CN104129927B - 一种具有吸波特性的玻璃纤维棉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有吸波特性的玻璃纤维棉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)制备玻璃纤维。(2)用酸浸泡纤维，使其表面出现缺陷。(3)配制纳米浆料，将玻璃纤维放入纳米浆池中浸泡。所述酸是硫酸或氢氟酸，浓度为2～5mol/L；所述吸波材料是镍铁氧体、锌铁氧体、锰铁氧体中的一种或几种，粒径为10～100nm；所述纳米浆料为硫酸亚铁、硫酸铁水溶液，硫酸盐浓度为20～60％，固体含量为2～20％；所述热解温度为100～600℃。本方法用酸腐蚀纤维，纤维比表面积不断变大，与吸波材料的接触面积也大，吸波材料在纤维缺陷处随机分布，与纤维结合较为牢固。除此之外，本方法操作简单，成本较低，制得的产品具有优异的吸波特性，运用到家电等领域可以解决电磁辐射的难题。

Description

一种具有吸波特性的玻璃纤维棉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维棉的制备方法，特别是涉及一种具有吸波特性的玻璃纤维棉的制备方法。

背景技术

玻璃纤维棉是一种纤维状轻质材料，具有绝缘性好、导热系数低、抗热震性好、机械强度高等优异性能，被广泛地运用在建筑、家电、导弹、军工、航空航天、交通运输、体育运动器材等各个领域。但是随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大，在机场，飞机航班因电磁波干扰无法起飞而误点；在医院，移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作；在马路上，高大的建筑反射电磁波会造成重影，严重影响了人类的日常生活。目前常用的玻璃纤维棉并不具备优异的吸波性能，因而逐渐不能满足现代生活的需要。

吸波材料能够降低或减弱电磁干扰，它通过材料中各组分的不同的损耗机制，将入射电磁波转化成热能或其他形式的能量，以达到吸波的目的。常见的吸波材料中，铁氧体吸波材料的性能最佳，具有吸收频段高、吸收率高、匹配厚度薄等优点，电磁波易于进入并快速衰减，电磁波在介质中从低磁导向高磁导方向传播时，高磁导率的铁氧体引导电磁波，通过共振，可以大量吸收电磁波的辐射能量，再通过耦合就可以把电磁波的能量转变成热能。

采用适当的方法将铁氧体吸波材料添加到玻璃纤维中，可以适当改善玻璃纤维的吸波性能，将这种材料应用于建筑、家电、电子设备中可以较好地吸收泄露的电磁辐射，消除电磁干扰，为人类的生活提供便利。

申请号为201110345069.4的中国专利公开了一种环氧树脂复合吸波材料及其制备方法，属于电磁吸波材料领域。所述制备方法为将磁性填料、半导体填料、导电填料加入加热变稀的环氧树脂后混合均匀，加入固化剂进行固化。本发明将半导体填料与磁性填料、导电填料复合作为电磁吸波材料使用，不仅增大了电磁吸波材料吸波效能，而且有效地拓宽了吸波频带。

申请号为201110208367.9的中国专利公开了隔离器负载用吸波复合材料的制备方法，属于微波吸收材料技术，包括下述步骤：1)将粉体投入稀释剂中，搅拌，分散；2)放入环氧树脂和固化剂，并在70～100℃下搅拌脱气；3)真空搅拌脱气，温度从90～120℃逐步加温；4)至无气泡产生时，进行浇注，得到浇注体；5)浇注体固化，脱模，最后经切割、打磨，加工成所需规格的试样。本发明的有益效果是，采用本发明的方法制备的微波吸收复合材料具有良好微波吸收性能，在8～12GHz，25℃条件下，吸收损耗在4.69～6.88dB/mm之间，击穿强度达1000V/mm，软化温度为170℃，该微波吸收材料可用作X波段隔离器中的负载元件。。

上述发明都是吸波复合材料，以树脂作为基体，纤维作为增强材料，制得的产品具有吸波特性以及良好的力学性能，但以玻璃纤维为基体的吸波复合材料的研究还比较少见。以上两种方法均采用固化的方法，操作复杂，成本较高，且制得的产品韧性不高，对玻璃纤维来说，固化会大大影响其保温隔热性能，限制其应用领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有吸波特性的玻璃纤维棉的制备方法，操作简单，成本较低，制得的产品兼具优异的保温隔热性能和吸波性能。

一种具有吸波特性的玻璃纤维棉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)制备长度为3～8mm，直径为1～6μm的玻璃纤维；

(2)用酸溶液浸泡玻璃纤维，使其表面出现缺陷，浸泡时间为2～5天，浸泡完取出纤维清洗干净后晾干；

(3)将吸波材料配制成纳米浆料放入浆池中，将玻璃纤维进入纳米浆池中浸泡1～2天，取出纤维干燥热解，制得具有吸波特性的玻璃纤维棉。

所述的酸溶液是硫酸或氢氟酸，浓度为2～5mol/L；所述的吸波材料是镍铁氧体、锌铁氧体、锰铁氧体中的一种或几种，粒径为10～100nm；所述的纳米浆料固体含量为2～20％；所述的纳米浆料为硫酸亚铁、硫酸铁水溶液，硫酸盐浓度为20～60％；所述的热解温度为100～600℃。

本发明的优点：

(1)用酸溶液腐蚀玻璃纤维，纤维表面粗糙度不断变大，比表面积变大，放入含大量吸波材料的纳米浆池中，纤维和吸波材料的接触面积也大，吸波材料在纤维缺陷处随机分布，与纤维结合较为牢固。

(2)本方法操作简单，成本较低，制得的产品具有优异的吸波特性，运用领域更加广泛。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例1

一种具有吸波特性的玻璃纤维棉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)制备长度为3mm，直径为1μm的玻璃纤维；

(2)用浓度为2mol/L的硫酸溶液浸泡玻璃纤维，使其表面出现缺陷，浸泡时间为2天，浸泡完取出纤维清洗干净后晾干；

(3)将吸波材料镍铁氧体、锌铁氧体、锰铁氧体配制成固体含量2％，固体粒径10nm的纳米浆料，放入浆池中，将玻璃纤维放入纳米浆池中浸泡1天后取出，在100℃下干燥热解，即可制得具有吸波特性的玻璃纤维棉。

其中，纳米浆料为硫酸亚铁、硫酸铁水溶液，硫酸盐浓度为20％。

实施例2

一种具有吸波特性的玻璃纤维棉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)制备长度为8mm，直径为6μm的玻璃纤维；

(2)用浓度为5mol/L的氢氟酸溶液浸泡玻璃纤维，使其表面出现缺陷，浸泡时间为5天，浸泡完取出纤维清洗干净后晾干；

(3)将吸波材料镍铁氧体、锌铁氧体、锰铁氧体配制成固体含量20％，固体粒径100nm的纳米浆料，放入浆池中，将玻璃纤维放入纳米浆池中浸泡2天后取出，在600℃下干燥热解，即可制得具有吸波特性的玻璃纤维棉。

其中，纳米浆料为硫酸亚铁、硫酸铁水溶液，硫酸盐浓度为60％。

上述仅为本发明的两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种具有吸波特性的玻璃纤维棉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)制备长度为3～8mm，直径为1～6μm的玻璃纤维；

(2)用酸溶液浸泡玻璃纤维，使其表面出现缺陷，浸泡时间为2～5天，浸泡完取出纤维清洗干净后晾干；

(3)将吸波材料配制成纳米浆料放入浆池中，将玻璃纤维放入纳米浆池中浸泡1～2天，取出纤维干燥热解，制得具有吸波特性的玻璃纤维棉；

所述的酸溶液是硫酸或氢氟酸，浓度为2～5mol/L；所述的吸波材料是镍铁氧体、锌铁氧体、锰铁氧体中的一种或几种，粒径为10～100nm；所述的纳米浆料固体含量为2～20％；所述的纳米浆料为硫酸亚铁、硫酸铁水溶液，硫酸盐浓度为20～60％；所述的热解温度为100～600℃。