一种光学仪器纤维面板用功能玻璃的制作方法

文档序号:15182909发布日期:2018-08-17 06:39阅读:220来源:国知局

本发明涉及光学仪器的技术领域,尤其涉及一种光学仪器纤维面板用功能玻璃。



背景技术:

玻璃纤维作为一种工程纤维材料,是由玻璃原料在高温熔融状态下拉丝制备而成,具有耐高温、抗化学腐蚀、强度高、模量高等一系列优良性能。玻璃纤维已成为树脂基复合材料最重要的增强材料之一,已在航空、航天、舰船、化工冶金等领域得到了充分应用。

随着大规模集成电路的快速发展以及电子设备的日益普及,电磁波不仅影响设备的正常工作,而且还会造成信息的泄露,但是作为电子元器件外壳的工程塑料对电子产品产生的电磁波无任何屏蔽作用。因此,电磁屏蔽材料也越来越受到人们的关注,赋予高分子复合材料以导电性能将有效解决电磁屏蔽问题。

一般的有机玻璃表面镀上的玻璃纤维膜,在玻璃纤维为经过预处理的过程时,作为光学仪器纤维面板用功能玻璃,往往在高温条件下,其应用效果较差,很难达到预期的效果,本发明主要提高玻璃纤维/石墨烯的改性,调高改性玻璃纤维在有机玻璃表面的应用效果。



技术实现要素:

本发明针对现有技术的不足,提供一种光学仪器纤维面板用功能玻璃,具有耐高温、导电性能更好,实用寿命更长的优势。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:

一种光学仪器纤维面板用功能玻璃,包括有机玻璃和改性玻璃纤维膜层,所述改性玻璃纤维膜层覆盖在有机玻璃的表面,所述改性玻璃纤维膜层的厚度为1~3mm,所述有机玻璃的厚度为6~12mm。

优选的,一种光学仪器纤维面板用功能玻璃的制备方法包括以下几个步骤,

(1)于反应釜中,先加入30~80l的甲基丙烯酸甲酯本体聚合材料、50~100g过氧化二苯甲酰引发剂和2~4l的邻苯二甲酸二丁酯催化剂,待过氧化二苯甲酰固体粉末完全溶解后,将反应釜置于水浴条件下,水浴加热至85~95℃,保温并不断搅拌,得到粘稠的浆液,最后在盛有冷水的冷却池中冷却至40~50℃,倒入模具中,封好灌料口;

(2)低温预聚:将(1)所述注有浆液的模具放入50℃的烘箱中,保温5~10h进行低温聚合;

(3)高温聚合:当(2)聚合完成后得到柔软透明固体,升温至100~120℃下继续聚合2~4h,使之完全反应,完成后均匀喷洒粉状改性玻璃纤维,进行按压处理使有机玻璃表面与改性玻璃纤维粉末融为一体,冷却至30~40℃,将其放入水中浸泡,最后利用砂磨轮进行有机玻璃表面打磨至光滑形成改性玻璃纤维膜层即可。

优选的,所述改性玻璃纤维粉末是将玻璃原料在高温熔融状态下拉丝制备玻璃纤维,粉碎,所得玻璃纤维的粉碎成长度为1~2mm的粉末状,将玻璃纤维粉末经过预处理,然后进行石墨烯的改性。

优选的,所述玻璃纤维粉末的预处理是在450~500℃条件下煅烧90~110min除去表面浸润剂,然后在丙酮溶液中浸泡清洗处理45~60min,完成后采用3mol/l的盐酸溶液进行羟基化处理60~70min,水洗后在60℃下烘干备用,所得羟基化处理的玻璃纤维样品浸没在猪血清蛋白溶液中60~100min,完成后清洗,并在通风橱中烘干备用。

优选的,所述石墨烯的改性过程,是配置0.1wt%的氧化石墨烯分散液,调节ph为5.0~5.5,将预处理后的玻璃纤维加入至氧化石墨烯分散液中,静置30~40min,期间适当搅拌,完成后用蒸馏水冲洗并在60℃下烘干备用得玻璃纤维/氧化石墨烯,配置氢碘酸:乙酸1:2.5的体积比的混合液,盛放反应釜中,加入玻璃纤维/氧化石墨烯,密封后在40℃条件下进行还原后得到改性玻璃纤维粉末。

优选的,所述氧化石墨烯为采用hummers法制备的氧化石墨烯。

利用射线衍射仪测定氧化石墨烯样品的衍射峰,发现衍射峰尖锐,说明石墨烯的结晶性能好,空间结构排列规整,不存在残留的石墨烯,氧化石墨烯通过红外分析图谱的图中可以看出,石墨经过氧化后表面的官能团变得丰富,经过强酸氧化后,氧化石墨烯主要含有羟基、羰基、羧基官能团,这些官能团易和水分子形成氢键,表现出良好的亲水性。

采用猪血清蛋白改性玻璃纤维表面,得到表面呈正电荷的玻璃纤维,通过静电吸附作用,将带有负电荷的氧化石墨烯包覆在玻璃纤维的表面,随后,采用氢碘酸还原包覆在玻璃纤维表面的氧化石墨烯,得到石墨烯包覆的玻璃纤维复合导电材料,其电导率在4.5s/m以上,达到导电级别,可用于编织抗电磁辐射导电织物,所得导电玻璃纤维材料具有一定的柔性,在弯曲不同的角度后,电导率几乎没有变化,同时导电玻璃纤维还具有一定的热稳定性,可以在较高温度下使用,相对于其他导电分子纤维,具有更加广泛的应用范围。

本发明的优点在于:在有机玻璃的表面镶嵌了一层改性的玻璃纤维膜层,玻璃纤维在经过改性过后,具有更好的导电性能,预处理的过程也非常的重要,玻璃纤维在经过预处理后更加容易的与带有负电荷的氧化石墨烯进行吸附,最后氧化石墨烯还原过后包覆在玻璃纤维表面,具有很好的韧性和导电性能,用于光学仪器纤维面板的制备,具有耐高温,安全、可靠的特点。

附图说明

图1:为本发明结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例:

如图1所示:一种光学仪器纤维面板用功能玻璃,包括有机玻璃1和改性玻璃纤维膜层2,所述改性玻璃纤维膜层2覆盖在有机玻璃1的表面,所述改性玻璃纤维膜层2的厚度为1~3mm,所述有机玻璃1的厚度为6~12mm。

该光学仪器纤维面板用功能玻璃的制备方法,包括以下几个步骤,

(1)于反应釜中,先加入50l的甲基丙烯酸甲酯本体聚合材料、60g过氧化二苯甲酰引发剂和2~4l的邻苯二甲酸二丁酯催化剂,待过氧化二苯甲酰固体粉末完全溶解后,将反应釜置于水浴条件下,水浴加热至85~95℃,保温并不断搅拌,得到粘稠的浆液,最后在盛有冷水的冷却池中冷却至45℃,倒入模具中,封好灌料口;

(2)低温预聚:将(1)所述注有浆液的模具放入50℃的烘箱中,保温6h进行低温聚合;

(3)高温聚合:当(2)聚合完成后得到柔软透明固体,升温至110℃下继续聚合3h,使之完全反应,完成后均匀喷洒粉状改性玻璃纤维,进行按压处理使有机玻璃表面与改性玻璃纤维粉末融为一体,冷却至35℃,将其放入水中浸泡,最后利用砂磨轮进行有机玻璃表面打磨至光滑形成改性玻璃纤维膜层即可。

所述改性玻璃纤维粉末是将玻璃原料在高温熔融状态下拉丝制备玻璃纤维,粉碎,所得玻璃纤维的粉碎成长度为1~2mm的粉末状,将玻璃纤维粉末经过预处理,然后进行石墨烯的改性。

所述玻璃纤维粉末的预处理是在500℃条件下煅烧90min除去表面浸润剂,然后在丙酮溶液中浸泡清洗处理45min,完成后采用3mol/l的盐酸溶液进行羟基化处理70min,水洗后在60℃下烘干备用,所得羟基化处理的玻璃纤维样品浸没在猪血清蛋白溶液中80min,完成后清洗,并在通风橱中烘干备用。

所述石墨烯的改性过程,是配置0.1wt%的氧化石墨烯分散液,调节ph为5.0,将预处理后的玻璃纤维加入至氧化石墨烯分散液中,静置40min,期间适当搅拌,完成后用蒸馏水冲洗并在60℃下烘干备用得玻璃纤维/氧化石墨烯,配置氢碘酸:乙酸1:2.5的体积比的混合液,盛放反应釜中,加入玻璃纤维/氧化石墨烯,密封后在40℃条件下进行还原后得到改性玻璃纤维粉末。

所述氧化石墨烯为采用hummers法制备的氧化石墨烯。

需要说明的是,在本文中,如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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