[發明專利]納米布料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811494844.0
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109736088A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 鄧飛
• 申請（專利權）人: 深圳烯灣科技有限公司
• 主分類號: D06M15/55
• 分類號: D06M15/55;D06M13/127;D06M10/00;D01F9/12;D06M101/40
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 潘霞

本發明涉及一種納米布料及其制備方法。該制備方法包括如下步驟：在保護性氣體氛圍下，對改性物和碳納米管陣列進行紫外光照射處理以進行接枝反應，得到改性碳納米管陣列；將改性碳納米管陣列進行紡絲，得到改性纖維；在改性纖維上設置前驅體，并在保護性氣體氛圍下于150℃～300℃下反應，得到碳納米纖維，前驅體選自雙酚A型環氧樹脂及雙酚F型環氧樹脂中的至少一種；將碳納米纖維進行紡織，得到改性布料；在保護性氣體氛圍中，對改性布料進行加熱加壓處理；及將加熱加壓處理后的改性布料置于溶解劑中浸泡，得到納米布料，溶解劑中含有丙酮。上述制備方法中的納米布料兼具斷裂韌性和防靜電性能。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，特別是涉及一種納米布料及其制備方法。

背景技術

碳納米纖維是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳納米纖維的質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，在國防軍工和民用方面都是重要材料。碳納米纖維不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。然而，傳統的碳納米纖維制成的布料斷裂韌性較差，限制了布料的應用。一些研究通過對碳納米纖維進行改性以得到斷裂韌性較高的布料，但是改性操作使得碳納米纖維的結構改變，導致制成的布料的防靜電性能降低，不能滿足實際需求。

發明內容

基于此，有必要提供一種納米布料的制備方法，該制備方法中的納米布料兼具斷裂韌性和防靜電性能。

此外，提供一種納米布料。

一種納米布料的制備方法，包括如下步驟：

在第一保護性氣體氛圍下，對改性物和碳納米管陣列進行紫外光照射處理以進行接枝反應，得到改性碳納米管陣列，所述改性物選自苯乙烯-丁二烯-丁烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁烯-丙烯嵌段共聚物及苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的至少一種；

將所述改性碳納米管陣列進行紡絲，得到改性纖維；

在所述改性纖維上設置前驅體，并在第二保護性氣體氛圍下于150℃～300℃下反應，得到碳納米纖維，所述前驅體選自雙酚A型環氧樹脂及雙酚F型環氧樹脂中的至少一種；

將所述碳納米纖維進行紡織，得到改性布料；

在第三保護性氣體氛圍中，對所述改性布料進行加熱加壓處理；及

將加熱加壓處理后的所述改性布料置于溶解劑中浸泡，得到納米布料，所述溶解劑中含有丙酮。

上述納米布料的制備方法，通過紫外光照射使得改性物接枝于碳納米管陣列上，改性物選自苯乙烯-丁二烯-丁烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁烯-丙烯嵌段共聚物及苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的至少一種，以于碳納米管陣列表面形成保護膜，以提高納米布料的斷裂韌性；并且，通過在碳納米纖維上設置前驅體，前驅體選自雙酚A型環氧樹脂及雙酚F型環氧樹脂中的至少一種，改性物中與環氧基親和的鏈段能夠在分子間作用力的驅動下于前驅體結合，并將改性物中與環氧基疏離的鏈段包裹，進一步提高碳納米纖維的斷裂韌性；通過將改性布料進行加熱加壓處理，有利布料的成型，使得碳納米管纖維排列的更加致密而增加布料的力學性能，再通過含有丙酮的溶解劑浸泡改性布料，使得改性物與增強體形成的結合物從改性布料上脫除，以恢復碳納米管的結構而保證納米布料的導電性能。經試驗驗證，上述制備方法得到的納米布料的斷裂韌性為8.30GPa～9.04GPa，電阻率為60mΩ·cm～80mΩ·cm，兼具斷裂韌性和防靜電性能。

在其中一個實施例中，所述在第三保護性氣體氛圍中，對所述改性布料進行加熱加壓處理的步驟中，加熱溫度為110℃～115℃，壓力為45kPa～98kPa，處理時間為5min～60min。

在其中一個實施例中，所述苯乙烯-丁二烯-丁烯嵌段共聚物中，所述苯乙烯鏈段、所述丁二烯鏈段與所述丁烯鏈段的摩爾比為1：3：3～1：1：1；及/或，