[发明专利]一种皮芯结构气凝胶复合纤维、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种皮芯结构气凝胶复合纤维的制备方法，其特征在于包括：

采用皮芯复合纺丝技术，使气凝胶颗粒与熔融状态的聚合物材料于喷丝孔末端进行复合，同步拉丝、冷却，形成皮芯结构气凝胶复合纤维，所述皮芯结构气凝胶复合纤维包括：包含气凝胶颗粒的芯，以及，包覆所述芯的皮层，所述皮层包含聚合物材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：采用皮芯复合纺丝技术，将所述气凝胶颗粒挤出到所述聚合物材料形成的空隙内，形成皮芯结构气凝胶复合纤维。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于包括：使所述气凝胶颗粒和熔融状态的聚合物材料分别通过导管结构挤入喷丝孔，并在喷丝孔末端进行复合，形成皮芯结构气凝胶复合纤维；优选的，所述导管结构包含一根以上导管；优选的，所述导管的直径在8mm以下；优选的，所述喷丝孔的孔数在一个以上，所述喷丝孔的形状包括规则形状和/或不规则形状；尤其优选的，所述规则形状包括圆形和/或多边形。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于包括：使所述气凝胶颗粒与熔融状态的聚合物材料于狭缝结构中进行复合，之后挤入喷丝孔，形成皮芯结构气凝胶复合纤维；

和/或，所述拉丝的速度小于5000m/min。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述聚合物材料的温度为160～270℃，和/或，所述气凝胶颗粒的温度为-15～350℃；和/或，所述气凝胶颗粒与聚合物材料的质量比为0.1～25：100；

优选的，所述聚合物材料包括聚酯、聚烯烃、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚砜、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和纤维素中的任意一种或两种以上的组合；尤其优选的，所述聚酯包括聚(乙二醇对苯二甲酸酯)、聚(丁二醇对苯二甲酸酯)和聚对苯二甲酸-1,4-环己二甲酯中的任意一种或两种以上的组合；尤其优选的，所述聚烯烃包括聚丙烯和/或聚乙烯；

优选的，所述气凝胶颗粒包括二氧化硅气凝胶颗粒、二氧化钛气凝胶颗粒、三氧化二铝气凝胶颗粒和功能化复合气凝胶颗粒中的任意一种或两种以上的组合；尤其优选的，所述气凝胶颗粒的平均粒径为10nm～20μm。

6.一种皮芯结构气凝胶复合纤维，其特征在于包括：包含气凝胶颗粒的芯，以及，包覆所述芯的皮层，所述皮层包含聚合物材料。

7.根据权利要求6所述的皮芯结构气凝胶复合纤维，其特征在于包括一个以上的中空纤维结构，且所述气凝胶颗粒填充于所述一个以上的中空纤维结构的空隙内。

8.根据权利要求7所述的皮芯结构气凝胶复合纤维，其特征在于：所述中空纤维结构的截面形貌包括规则形状和/或不规则形状；优选的，所述规则形状包括圆形和/或多边形；和/或，所述中空纤维结构的直径为10nm～100μm，壁厚为10nm～100μm，分特克斯数为0.5～1000dtex；和/或，所述皮芯结构气凝胶复合纤维的形态包括单丝纤维、纤维线、纤维布、纤维毡、纤维纸和纤维棒中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述皮芯结构气凝胶复合纤维包括波纹纤维和/或直纤维。