CN106048768A - 一种柔性吸波纤维长丝及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性吸波纤维长丝及其制备方法，该柔性吸波纤维长丝，纳米吸收剂均匀分散在纤维基材内部。该制备方法包括如下步骤：将纳米吸收剂置于处理液中处理；将纳米吸收剂与纤维材料均匀分散，制备复合聚合物切片；将复合聚合物切片，经烘燥、熔融挤压、纺丝、冷却、牵引、分丝、铺网、加固、切边、卷绕，制备柔性吸波纤维长丝。本发明柔性吸波纤维长丝具有力学强度高、吸收强度高、柔韧性好、重量轻、加工性好等优点。

Description

一种柔性吸波纤维长丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及纤维材料，具体地说是一种柔性吸波纤维长丝及其制备方法。

背景技术

随着现代电子工业的高速发展，电磁波在无线通讯等领域的应用已经深入了每个人的生活，为提高信号的传输速度，使用频率还在不断提高。卫星通过天线向地面发射和接收电磁波，手机与基站之间的讯息交换都是通过电磁波来完成音频、视频及各种数字信号的传输。另外，各种电子产品在工作时产生变化的电磁场都能产生电磁波，向环境中辐射了大量不同波长和频率的电磁波，电磁波干扰和电磁波污染日益严重。

吸波材料是指有效吸收入射的电磁波，并将电磁能转化为热能消耗或使电磁波干涉相消，从而使目标的回波强度显著减弱的一类功能材料。吸收材料在军用和民用两个领域都具有非常重要的应用价值。在雷达和无线电通讯系统中应用吸波材料，能有效地避免通讯线路间的干扰，提高雷达和通讯设备的灵敏度，从而提高通讯的质量；高频率的通讯系统和微波加热等设备的应用也需要用吸收材料来防止电磁辐射和泄漏，从而保护操作人员的身体健康和安全。

目前国内外关于吸波纤维的报道很少，发明专利(200710042437.1)提供了一种纳米吸波纤维及其制备方法，该方法由直径为1nm～100nm的纳米吸波功能颗粒和直径为30nm～2000nm的微纳米纤维组成，纳米吸波功能颗粒与微纳米纤维的质量百分比为3～35：65～97。通过制备含有微纳米纤维原料、溶剂、纳米吸波颗粒的纺丝液，或将纳米吸波颗粒与微纳米纤维原料的母粒或切片混合，采用静电纺丝方式制备纳米吸波纤维。该方法在纤维结构方面与本发明相似，但本发明通过对纳米吸收剂进行前处理，提高了其与纤维基材的相容性，进而提高了吸波纤维的强度；同时，本发明先制备纳米吸收剂与纤维基材的复合聚合物切片，通过在制备复合聚合物切片和熔融纺丝过程中多次分散，进一步提高了纳米吸收剂在纤维中的均匀性，从而提高了吸波纤维的吸波性能和力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性吸波纤维长丝及其制备方法，具有力学强度高、吸收强度高、柔韧性好、重量轻、加工性好、工艺简单、操作方便、经济环保等特点。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种柔性吸波纤维长丝，由纤维基材和纳米吸收剂构成，所述吸收剂均匀分散在纤维基材内部。

所述纳米吸收剂与纤维基材的质量配比为20～40：80～60。

所述吸收剂的粒径为1nm～100nm。

所述吸收剂为铁氧体、羰基铁、多晶铁、金属粉、合金粉、氮化铁、碳纤维、碳黑、碳纳米管、碳化硅、钛酸钡的一种或多种。

所述吸收剂的形状为片状、球状、纤维状、棒状、花状、树枝状、不规则状的一种或多种。

所述纤维基材为聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯一种或多种。

为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，一种柔性吸波纤维长丝的制备方法，按如下步骤进行：

1)、将纳米吸收剂置于处理液中处理10～60min，以提高纳米吸波剂与纤维基材的相容性；

2)、将步骤1所述处理后的纳米吸收剂与纤维基材均匀混合后，制备成复合聚合物切片；所述纳米吸收剂与纤维基材的质量配比为20～40：80～60。

3)、将步骤2所述复合聚合物切片，经烘干、熔融挤压、纺丝、冷却、牵引、分丝、铺网、加固、切边、卷绕步骤后，制备成柔性吸波纤维长丝。

所述处理液为乙醇、丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮的一种或多种。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

通过对纳米吸收剂进行前处理，提高了其与纤维基材的相容性，进而提高了吸波纤维的力学强度和加工性能；

首先制备纳米吸收剂与纤维基材的复合聚合物切片，通过在制备复合聚合物切片和熔融纺丝过程中多次分散，进一步提高了纳米吸收剂在纤维中的均匀性，从而提高了吸波纤维的吸波性能和力学性能。

采用本发明方法制备的柔性吸波纤维长丝，具有力学强度高、吸收强度高、柔韧性好、重量轻、加工性好等优点。本发明方法工艺简单、安全可靠、操作方便、经济环保，易于规模化批量生产。

附图说明

图1是一种柔性吸波纤维长丝的结构示意图。

图中：1代表不同种类、形状、大小的纳米吸收剂，2代表纤维基材。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

根据图1所示，一种柔性吸波纤维长丝，由纤维基材和纳米吸收剂构成，所述吸收剂均匀分散在纤维基材内部。所述纳米吸收剂与纤维基材的质量配比为20～40：80～60。所述吸收剂的粒径为1nm～100nm。所述吸收剂为铁氧体、羰基铁、多晶铁、金属粉、合金粉、氮化铁、碳纤维、碳黑、碳纳米管、碳化硅、钛酸钡的一种或多种。所述吸收剂的形状为片状、球状、纤维状、棒状、花状、树枝状、不规则状的一种或多种。所述纤维基材为聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯一种或多种。

实施例1：

1)、将粒径10nm球状羰基铁置于丙醇中处理30min；

2)、控制步骤1所述处理后的球状羰基铁与聚乙烯纤维基材质量比为20：80，并均匀混合，经熔融、铸带、切片，制备成复合聚合物切片；

3)、将步骤2所述复合聚合物切片，经烘干、熔融、挤压、纺丝、冷却、牵引、分丝、铺网、加固、切边、卷绕步骤后，制备成柔性吸波纤维长丝。

实施例2：

1)、将粒径10nm球状羰基铁和50nm的纤维状合金粉置于乙酸乙酯中处理60min后取出，形成纳米吸收剂混合物；羰基铁和纤维状合金粉的质量比例为40：60；

2)、控制步骤1所述处理后的纳米吸收剂混合物与聚酰胺纤维基材质量比为30：70，并将其均匀混合，经熔融、铸带、切片，制备成复合聚合物切片；

3)、将步骤2所述复合聚合物切片，经烘干、熔融、挤压、纺丝、冷却、牵引、分丝、铺网、加固、切边、卷绕步骤后，制备成柔性吸波纤维长丝。

实施例3：

1)、将粒径100nm不规则状铁氧体置于乙酸丁酯中处理10min；

2)、控制步骤1所述处理后的不规则状铁氧体与纤维基材质量比为40：60，并将其均匀混合，经熔融、铸带、切片，制备成复合聚合物切片；该纤维基材为聚乙烯、聚丙烯的混合物，聚乙烯、聚丙烯的质量比为30：70；

3)、将步骤2所述复合聚合物切片，经烘干、熔融、挤压、纺丝、冷却、牵引、分丝、铺网、加固、切边、卷绕步骤后，制备成柔性吸波纤维长丝。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (8)

1.一种柔性吸波纤维长丝，其特征在于，由纤维基材和纳米吸收剂构成，所述吸收剂均匀分散在纤维基材内部。

2.根据权利要求1所述的一种柔性吸波纤维长丝，其特征在于，所述纳米吸收剂与纤维基材的质量配比为20～40：80～60。

3.根据权利要求1所述的一种柔性吸波纤维长丝，其特征在于，所述吸收剂的粒径为1nm～100nm。

4.根据权利要求1所述的一种柔性吸波纤维长丝，其特征在于，所述吸收剂为铁氧体、羰基铁、多晶铁、金属粉、合金粉、氮化铁、碳纤维、碳黑、碳纳米管、碳化硅、钛酸钡的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种柔性吸波纤维长丝，其特征在于，所述吸收剂的形状为片状、球状、纤维状、棒状、花状、树枝状、不规则状的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种柔性吸波纤维长丝，其特征在于，所述纤维基材为聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯一种或多种。

7.一种柔性吸波纤维长丝的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：

1）、将纳米吸收剂置于处理液中处理10～60min，以提高纳米吸波剂与纤维基材的相容性；

2）、将步骤1所述处理后的纳米吸收剂与纤维基材均匀混合后，制备成复合聚合物切片；所述纳米吸收剂与纤维基材的质量配比为20～40：80～60；

3）、将步骤2所述复合聚合物切片，经烘干、熔融挤压、纺丝、冷却、牵引、分丝、铺网、加固、切边、卷绕步骤后，制备成柔性吸波纤维长丝。

8.根据权利要求7所述一种柔性吸波纤维长丝的制备方法，其特征在于，所述处理液为乙醇、丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮的一种或多种。