[發明專利]一種碳納米管界面增強的電子煙導油繩的制備方法

有效

• 申請號: 201610063448.7
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105544006B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 李典;田兆福;陸漓;梁俊;黃忠輝
• 申請（專利權）人: 廣西中煙工業有限責任公司
• 主分類號: D01F8/06
• 分類號: D01F8/06;D01F8/16;D01F8/14;D01F8/10;D01F8/18;C03C25/66
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 李紅團

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，特別涉及一種碳納米管界面增強的電子煙導油繩的制備方法。

背景技術

電子煙中的導油繩是霧化器產生煙霧的關鍵部分，其將煙油導入加熱絲加熱處霧化，形成煙霧。但是傳統的電子煙導油繩主要成分是玻璃纖維/聚合物的復合材料，雖然具有很好的絕緣性、導油性，但是其較脆而且耐磨性差，并且導熱性能不佳，容易產生干燒的現象，會影響電子煙煙霧的口感。

碳納米管是一種具有納米直徑的管狀碳纖維，由于其表面的碳原子以大量的SP²雜化存在，S軌道成分較多，而且離域電子較豐富，因此具有超強的力學性能，以及作為電學元件、半導體材料的優良潛力。碳納米管作為高分子材料的添加劑，被廣泛的應用在新型橡膠、塑料、纖維的制備過程中，在較低的摻入量下就能較好的提高高分子材料的熱力學性能和電學性能。碳納米管還可以接枝在聚合物和無機材料相交的界面上，不僅能增強兩者的粘結力，還能成為兩相的界面緩沖，增加了兩者的相容性的同時也能提高復合材料的整體結構。

碳納米管用于改性玻璃纖維增強樹脂，主要是提高了玻璃纖維增強樹脂的力學性能、導熱性能等方面，是目前改性玻璃纖維增強樹脂的有效方法之一。碳納米管增強玻璃纖維的制備方法主要是通過化學接枝的方式將碳納米管接枝在玻璃纖維的表面上，如授權公告號CN102229473B以及公開號CN102286160A所介紹；在經過和樹脂共混的方式制備得到碳納米管增強的玻璃纖維/聚合物復合材料，如授權公告號CN102329430B、授權公告號CN102382320B等所介紹。這樣得到的碳納米管增強的玻璃纖維/聚合物復合材料應較原始的玻璃纖維增強樹脂有更優異的力學性能和導熱性能。

將碳納米管增強的玻璃纖維/聚合物復合材料應用于電子煙導油繩，目前并沒有在電子煙領域中被報道的。

因此能將此碳納米管增強的玻璃纖維/聚合物復合材料進行紡絲形成纖維，這是目前并沒有在電子煙領域中被報道的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳納米管界面增強的電子煙導油繩的制備方法和導油繩。所述碳納米管界面增強的電子煙導油繩具體為一種碳納米管摻雜的玻璃纖維/聚合物復合材料。

為了保證不影響導油繩原有的性能，如具有良好的導油性、絕緣性、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高等，本發明采用將碳納米管摻入到玻璃纖維和聚合物材料的連接處，增強了玻璃纖維和聚合物樹脂的相容性，而且能提高整個復合材料的力學性能、導熱性能等。在經過紡絲之后形成碳納米管增強的玻璃纖維/聚合物復合纖維，通過纏繞制備得到碳納米管界面增強的電子煙導油繩。

本發明提出碳納米管界面增強的電子煙導油繩制備方法，具體步驟如下：

(1)制備碳納米管修飾的玻璃纖維：將10～1000g的玻璃纖維分散在水、乙醇等溶劑中，加入一定量酸化處理的碳納米管材料，在20～100℃下攪拌12～120小時，使得碳納米管上面的基團和玻璃纖維上面的基團充分反應；反應結束之后用去離子水將未反應的碳納米管清洗2～4次，60～200℃烘干后得到碳納米管修飾的玻璃纖維。

(2)制備碳管界面增強的電子煙導油繩：將步驟(1)所得的碳管修飾的玻璃纖維分散在0.05～5M的硅烷偶聯劑溶液中，預處理(混合修飾)1～8小時；將得到的預處理好的玻璃纖維浸泡在樹脂當中，經過紡絲固化得到纖維，最后將纖維纏繞成導油繩，60～100℃烘干將溶劑處理干凈之后，得到碳納米管界面增強的電子煙導油繩。

本發明中，所采用的碳納米管可以為單壁碳納米管或者多壁碳納米管，經過混酸酸化處理之后，將其截短至10-1000nm，優選50-500nm,并且側基上帶有大量的羧基和羥基。

本發明中，步驟(1)中，所加入的碳納米管材料的量為加入玻璃纖維的量的0.1％～25％。

本發明中，步驟(1)中，所加入的玻璃纖維的量可以為100-500g，可使用的溶劑可以為乙醇、水或者其混合溶液。

本發明中，步驟(1)中，碳納米管和玻璃纖維反應的溫度優選為50-80℃，反應時間優選為24-72小時。

本發明中，步驟(2)中，硅烷偶聯劑溶液的濃度優選為0.5～1M，混合修飾優選1～3小時。

本發明中，步驟(2)中，樹脂可以為環氧樹脂、醋酸乙烯酯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂。

本發明中，步驟(2)中，紡絲的方法可以使濕法紡絲、熔融紡絲、靜電紡絲。

本發明所得到的碳納米管界面增強的玻璃纖維/聚合物復合纖維的導熱系數0.3～4W/(m*k)