[发明专利]一种全波段高红外辐射塑料

说明书

技术领域

纳米粉体按照材料设计预定的配比，添加到有机高分子材料中，形成有机-无机复合材料，可以获得各种优良的物理性能和化学性能，这是材料科学领域一个大的发展方向。

纳米材料的制备和应用过程一直受限于纳米颗粒自身的团聚和纳米颗粒在基材中的分散两大难题，本发明公开的纳米母粒制造方法及其在树脂改性中的应用方法，旨在解决纳米粉体在工业生产中的这些关键问题。

出于环境保护的考虑，纳米粉体在工业生产中实际应用时，也需要制造成颗粒状，以减少对环境的影响，本发明公开的方法是解决这方面问题的优选途径。

背景技术

纳米粉体按照材料设计方案，添加到有机高分子材料中制成有机-无机复合材料，通过纳米效应及纳米粉体材料自身的性能特征，可以赋予有机高分子材料更加优良的物理性能和化学性能，例如包括但不仅限于，与有机高分子材料相比，添加纳米粉体的有机材料可以具有更高的硬度、耐摩擦性能和抗冲击性能，更好的耐化性能、耐候性能和防污性能，在一些特殊领域可以具有吸波性能、红外辐射性能、铁磁和电磁性能、压电性能、荧光吸收与发射性能等等。

纳米粉体按照材料设计方案，添加到有机高分子材料中，通过改变高分子材料的物理特性，例如包括但不仅限于，软化温度、高温粘度、高温流变性能、热熔、冷却固化性能等等，可以改善有机高分子材料的机械加工性能。

发明内容

本发明公开的一种全波段高红外辐射材料配方为：纳米硅酸锆：石墨烯：树脂的质量百分比为16%：4%：80%。

本发明公开的全波段高红外辐射材料制造工艺包括以下步骤：

1）将纳米硅酸锆与石墨烯充分混合搅拌均匀；

2）加入质量百分比为3%至5%的硅酸乙酯，使纳米硅酸锆与石墨烯的混合物表面被硅酸乙酯充分包裹；

3）将上述混合物加入塑料树脂，充分搅拌混合；

4）将树脂与纳米粉体的混合物通过双螺杆造粒机制造塑料母粒；

5）用制备好的塑料母粒制造各种塑料制品。

经测试本发明公开的红外辐射塑料在全波段辐射率大于95%，可以广泛应用于各种服装、包装材料、农膜等制品。

本发明公开的红外辐射配方中的硅酸锆与石墨烯的相对比例进行调整，可以获得成本比较经济而又可以满足性能需求的塑料产品。

本发明公开的红外辐射材料配方中的树脂可以选用PP、PE、ABS、PC、PA等各种塑料树脂。

本发明公开的塑料母粒制备工艺中使用的硅酸乙酯起表面活性剂和纳米粉体分散剂的作用，同时还可以根据生产要求选择钛酸丁酯、硬脂酸或硬脂酸盐等。

本发明公开的方法首先解决的是纳米粉体的自团聚问题，纳米粉体由于粒径小，表面积大，表面能也较高，因此自然存在相互团聚以减小表面能的趋势；纳米粉体颗粒的团聚使得纳米粉体颗粒变大，进而失去纳米效应，影响纳米粉体的功用。

纳米粉体材料通过本发明公开的方法进行加工，制成颗粒状复合材料，在工业生产过程中使用方便、环保，性能均匀稳定，极大地拓展了纳米材料的应用范围，改善了纳米材料的应用效果。

应用实例

一种用于制造包暖衣的红外辐射塑料的制造包括以下步骤：

1）以16%纳米硅酸锆和4%石墨烯混合均匀；

2）加入3%硅酸乙酯进行表层包覆；

3）将处理好的纳米粉体与聚丙烯树脂混合均匀；

4）混合料加入双螺杆挤出机，加温180度至200度，揉练20分钟至30分钟，挤出冷却并切粒；

5）所制纳米聚丙烯复合材料，具有高红外辐射性能。