一种完全可降解的导电纤维复合材料及其制备方法

文档序号:9739387阅读:1122来源:国知局
一种完全可降解的导电纤维复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于导电复合材料制备技术领域,具体涉及一种完全可降解的导电纤维复 合材料及其制备方法,特别是以天然植物纤维和完全可降解的聚合物纤维制备导电纤维复 合材料的方法。
【背景技术】
[0002] 目前,飞机所用内部装饰材料主要是传统的树脂预浸料或皮革,如氯化聚氯乙烯 等,此类材料具有重量大、气味大及不可回收等缺点,不能满足人们对内部装饰材料具备绿 色、环保及低碳的要求。为此,急需开发一种绿色环保、安全性高、资源可回收且质量更轻的 新型飞机内饰材料,材料含有中间导电芯层,可以最大程度消除飞机内外部所产生的静电, 从而提高飞机的安全性能。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足,提供一种完全可降解的导电纤维 复合材料及其制备方法,该导电纤维复合材料可作为内部装饰材料,其可完全降解、不会污 染环境且制备工艺简单、安全性高。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的,结合【附图说明】如下:
[0005] -种完全可降解的导电纤维复合材料,由底部纤维基材、中间导电层和面部纤维 装饰层组成;所述底部纤维基材由天然植物纤维和聚合物热熔纤维制成,其中天然植物纤 维占底部纤维基材总质量的40-60%、热熔纤维占底部纤维基材总质量的40-60%;所述中 间导电层为导电银层;所述面部纤维装饰层为完全可降解的高分子材料。
[0006] 所述天然植物纤维为黄麻纤维。
[0007] 所述聚合物热熔纤维为丙纶。
[0008] 所述完全可降解的高分子材料为聚乳酸(PLA)。
[0009] -种完全可降解的导电纤维复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0010] A、制备底部纤维基材
[0011] 底部纤维基材由天然植物纤维和聚合物热熔纤维组成,对天然植物纤维和聚合物 热熔纤维进行开松处理,再混合均匀,铺成纤维网并针刺制成复合纤维毡;
[0012] B、制备中间导电层
[0013] 制备10 %的硝酸银溶液作为银氨溶液;制备10 %的葡萄糖溶液作为还原剂;采用 双头喷枪,将银氨溶液与还原剂的比例调节为1:1,然后均匀喷洒至上述麻毡上,从而制得 中间导电银层;
[0014] C、制备面部纤维装饰层
[0015] 将聚乳酸溶于丙酮与氯仿的混合溶液中,调节静电纺丝设备的电压和注射头流 速,以导电麻毡作为接收基板,于室温下静电纺丝制备聚乳酸面层;
[0016] D、热压成型制备完全可降解的导电纤维复合材料
[0017] 将经过上述三步制备的复合麻毡预热后置于热压模具中,一次热压获得含导电芯 层的天然纤维复合材料。
[0018] 所述步骤A中,天然植物纤维和聚合物热熔纤维为黄麻纤维和丙纶,其所占底部纤 维基材总质量均为40%-60%。
[0019] 所述步骤C中,静电纺丝所用聚乳酸溶液为5%-20%。
[0020] 所述步骤C中,纺丝电压为15-20kv,注射头流速为1.0-1.5ml/h。
[0021] 所述步骤D中,预热温度180°C,预热时间3-4min,热压模具为平板硫化机,热压温 度为175-185°(3,热压压力为4-61^ &,热压时间为3-411^11。
[0022] 本发明的有益效果是:以天然植物纤维与聚乳酸热压制备导电纤维复合材料,质 量轻,含有导电芯层可去除静电;破坏后不易形成尖角,安全性高;表面粗糙度小,同时表面 能也较小;所用原料均为完全可降解材料,节能环保。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明的完全可降解的导电复合材料的结构示意图。
[0024] 图中,1.面部纤维装饰层2.中间导电层3.底部纤维基材。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图描述本发明的实施例,但本发明并不局限于此:
[0026] 实施例1
[0027] A、制备底部纤维基材
[0028] 底部纤维基材由黄麻纤维和丙纶纤维组成,其重量均为95g。将黄麻纤维和丙纶同 时放于开松机内开松并送进混棉箱;经梳理后两种混合纤维通过铺网机形成具有一定厚度 和重量的纤维网,再进入针刺机制成具有一定强度和厚度的麻毡。
[0029] B、制备中间导电层
[0030] 制备10%的硝酸银溶液作为银氨溶液;制备10 %的葡萄糖溶液作为还原剂;采用 双头喷枪,将银氨溶液与还原剂的比例调节为1:1,然后均匀喷洒至上述麻毡上,从而制得 导电银层。
[0031] C、制备面部纤维装饰层
[0032] 以质量比为85:15的氯仿、丙酮混合溶液为共溶剂,将10g聚乳酸添加至190g上述 共溶剂中,采用超声波清洗器超声lh得到透明、均一的聚乳酸电纺溶液。调节设备参数:纺 丝电压为15kV,注射头流速为1.0mL/h,室温下静电纺丝得到聚乳酸面层。
[0033] D、热压成型制备完全可降解的导电纤维复合材料
[0034] 将经过上述三步制备的麻毯进行预热,预热温度180°C,预热时间3min;
[0035] 将预热后的复合麻毡置于热压模具中,热压温度为175°C,热压压力为4Mpa,热压 时间为3min,一次热压获得含导电芯层的天然纤维复合材料。
[0036] 完全可降解的导电纤维复合材料的性能,见表2。
[0037] 实施例2
[0038] A、制备底部纤维基材
[0039]底部纤维基材由黄麻纤维和丙纶组成,其重量均为90g。将黄麻纤维和丙纶同时放 于开松机内开松并送进混棉箱;经梳理后两种混合纤维通过铺网机形成具有一定厚度和重 量的纤维网,再进入针刺机制成具有一定强度和厚度的麻毡。
[0040] B、制备中间导电层
[0041 ]制备10%的硝酸银溶液作为银氨溶液;制备10 %的葡萄糖溶液作为还原剂;采用 双头喷枪,将银氨溶液与还原剂的比例调节为1:1,然后均匀喷洒至上述麻毡上,从而制得 中间导电银层。
[0042] C、制备面部纤维装饰层
[0043]以质量比为85:15的氯仿、丙酮混合溶液为共溶剂,将20g聚乳酸添加至180g上述 共溶剂中,采用超声波清洗器超声1.5h得到透明、均一的聚乳酸电纺溶液。调节设备参数: 纺丝电压为20kV,注射头流速为1.5ml/h,室温下静电纺丝得到聚乳酸面层。
[0044] D、热压成型制备完全可降解的导电纤维复合材料
[0045] 将经过上述三步制备的麻毯进行预热,预热温度180°C,预热时间4min;
[0046] 将预热后的复合麻毡置于热压模具中,热压温度为180°C,热压压力为5Mpa,热压 时间为4min,一次热压获得含导电芯层的天然纤维复合材料。
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