[發明專利]一種納米吸波纖維及其制備方法

無效

• 申請號: 200710042437.1
• 申請日: 2007-06-22
• 公開（公告）號: CN101135071A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 郭敏
• 申請（專利權）人: 上海蘭度科技有限公司
• 主分類號: D01F1/10
• 分類號: D01F1/10;D01F6/62;D01F6/04;D01F6/18;D01F2/10;D01F6/60;D01F4/00;D01D5/08
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技術領域

本發明屬于吸波防輻射技術領域，它涉及一種納米吸波纖維及其制備方法。

背景技術

隨著現代科學技術的發展，電磁輻射對環境的影響日益增大，尋找一種能抵擋并削弱電磁波輻射的材料—吸波材料，成為當今材料科學的一大課題。人類對吸波材料的研究始于二戰期間，西方國家為實現軍事領先，投入巨資研究吸波材料。而今，隨著電信業的迅速發展，吸波材料的應用被深入到通訊抗干擾、環保及人體防護等諸多領域。??電磁輻射是通過熱效應、非熱效應、累積效應對人體造成直接和間接的傷害，將吸波材料用于電器、通訊業，可以降低電磁波輻射，確保人體健康。

目前所用的吸波產品基本都是將鐵氧體粉體涂覆在產品表面，或者是添加到產品的內部。鐵氧體涂覆的產品一般比較柔軟，但是在經受摩擦、洗滌等外力作用后很容易脫落，降低產品吸波性能。添加鐵氧體得到的材料基本是工業用硬質產品，柔軟性、可變形性都很差。

發明內容

本發明提供的一種納米吸波纖維，是一種含有納米吸波功能顆粒的微納米纖維，利用本發明提供的制備方法制備的納米吸波纖維不僅具有比普通吸波材料更強的吸波性能，而且纖維本身及其產品非常柔軟，同時由于吸波材料在纖維內部，使纖維具有了永久性吸波性能，即使受到摩擦、洗滌等外力作用，鐵氧體材料也不會脫落，產品的吸波性能也不會受到影響。

本發明解決技術問題的技術方案如下：

一種納米吸波纖維，其特征在于它是由直徑為1nm～100nm的納米吸波功能顆粒和直徑為30nm～2000nm的微納米纖維組成，其質量百分比為

納米吸波功能顆粒??3～35

微納米纖維????????65～97

所述的納米吸波功能顆粒選用鋅鉻鐵氧體、鎳鋅鐵氧體、鎳銅鐵氧體、鎳鉻鐵氧體、錳鋅鐵氧體、鈮鋅鐵氧體、鋇鐵氧體、鍶鐵氧體、鋼鐵氧體、鎂錳鐵氧體、鈷鎳鐵氧體、鋰錳鐵氧體的納米顆粒或碳納米管或兩者的混合物；

所述的微納米纖維的原料選用聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、纖維素、聚乳酸、聚己內酯及其共聚物、聚酰胺、聚氨酯、纖維素、大豆蛋白、蜘蛛蛋白、蠶絲蛋白、羊毛蛋白、兔毛蛋白或駝毛蛋白。

一種納米吸波纖維，其特征在于其制備方法是通過如下步驟實現的：

(1)將微納米纖維原料按與溶劑的質量百分比為2～30∶70～98的比例溶于溶劑內制備紡絲液；所選用的溶劑為苯酚、間甲酚、鄰氯酚、三氯甲烷、四氯乙烷、N，N-二甲基甲酰胺、苯、甲苯、三氯苯、硝基苯、乙酸異戊酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、丙醇、苯甲醇、丙酮、環己酮、四氫呋喃、二噁烷、乙醚、石油醚、三氯乙酸、烴類或這些溶劑中兩種或兩種以上的混合物；

(2)將直徑為1nm～100nm的納米吸波功能顆粒以與按步驟(1)制備的紡絲液的質量百分比為0.1～7∶93～99.9的比例加入按步驟(1)制備的紡絲液內制備含有納米吸波功能顆粒的紡絲液；用超聲波分散設備在超聲波分散功率為150W～1200W、分散頻率為20kHz～120kHz條件下對上述含有納米吸波功能顆粒的紡絲液進行1min～120min超聲波分散的處理，制得含充分均勻分散的納米吸波功能顆粒的紡絲液；

(3)將按步驟(2)制得的含充分均勻分散的納米吸波功能顆粒的紡絲液倒入靜電紡絲裝置的料筒中，在電壓為3kV～50kV、流量為0.1mL/h～0.7mL/h、接收距離為5cm～25cm的條件下進行靜電紡絲，制備得到一種納米吸波纖維。

一種納米吸波纖維，其特征在于其制備方法還可以通過如下步驟實現：

(1)將納米吸波功能顆粒與微納米纖維原料的母粒或切片按質量百分比為3～35∶65～97的比例均勻混合得到兩者的混合物，并將上述混合物在140～160℃條件下干燥16h～18h；

(2)將按步驟(1)制備的混合物倒入靜電紡絲裝置的進料口，通過螺桿擠壓機的擠壓使微納米纖維原料母粒或切片熔融并保持熔體溫度285～292℃，將納米吸波功能顆粒和已熔融的微納米纖維原料母粒或切片擠出噴絲口，在熔融過程中使用超聲波振動設備并采用分散功率為150W～1200W、分散頻率為20kHz～120kHz的工藝對螺桿擠壓機施加超聲振動，使納米吸波功能顆粒在超聲波振動作用下均勻分散在微納米纖維原料熔融體內；

(3)從靜電紡絲裝置的噴絲口擠出的含充分分散的納米吸波功能顆粒的微納米纖維原料熔融體在電壓為3kV～50kV、接收距離為5cm～25cm的條件下進行靜電紡絲，制備得到一種納米吸波纖維。