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一种超细纤维复合吸波材料及其制备方法

阅读:481发布:2023-02-09

专利汇可以提供一种超细纤维复合吸波材料及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种超细 纤维 复合吸波材料,该材料具有藕状断面、空心纤维状;含浸后的烫平布整体呈立体网状结构;吸波涂复层泡孔致密,结构交错联通,形成微细的通透结构;各吸收剂均匀分布,赋予了材料很好的吸波性能, 电阻 型和磁介质型吸收剂的搭配使用,兼顾高低频吸波,赋予了产品很好的宽频吸波效果; 阻燃性 能优良,应用领域广,市场潜 力 巨大。,下面是一种超细纤维复合吸波材料及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种超细纤维复合吸波材料,其特征在于:包括超细吸波无纺布层、浸渍层和涂覆层,超细吸波无纺布层上设有浸渍层,浸渍层上设有涂覆层;所述超细吸波无纺布层为尼龙-6、多壁纳米管和聚乙烯混合熔融纺丝针刺三维交联结构,所述浸渍层质量比例包括:
树脂100份、配二甲基甲酰胺40-60份、泡孔调节剂0.2-2份、导电乙炔炭黑5-15份和阻燃剂3-20份;所述涂覆液质量比例包括:聚氨酯树脂100份,二甲基甲酰胺30-40份,泡孔调节剂0.5-2份,凝固调节助剂0.2-2份,粉20-80份,阻燃剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种超细纤维复合吸波材料制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、超细吸波无纺布加工:
将质量比40-52%的尼龙-6、5-15%的多壁碳纳米管和33-55%的聚乙烯混合熔融纺丝,形成以尼龙-6及多壁碳纳米管为岛,聚乙烯为海的非定岛海岛纤维长丝,对非定岛海岛纤维长丝进行卷曲、上油、干燥、切断处理,得到长度为30-50mm的超细纤维短纤;将超细纤维短纤由称重式喂入机进行计量进入粗开松机,经初步混合开松后由机打入多仓喂器,并由底部输送带送入精开松机进行进一步的混合开松,再经风机送入物料分离器中,物料分离器中的混合纤维经风机送入簇绒式落棉机,在其中形成横向和纵向均匀的喂棉层,然后进入梳理机进行梳理,形成两层纤网,重叠后进入铺网机,铺叠成6-20层,经6台经针刺机针刺成为重量300-690g/m2的三维交联的吸波超细无纺布;吸波超细无纺布进行烫平,制成厚度为1.2-2.8mm、密度为0.25-0.3g/m2的烫平布;
(2)、超细纤维复合吸波材料加工:
将烫平布送入浸渍液调整槽浸渍液内,连续进行3次浸渍、压榨;然后通过涂覆机刮涂涂敷液,涂敷后进行DMF-湿法凝固,凝固完成后进行60-95℃高温水洗,洗掉残留DMF,形成具有微细孔结构的吸波涂层;再在抽出槽使用温度为60-95℃的甲苯抽出海组分聚乙烯,形成以尼龙及碳纳米管为岛,厚度为1.2-3.0 mm超细纤维吸波材料;
所述浸渍液的配料质量比例为:聚氨酯树脂100份、配二甲基甲酰胺40-60份、泡孔调节剂0.2-2份、导电乙炔炭黑5-15份和阻燃剂3-20份,浸渍液中导电乙炔炭黑的固含量达到
10-30%;
所述涂覆液的配料质量比例为:聚氨酯树脂100份,二甲基甲酰胺30-40份,泡孔调节剂
0.5-2份,凝固调节助剂0.2-2份,铁硅铝粉20-80份,阻燃剂5-10份;
所述聚氨酯树脂,为聚酯型、聚醚型、聚碳型或共聚型;
所述凝固调节助剂为十八醇-80;
所述泡孔调节剂为改性有机硅助剂;
所述阻燃剂为磷酸酯类或氮磷类。

说明书全文

一种超细纤维复合吸波材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明公开了一种超细纤维复合吸波材料及其制备方法,属于电磁兼容及其制备方法技术领域。

背景技术

[0002] 电磁波吸收剂按材料损耗机理可分为电阻型、电介质型和磁介质型。电阻型吸波剂主要通过与电场的相互作用来吸收电磁波,吸收效率取决于材料的电导和介电常数,主要有炭黑、金属粉、石墨等;电介质型吸波剂主要通过介质极化弛豫损耗来吸收电磁波,主要以酸钡电陶瓷等为代表;磁介质型吸波剂对电磁波的衰减主要来自共振和磁滞损耗,如铁体和羧基铁等。上述各种形式无法同时使用于各种频宽的吸波使用,局限性大。

发明内容

[0003] 本发明提供了一种兼顾低频、高频吸波,吸波效果好的超细纤维复合吸波材料及其制备方法。
[0004] 本发明是通过以下技术方案来实现的:一种超细纤维复合吸波材料,其特征在于:包括超细吸波无纺布层、浸渍层和涂覆层,超细吸波无纺布层上设有浸渍层,浸渍层上设有涂覆层;所述超细吸波无纺布层为尼龙-6、多壁纳米管和聚乙烯混合熔融纺丝针刺三维交联结构,所述浸渍层质量比例包括:聚树脂100份、配二甲基甲酰胺40-60份、泡孔调节剂0.2-2份、导电乙炔炭黑5-15份和阻燃剂3-20份;所述涂覆液质量比例包括:聚氨酯树脂100份,二甲基甲酰胺30-40份,泡孔调节剂0.5-2份,凝固调节助剂0.2-2份,铁粉20-80份,阻燃剂5-10份。
[0005] 一种超细纤维复合吸波材料制备方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)、超细吸波无纺布加工:
将质量比40-52%的尼龙-6、5-15%的多壁碳纳米管和33-55%的聚乙烯混合熔融纺丝,形成以尼龙-6及多壁碳纳米管为岛,聚乙烯为海的非定岛海岛纤维长丝,对非定岛海岛纤维长丝进行卷曲、上油、干燥、切断处理,得到长度为30-50mm的超细纤维短纤;将超细纤维短纤由称重式喂入机进行计量进入粗开松机,经初步混合开松后由机打入多仓喂器,并由底部输送带送入精开松机进行进一步的混合开松,再经风机送入物料分离器中,物料分离器中的混合纤维经风机送入簇绒式落棉机,在其中形成横向和纵向均匀的喂棉层,然后进入梳理机进行梳理,形成两层纤网,重叠后进入铺网机,铺叠成6-20层,经6台经针刺机针
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刺成为重量300-690g/m的三维交联的吸波超细无纺布;吸波超细无纺布进行烫平,制成厚度为1.2-2.8mm、密度为0.25-0.3g/m2的烫平布;
(2)、超细纤维复合吸波材料加工:
将烫平布送入浸渍液调整槽浸渍液内,连续进行3次浸渍、压榨;然后通过涂覆机刮涂涂敷液,涂敷后进行DMF-湿法凝固,凝固完成后进行60-95℃高温水洗,洗掉残留DMF,形成具有微细孔结构的吸波涂层;再在抽出槽使用温度为60-95℃的甲苯抽出海组分聚乙烯,形成以尼龙及碳纳米管为岛,厚度为1.2-3.0 mm超细纤维吸波材料;
所述浸渍液的配料质量比例为:聚氨酯树脂100份、配二甲基甲酰胺40-60份、泡孔调节剂0.2-2份、导电乙炔炭黑5-15份和阻燃剂3-20份,浸渍液中导电乙炔炭黑的固含量达到
10-30%;
所述涂覆液的配料质量比例为:聚氨酯树脂100份,二甲基甲酰胺30-40份,泡孔调节剂
0.5-2份,凝固调节助剂0.2-2份,铁硅铝粉20-80份,阻燃剂5-10份;
所述聚氨酯树脂,为聚酯型、聚醚型、聚碳型或共聚型;
所述凝固调节助剂为十八醇-80;
所述泡孔调节剂为改性有机硅助剂;
所述阻燃剂为磷酸酯类或氮磷类。
[0006] 本发明采用的多壁碳纳米管直径8-20nm,长5-40um,具有优异的学性能,当碳纳米管含量达到15%时,纤维的拉伸强度由80MPa增加到120MPa,力学性能大大提高;多壁碳纳米管管壁上通常布满小洞样的缺陷,层与层之间很容易成为陷阱中心而捕获电磁波;添加碳纳米管不仅能增加力学性能还能增加吸波性能。
[0007] 经过纳米砂磨机对浸渍液处理,使吸波含浸料里的导电炭黑粒度达到3-8个纳米,比表面积大,颗粒表面的原子比例高,悬挂的化学键多,提高了导电炭黑的吸波性能;经浸渍液含浸的烫平布在高频的吸波性能很好,当浸渍液中导电乙炔炭黑的固含量达到26-30%时,吸波性能最好。
[0008] 经过纳米砂磨机对涂覆液精细研磨分散,吸收剂铁硅铝粉在涂覆液中分散均匀,形成的吸波涂层泡孔致密均匀,能提高产品在低频的吸波效果,经过涂覆吸波涂覆液后提高了产品在低频的吸波性能;本发明的产品具有藕状断面、空心纤维状;含浸后的烫平布整体呈立体网状结构;吸波涂复层泡孔致密,结构交错联通,形成微细的通透结构;各吸收剂均匀分布,赋予了产品很好的吸波性能,电阻型和磁介质型吸收剂的搭配使用,兼顾高低频吸波,赋予了产品很好的宽频吸波效果;阻燃性能优良,应用领域广,市场潜力巨大。
附图说明
[0009] 图1为实施例2产品与市场上同厚度吸波布产品性能比较图。

具体实施方式

[0010] 实施例1一种超细纤维复合吸波材料,包括超细吸波无纺布层、浸渍层和涂覆层,超细吸波无纺布层上设有浸渍层,浸渍层上设有涂覆层;所述超细吸波无纺布层为尼龙-6、多壁碳纳米管和聚乙烯混合熔融纺丝针刺三维交联结构。
[0011] 一种超细纤维复合吸波材料制备方法,包括以下步骤:1、将尼龙-6及纳米碳纤维管和聚乙烯按质量比为40%:6%:54%混合熔融纺丝,形成以尼龙-6及碳纤维管为岛,聚乙烯为海的非定岛海岛纤维长丝,对纤维进行卷曲上油干燥切断,切断得到长度为42㎜的混纺纳米碳纤维管超细纤维短纤;
2、将长度为42㎜的混纺纳米碳纤维管超细纤维短纤由称重式喂入机进行计量,计量后送至粗开松机内进行开松处理,经初步混合开松后由风机打入多仓混棉器,并由其底部输送带送入精开松机进行进一步的混合开松处理,处理后的纤维被送至物料分离器中,并在其中贮存一定的棉量,物料分离器中的纤维被风机送入簇绒式落棉机中,在其中形成横向和纵向都很均匀的混棉层,再进入梳理机进行梳理,形成两层纤网,重叠后进入铺网机,在铺网机上进行12层铺叠,经6台针刺机针刺成为重量400g/m2的三维交联的无纺布;
3、将针刺后的无纺布通过七段烘箱预热,然后经烫平辊烫平后制成厚度为1.4㎜、密度为0.29 g/m2的烫平布,该烫平布表面平整厚度均匀,适合后续基布加工进行涂敷处理;
4、将烫平布用浸渍液浸渍,然后经涂覆液进行涂敷后进行DMF-水湿法凝固,凝固后进行80℃高温水洗,洗掉残留DMF,然后在抽出槽使用温度为80℃的甲苯抽出海组分聚乙烯,形成以尼龙及纳米碳纤维管为岛的超细纤维吸波基布,然后经过干燥,形成具有微细孔致密层、厚度为2.0mm超细纤维吸波产品;
浸渍液为聚氨酯吸波溶液,其配料的质量比例为:聚氨酯树脂100份,配二甲基甲酰胺
60份,亲水性界面活性剂SD-11 0.3份,导电炭黑5份,阻燃剂3份;经过纳米砂磨机精细研磨分散,提高吸波性能。
[0012] 涂覆液为聚氨酯吸波溶液,其配料的质量比例为:聚氨酯树脂100份,二甲基甲酰胺50份,亲水性界面活性剂SD-11 0.3份,凝固调节助剂十八醇-80 0.1份,铁硅铝粉60份,阻燃剂5份;经过纳米砂磨机精细研磨分散,提高吸波性能。
[0013] 聚氨酯树脂为聚酯型、聚醚型、聚碳型或共聚型。
[0014] 实施例2一种超细纤维复合吸波材料,包括超细吸波无纺布层、浸渍层和涂覆层,超细吸波无纺布层上设有浸渍层,浸渍层上设有涂覆层;所述超细吸波无纺布层为尼龙-6、多壁碳纳米管和聚乙烯混合熔融纺丝针刺三维交联结构。
[0015] 一种超细纤维复合吸波材料制备方法,包括以下步骤:1、将尼龙-6及碳纳米管和聚乙烯按质量比为40%:15%:45%混合熔融纺丝,形成以尼龙-
6及碳纤维管为岛,聚乙烯为海的非定岛海岛纤维长丝,对纤维进行卷曲上油干燥切断,切断得到长度为30㎜的混纺纳米碳纤维管超细纤维短纤;
2、将长度为30㎜的混纺纳米碳纤维管超细纤维短纤由称重式喂入机进行计量,计量后送至粗开松机内进行开松处理,经初步混合开松后由风机打入多仓混棉器,并由其底部输送带送入精开松机进行进一步的混合开松处理,处理后的纤维被送至物料分离器中,并在其中贮存一定的棉量,物料分离器中的纤维被风机送入簇绒式落棉机中,在其中形成横向和纵向都很均匀的混棉层,再进入梳理机进行梳理,形成两层纤网,重叠后进入铺网机,在铺网机上进行17层铺叠,经6台针刺机针刺成为重量620g/m2的三维交联的无纺布;
3、将针刺后的无纺布通过七段烘箱予热,然后经烫平辊烫平后制成厚度为2.5㎜、密度为0.27 g/m2的烫平布,该烫平布表面平整厚度均匀,适合后续基布加工进行涂敷处理;
4、将烫平布用吸波含浸液浸渍后,然后经吸波涂敷液进行涂敷后进行DMF-水湿法凝固,凝固后进行80℃高温水洗,洗掉残留DMF,然后在抽出槽使用温度为80℃的甲苯抽出海组分聚乙烯,形成以尼龙及碳纳米管为岛的超细纤维吸波基布,然后经过干燥,形成具有微细孔致密层、厚度为3.0 mm超细纤维吸波产品;
浸渍液为聚氨酯吸波溶液,其配料的质量比例为:聚氨酯树脂100份,配二甲基甲酰胺
40份,亲水性界面活性剂SD-11 0.3份,导电炭黑10份,阻燃剂15份;经过纳米砂磨机精细研磨分散,浸渍液中导电乙炔炭黑的固含量达到28%,提高吸波性能。
[0016] 涂覆液为聚氨酯吸波溶液,其配料的质量比例为:聚氨酯树100份,二甲基甲酰胺30份,亲水性界面活性剂SD-11 0.2份,凝固调节助剂十八醇-80 0.3份,铁硅铝粉80份,阻燃剂8份;经过纳米砂磨机精细研磨分散,提高吸波性能。
[0017] 聚氨酯树脂为聚酯型、聚醚型、聚碳型或共聚型。
[0018] 实施例3一种超细纤维复合吸波材料,包括超细吸波无纺布层、浸渍层和涂覆层,超细吸波无纺布层上设有浸渍层,浸渍层上设有涂覆层;所述超细吸波无纺布层为尼龙-6、多壁碳纳米管和聚乙烯混合熔融纺丝针刺三维交联结构。
[0019] 一种超细纤维复合吸波材料制备方法,包括以下步骤:(1)、超细吸波无纺布加工:
将质量比52%的尼龙-6、5%的多壁碳纳米管和47%的聚乙烯混合熔融纺丝,形成以尼龙-
6及多壁碳纳米管为岛,聚乙烯为海的非定岛海岛纤维长丝,对非定岛海岛纤维长丝进行卷曲、上油、干燥、切断处理,得到长度为30mm的超细纤维短纤;将超细纤维短纤由称重式喂入机进行计量进入粗开松机,经初步混合开松后由风机打入多仓喂棉器,并由底部输送带送入精开松机进行进一步的混合开松,再经风机送入物料分离器中,物料分离器中的混合纤维经风机送入簇绒式落棉机,在其中形成横向和纵向均匀的喂棉层,然后进入梳理机进行梳理,形成两层纤网,重叠后进入铺网机,铺叠成6层,经6台经针刺机针刺成为重量300g/m2的三维交联的吸波超细无纺布;吸波超细无纺布进行烫平,制成厚度为1.2mm、密度为
0.25g/m2的烫平布;
(2)、超细纤维复合吸波材料加工:
将烫平布送入浸渍液调整槽浸渍液内,连续进行3次浸渍、压榨;然后通过涂覆机刮涂涂敷液,涂敷后进行DMF-水湿法凝固,凝固完成后进行60℃高温水洗,洗掉残留DMF,形成具有微细孔结构的吸波涂层;再在抽出槽使用温度为60℃的甲苯抽出海组分聚乙烯,然后经过干燥,形成以尼龙及碳纳米管为岛,厚度为1.2mm超细纤维吸波材料;
所述浸渍液的配料质量比例为:聚氨酯树脂100份、配二甲基甲酰胺40份、改性有机硅助剂0.2份、导电乙炔炭黑5份和阻燃剂3份,浸渍液中导电乙炔炭黑的固含量达到10%;
所述涂覆液的配料质量比例为:聚氨酯树脂100份,二甲基甲酰胺30份,改性有机硅助剂0.5份,十八醇-80 0.2份,铁硅铝粉20份,磷酸酯类阻燃剂5份;
聚氨酯树脂,为聚酯型、聚醚型、聚碳型或共聚型。
[0020] 实施例4一种超细纤维复合吸波材料,包括超细吸波无纺布层、浸渍层和涂覆层,超细吸波无纺布层上设有浸渍层,浸渍层上设有涂覆层;所述超细吸波无纺布层为尼龙-6、多壁碳纳米管和聚乙烯混合熔融纺丝针刺三维交联结构。
[0021] 一种超细纤维复合吸波材料制备方法,包括以下步骤:(1)、超细吸波无纺布加工:
将质量比52%的尼龙-6、15%的多壁碳纳米管和33%的聚乙烯混合熔融纺丝,形成以尼龙-6及多壁碳纳米管为岛,聚乙烯为海的非定岛海岛纤维长丝,对非定岛海岛纤维长丝进行卷曲、上油、干燥、切断处理,得到长度为50mm的超细纤维短纤;将超细纤维短纤由称重式喂入机进行计量进入粗开松机,经初步混合开松后由风机打入多仓喂棉器,并由底部输送带送入精开松机进行进一步的混合开松,再经风机送入物料分离器中,物料分离器中的混合纤维经风机送入簇绒式落棉机,在其中形成横向和纵向均匀的喂棉层,然后进入梳理机进行梳理,形成两层纤网,重叠后进入铺网机,铺叠成20层,经6台经针刺机针刺成为重量
690g/m2的三维交联的吸波超细无纺布;吸波超细无纺布进行烫平,制成厚度为2.8mm、密度为0.3g/m2的烫平布;
(2)、超细纤维复合吸波材料加工:
将烫平布送入浸渍液调整槽浸渍液内,连续进行3次浸渍、压榨;然后通过涂覆机刮涂涂敷液,涂敷后进行DMF-水湿法凝固,凝固完成后进行95℃高温水洗,洗掉残留DMF,形成具有微细孔结构的吸波涂层;再在抽出槽使用温度为95℃的甲苯抽出海组分聚乙烯,然后经过干燥,形成以尼龙及碳纳米管为岛,厚度为3.0 mm超细纤维吸波材料;
所述浸渍液的配料质量比例为:聚氨酯树脂100份、配二甲基甲酰胺60份、改性有机硅助剂2份、导电乙炔炭黑15份和阻燃剂20份;
所述涂覆液的配料质量比例为:聚氨酯树脂100份,二甲基甲酰胺40份,改性有机硅助剂2份,十八醇-80 2份,铁硅铝粉80份,氮磷类阻燃剂10份;
聚氨酯树脂,为聚酯型、聚醚型、聚碳型或共聚型。
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