[發明專利]一種復合纖維及聚合物基柔性復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201310737522.5
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103709565A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 沈洋;張鑫;南策文;林元華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08K9/04;C08K7/08;C08K3/22;C08K3/24;C08J5/18;B29C41/00;D01F9/08;D01F1/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

1.一種復合纖維及聚合物基柔性復合薄膜，其特征在于：所述柔性復合薄膜包括復合纖維和聚合物基體，所述復合纖維的體積百分含量為1%～30%；

所述復合纖維由氧化物纖維和嵌入于氧化物纖維中的陶瓷顆粒和/或金屬顆粒組成；

所述聚合物基體為聚偏氟乙烯、環氧樹脂、聚偏氟乙烯-三氟乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯和聚酰亞胺中至少一種。

2.根據權利要求1所述的柔性復合薄膜，其特征在于：所述氧化物纖維為二氧化鈦纖維、氧化硅纖維或氧化鋁纖維；

所述陶瓷顆粒為BaTiO₃或Ba_xSr_1-xTiO₃，其中，x為0.1～0.8之間的數；

所述金屬顆粒為Al顆粒或Ag顆粒。

3.根據權利要求1或2所述的柔性復合薄膜，其特征在于：所述復合纖維中，所述陶瓷顆粒和/或所述金屬顆粒的體積百分含量為1%～70%；

所述陶瓷顆粒和/或所述金屬顆粒的粒徑為10nm～100nm。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的柔性復合薄膜，其特征在于：所述復合纖維的直徑為100nm～1μm，所述復合纖維的長度為1μm～1mm；

所述柔性復合薄膜的厚度為1μm～100μm。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的柔性復合薄膜，其特征在于：所述復合纖維的表面還包覆有多巴胺膜層；

所述多巴胺膜層的厚度為1nm～10nm。

6.權利要求1-5中任一項所述柔性復合薄膜的制備方法，包括如下步驟：

（1）將鈦酸四丁酯、硅酸四乙酯或鋁酸三異丙酯溶于有機溶劑Ⅰ中得到溶膠；將所述陶瓷顆粒和/或所述金屬顆粒加入至所述溶膠中，得到紡絲前驅體溶膠；

（2）將所述紡絲前驅體溶膠進行靜電紡絲，得到復合纖維的前驅體；

（3）將所述復合纖維的前驅體在450～550℃的條件下進行煅燒，得到所述復合纖維；

（4）將所述復合纖維分散于有機溶劑Ⅱ中得到懸浮液，向所述懸浮液中加入所述聚合物基體得到混合液；所述混合液經流延法制膜，即得到所述柔性復合薄膜。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述有機溶劑Ⅰ為乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇單甲醚、正戊烷和二甲苯中至少一種；

所述有機溶劑Ⅱ為二甲基甲酰胺、乙二醇單甲醚、正戊烷和二甲苯中至少一種。

8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述靜電紡絲在0.5～2kV/cm的電場下進行；

步驟（3）中，所述煅燒的時間為1小時～3小時。

9.根據權利要求6-8中任一項所述的制備方法，其特征在于：步驟（4）之后，所述方法還包括在40～80℃的條件下對所述柔性復合薄膜進行干燥的步驟。

10.根據權利要求6-9中任一項所述的制備方法，其特征在于：步驟（4）之前，所述方法還包括在所述復合物纖維的表面包覆所述多巴胺膜層的步驟：將所述復合纖維分散于多巴胺水溶液中，攪拌后經離心即得。