CN109651966A - 抗静电航空用植物基胶带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗静电航空用植物基胶带，所述航空用植物基胶带包括依次层叠的抗静电层、基材层以及胶层；所述抗静电层包括0.3～0.5重量份的导电碳纤维、10～30重量份的聚乙烯以及20～40重量份的乙烯丙烯酸共聚物。上述抗静电航空用植物基胶带，基材层表面具有抗静电层，抗静电层含有导电碳纤维，导电碳纤维分散于聚乙烯以及乙烯丙烯酸共聚物中并通过聚乙烯以及乙烯丙烯酸共聚物牢牢附着在基材层上，能够避免静电在植物基胶带富集影响植物基胶带使用安全性。更近一步地，由于导电碳纤维具有强度大、重量轻的特点，当其在基材上形成抗静电层时，导电碳纤维还能够增强植物基胶带的强度，进一步提高植物基胶带的应用范围以及使用安全性。

Description

抗静电航空用植物基胶带及其制备方法
技术领域
本发明属于植物基胶带制备技术领域，具体涉及一种抗静电航空用植物基 胶带及其制备方法。
背景技术
在航空领域，飞机飞行有着严格的安全规章制度，同样，飞机的每一次维 修过程、每一项维修环节如何进行操作，执行什么样的维修流程，同样有章可 循。在飞机维修过程中，使用胶带是较为常见的现象，特别是在如短停工作这 样的飞机短暂维修工作中，对遇到的一些停场时间不足、可以延后处理的飞机 外部构型缺损，在满足CDL(ConfigurationDeviation List，外形缺损清单)， 确保飞行安全的前提下，可以进行暂时性的修补处理，待飞机航后工作或定检 工作时再进行完全处理。对于在安全飞行标准内的细小伤痕，使用植物基胶带 及时处理，来保证航班的正常性工作，维护最广大旅客的正常出行，不仅是符合规定要求的，也是正常的、必须的。而当飞机外形伤痕超过了CDL相关标 准，飞机就不能起飞，必须进行立即的、完全性地修理。
航空胶带分为两种，一种较薄，用在飞机不受力部件的临时性维修工作， 如客舱内部装饰板的临时性修补等。另一种航空胶带则较厚，多用于飞机外部 受力、迎风等部件的表面临时性处理，包括凹痕、裂纹、漆皮磨损、消音层脱 层、撕裂等。胶带一般外表为铝箔胶类和铜箔胶类，铝箔胶类主要用于集体外 部修补，也可用于受热蒸气管道的包裹，可以起到防止温度向外散失的作用， 而铜箔胶类则主要用于难以固定的绝缘体的导电，在航空范围内用途较少。
用于飞机外部受力、迎风等部件的表面临时性处理用的胶带，由于使用环 境多变、复杂、苛刻等原因，胶带极易产生静电，静电不仅会吸附粉尘，还 会影响胶带的使用安全性。
发明内容
本发明针对航空用胶带易产生静电，吸附粉尘、影响使用安全性的问题， 提供一种抗静电航空用植物基胶带及其制备方法。
本发明提供的一种抗静电航空用植物基胶带，所述航空用植物基胶带包括 依次层叠的抗静电层、基材层以及胶层；
所述抗静电层包括0.3～0.5重量份的导电碳纤维、10～30重量份的聚乙烯 以及20～40重量份的乙烯丙烯酸共聚物。
在其中一个实施例中，所述抗静电层还包括0.2～1.8重量份的氧化石墨烯。
在其中一个实施例中，所述抗静电层包括0.4重量份的导电碳纤维、20重 量份的聚乙烯、30重量份的乙烯丙烯酸共聚物以及1.0重量份的氧化石墨烯。
在其中一个实施例中，所述基材层为铝箔。
在其中一个实施例中，所述基材层具有点状通孔。
在其中一个实施例中，所述抗静电层的厚度为5μm～15μm。
在其中一个实施例中，所述导电碳纤维的长度为6mm～9mm。
本发明还提供了一种如上所述的抗静电航空用植物基胶带的制备方法，包 括以下步骤：
将配方量的导电碳纤维置于有机溶剂中，超声分散制得导电碳纤维分散 液；
将聚乙烯、乙烯丙烯酸共聚物加入上述导电碳纤维分散液中，于88～90℃ 温度条件并在氮气保护下搅拌反应1～3h，制得抗静电材料；
将所述抗静电材料涂覆于所述基材层上。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂为二甲基甲酰胺。
在其中一个实施例中，当所述抗静电层含有氧化石墨烯时，先将所述氧化 石墨烯与所述导电碳纤维球磨混合。
上述抗静电航空用植物基胶带，基材层表面具有抗静电层，抗静电层含有 导电碳纤维，导电碳纤维分散于聚乙烯以及乙烯丙烯酸共聚物中并通过聚乙烯 以及乙烯丙烯酸共聚物牢牢附着在基材层上，能够避免静电在植物基胶带富集 影响植物基胶带使用安全性。更近一步地，由于导电碳纤维具有强度大、重量 轻的特点，当其在基材上形成抗静电层时，导电碳纤维还能够增强植物基胶带 的强度，进一步提高植物基胶带的应用范围以及使用安全性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施 方式对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用 以解释本发明，但并不用于限定本发明。
本发明提供的一种抗静电航空用植物基胶带，所述航空用植物基胶带包括 依次层叠的抗静电层、基材层以及胶层；所述抗静电层包括0.3～0.5重量份的 导电碳纤维、10～30重量份的聚乙烯以及20～40重量份的乙烯丙烯酸共聚物。
上述抗静电航空用植物基胶带，基材层表面具有抗静电层，抗静电层含有 导电碳纤维，导电碳纤维分散于聚乙烯以及乙烯丙烯酸共聚物中并通过聚乙烯 以及乙烯丙烯酸共聚物牢牢附着在基材层上，能够避免静电在植物基胶带富集 影响植物基胶带使用安全性。更近一步地，由于导电碳纤维具有强度大、重量 轻的特点，当其在基材上形成抗静电层时，导电碳纤维还能够增强植物基胶带 的强度，进一步提高植物基胶带的应用范围以及使用安全性。
此外，导电碳纤维具有良好的导热性，能够提高抗静电层的导热性能，在 植物基胶带应用于航空器上时，能够使由于航空器高速运动产生的热量快速散 去，避免热量在植物基胶带富集导致植物基胶带温度过高老化或粘结性降低。
作为一种可选实施方式，抗静电层还包括0.2～1.8重量份的氧化石墨烯。 氧化石墨烯具有大量的含氧官能团，在抗静电层中能够与导电碳纤维、聚乙烯 以及乙烯丙烯酸共聚物的中的某些官能团产生共价键结合，有利于导电碳纤维 以及氧化石墨烯在抗静电层中的均匀分布，并且氧化石墨烯也具有一定的导电 性能，以提高抗静电层的导电性能。
作为一种可选实施方式，抗静电层包括0.4重量份的导电碳纤维、20重量 份的聚乙烯、30重量份的乙烯丙烯酸共聚物以及1.0重量份的氧化石墨烯。当 抗静电层是由该比例的原料制备而成时，植物基胶带的抗静电性、抗冲击性、 导热性能均明显提高，并且与基材层的粘结强度也能满足抗静电层在植物基胶 带各种使用环境下不易脱落的基本要求。
作为一种可选实施方式，基材层为铝箔。进一步可选地，基材层具有点状 通孔。在制备抗静电层时，抗静电材料通过点状通孔渗入胶层中，能够进一步 提高抗静电层在植物基胶带上的粘结强度。
作为一种可选实施方式，抗静电层的厚度为5μm～15μm。优选地，抗 静电层的厚度为8μm～12μm，更优选地抗静电层的厚度为10μm。抗静 电层的作用是提供导电性，然而若抗静电层的厚度过大则成本高，并且影响植 物基胶带的使用性能，若抗静电层的厚度过小则抗静电层强度过小，容易在使 用过程中受损。
作为一种可选实施方式，导电碳纤维的长度为6mm～9mm。虽然导电碳 纤维的长度与导电碳纤维的强度呈正比，但是若导电碳纤维过长容易在体系中 团聚或者不易分布均匀。而在本实施例中，由于氧化石墨烯的存在，其能够提 高导电碳纤维的分散性能，以形成较为均一的抗静电材料。
本发明的第二大方面，提供了一种上述抗静电航空用植物基胶带的制备方 法，包括以下步骤：将配方量的导电碳纤维置于有机溶剂中，超声分散制得导 电碳纤维分散液；将聚乙烯、乙烯丙烯酸共聚物加入上述导电碳纤维分散液中， 于88～90℃温度条件并在氮气保护下搅拌反应1～3h，制得抗静电材料；将抗 静电材料涂覆于基材层上。上述制备方法通过使导电碳纤维超声分散于有机溶 剂中，能够保证制备的抗静电层中导电碳纤维均匀分散，提高抗静电性能。
可选地，有机溶剂为二甲基甲酰胺。
可选地，当抗静电层含有氧化石墨烯时，先将氧化石墨烯与导电碳纤维球 磨混合。氧化石墨烯与导电碳纤维球磨混合，使氧化石墨烯的官能团与导电碳 纤维充分接触形成共价键，能够进一步使形成共价键的复合物质与聚乙烯、乙 烯丙烯酸共聚物形成共价键，从而有利于各物质形成浓度均一的抗静电材料。
实施例1
将0.4kg、7mm长的导电碳纤维置于1.0L二甲基酰胺中，超声分散30min 制得导电碳纤维分散液。将20kg聚乙烯和30kg乙烯丙烯酸共聚物与导电碳 纤维分散液混合，于88～90℃温度条件并在氮气保护下搅拌反应2h，制得抗 静电材料。
将抗静电材料涂覆于铝箔基材上，形成10μm厚的抗静电层。
将胶黏剂涂覆于铝箔基材的另一侧，形成胶层。
实施例2
将0.3kg、6mm长的导电碳纤维置于1.0L二甲基酰胺中，超声分散30min 制得导电碳纤维分散液。将10kg聚乙烯和20kg乙烯丙烯酸共聚物与导电碳 纤维分散液混合，于88～90℃温度条件并在氮气保护下搅拌反应1h，制得抗 静电材料。
将抗静电材料涂覆于铝箔基材上，形成5μm厚的抗静电层。
将胶黏剂涂覆于铝箔基材的另一侧，形成胶层。
实施例3
将0.5kg、9mm长的导电碳纤维置于1.0L二甲基酰胺中，超声分散30min 制得导电碳纤维分散液。将30kg聚乙烯和40kg乙烯丙烯酸共聚物与导电碳 纤维分散液混合，于88～90℃温度条件并在氮气保护下搅拌反应3h，制得抗 静电材料。
将抗静电材料涂覆于铝箔基材上，形成15μm厚的抗静电层。
将胶黏剂涂覆于铝箔基材的另一侧，形成胶层。
实施例4
将0.4kg、7mm长的导电碳纤维以及1.0kg的氧化石墨烯置于3.0L二甲 基酰胺中，超声分散30min制得导电碳纤维分散液。将20kg聚乙烯和30kg 乙烯丙烯酸共聚物与导电碳纤维分散液混合，于88～90℃温度条件并在氮气保 护下搅拌反应2h，制得抗静电材料。
将抗静电材料涂覆于铝箔基材上，形成10μm厚的抗静电层。
将胶黏剂涂覆于铝箔基材的另一侧，形成胶层。
实施例5
将0.4kg、7mm长的导电碳纤维以及0.2kg的氧化石墨烯置于3.0L二甲 基酰胺中，超声分散30min制得导电碳纤维分散液。将20kg聚乙烯和30kg 乙烯丙烯酸共聚物与导电碳纤维分散液混合，于88～90℃温度条件并在氮气保 护下搅拌反应2h，制得抗静电材料。
将抗静电材料涂覆于铝箔基材上，形成10μm厚的抗静电层。
将胶黏剂涂覆于铝箔基材的另一侧，形成胶层。
实施例6
将0.4kg、7mm长的导电碳纤维以及1.8kg的氧化石墨烯置于3.0L二甲 基酰胺中，超声分散30min制得导电碳纤维分散液。将20kg聚乙烯和30kg 乙烯丙烯酸共聚物与导电碳纤维分散液混合，于88～90℃温度条件并在氮气保 护下搅拌反应2h，制得抗静电材料。
将抗静电材料涂覆于铝箔基材上，形成10μm厚的抗静电层。
将胶黏剂涂覆于铝箔基材的另一侧，形成胶层。
实施例7
将0.4kg、7mm长的导电碳纤维置于1.0L二甲基酰胺中，超声分散30min 制得导电碳纤维分散液。将20kg聚乙烯和30kg乙烯丙烯酸共聚物与导电碳 纤维分散液混合，于88～90℃温度条件并在氮气保护下搅拌反应2h，制得抗 静电材料。
将抗静电材料涂覆于铝箔基材上，形成10μm厚的抗静电层。其中，铝 箔基材上具有孔径为0.4μm的点状通孔。
将胶黏剂涂覆于铝箔基材的另一侧，形成胶层。
实施例8
将0.4kg、7mm长的导电碳纤维置于1.0L二甲基酰胺中，超声分散30min 制得导电碳纤维分散液。将20kg聚乙烯和30kg乙烯丙烯酸共聚物与导电碳 纤维分散液混合，于88～90℃温度条件并在氮气保护下搅拌反应2h，制得抗 静电材料。
将抗静电材料涂覆于铝箔基材上，形成10μm厚的抗静电层。其中，铝 箔基材上具有孔径为0.8μm的点状通孔。
将胶黏剂涂覆于铝箔基材的另一侧，形成胶层。
对比例1
与实施例1制得的植物基胶带相比，没有抗静电层。
实施例1至实施例8制得的植物基胶带应用于航空器时，在使用过程中未 出现吸附粉尘的现象。并且实施例1至实施例8制得的植物基胶带的使用寿命 相对于对比例1制得的植物基胶带相比，耐候性提高10％以上。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例 是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的 范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种抗静电航空用植物基胶带，其特征在于，所述航空用植物基胶带包括依次层叠的抗静电层、基材层以及胶层；
所述抗静电层包括0.3～0.5重量份的导电碳纤维、10～30重量份的聚乙烯以及20～40重量份的乙烯丙烯酸共聚物。
2.根据权利要求1所述的抗静电航空用植物基胶带，其特征在于，所述抗静电层还包括0.2～1.8重量份的氧化石墨烯。
3.根据权利要求2所述的抗静电航空用植物基胶带，其特征在于，所述抗静电层包括0.4重量份的导电碳纤维、20重量份的聚乙烯、30重量份的乙烯丙烯酸共聚物以及1.0重量份的氧化石墨烯。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的抗静电航空用植物基胶带，其特征在于，所述基材层为铝箔。
5.根据权利要求4所述的抗静电航空用植物基胶带，其特征在于，所述基材层具有点状通孔。
6.根据权利要求4所述的抗静电航空用植物基胶带，其特征在于，所述抗静电层的厚度为5μm～15μm。
7.根据权利要求4所述的抗静电航空用植物基胶带，其特征在于，所述导电碳纤维的长度为6mm～9mm。
8.一种如权利要求1至7任意一项所述的抗静电航空用植物基胶带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将配方量的导电碳纤维置于有机溶剂中，超声分散制得导电碳纤维分散液；
将聚乙烯、乙烯丙烯酸共聚物加入上述导电碳纤维分散液中，于88～90℃温度条件并在氮气保护下搅拌反应1～3h，制得抗静电材料；
将所述抗静电材料涂覆于所述基材层上。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为二甲基甲酰胺。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，当所述抗静电层含有氧化石墨烯时，先将所述氧化石墨烯与所述导电碳纤维球磨混合。
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