.根据权利要求6所述的吸光发热蓄热水性浆料，其特征在于，所述聚乙二醇接枝于介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体表面得到陶瓷复合粉体；制备所述陶瓷复合粉体所用的聚乙二醇与介孔氧化物包覆纳米钨青铜粉体的质量比为1：(1-5)。
8.根据权利要求1所述的吸光发热蓄热水性浆料，其特征在于，所述水性助剂为二甲基乙酰胺、丙二醇甲醚醋酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、1,4-丁内酯、乙二醇叔丁醚、丙二醇甲醚、D-柠檬烯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丙二醇苯醚中至少两种的组合。
9.根据权利要求8所述的吸光发热蓄热水性浆料，其特征在于，以所述吸光发热蓄热水性浆料的质量为基准，所述陶瓷复合粉体的质量百分比为10-50％。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的吸光发热蓄热水性浆料的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺为：将制备好的陶瓷复合粉体与混合均匀的水和水性助剂分批投入立式砂磨机中，研磨24～36小时后获得吸光发热蓄热水性浆料。
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