一种复合材料、制备方法和用途技术

为解决现有技术中缺乏对电磁和电离辐射都能起到防护作用的防护材料的技术问题，本发明专利技术实施例提供一种复合材料、制备方法和用途，包括：将硅烷偶联剂改性填料和纺丝液混匀后，得到硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液；将硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液通过静电纺丝制成填料/PAN纳米纤维无纺布；将填料/PAN纳米纤维无纺布进行热拉伸后，进行磁控溅射，以在热拉伸后的填料/PAN纳米纤维无纺布表面制备导电金属层，得到具有电磁屏蔽和电离屏蔽功能的复合材料。本发明专利技术实施例避免了现有技术中缺乏对电磁和电离辐射都能起到防护作用的防护材料的缺陷，本发明专利技术实施例的复合材料具有电磁屏蔽性能和电离屏蔽功能，其具有很强的可设计性和穿着舒适性，适合用作防护面料和防护服。适合用作防护面料和防护服。适合用作防护面料和防护服。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料、制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及一种复合材料、制备方法和用途。

技术介绍

[0002]随着工业化进程的加速，生活方式的转变，人们接触电磁辐射的强度和时间与日俱增，电磁辐射已经成为一种重要的环境污染源。研究表明长期高强度的电磁辐射会导致记忆力衰退、睡眠紊乱、情绪抑郁等。临床表现包括头痛、头昏、脱发、多汗等。电离辐射是一种可以把物质电离的辐射，具有波长短、频率高、能量高等特点。电离辐射对人体伤害很大，会导致DNA链被打断，甚至引发癌症。电离辐射分为人工电离辐射和天然本底电离辐射。人工电离辐射主要出现在放射医学，工业X射线探伤等应用场景。天然电离辐射包括宇宙射线、存在于自然环境中的放射性元素等，其时刻伴随我们的生活。因而，实际生活中我们受到电磁辐射和电离辐射的双重作用。目前单独针对电磁辐射和单独针对电离辐射的防护材料已有较多研究，并且已有相关产品上市。但是，目前尚未出现对电磁和电离辐射都能起到防护作用的防护材料。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中缺乏对电磁和电离辐射都能起到防护作用的防护材料的技术问题，本专利技术实施例提供一种复合材料、制备方法和用途。
[0004]本专利技术实施例通过下述技术方案实现：
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种复合材料的制备方法，包括：
[0006]将硅烷偶联剂改性填料和纺丝液混匀后，得到硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液；
[0007]将硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液通过静电纺丝制成填料/PAN纳米纤维无纺布；
[0008]将填料/PAN纳米纤维无纺布进行热拉伸后，进行磁控溅射，以在热拉伸后的填料/PAN纳米纤维无纺布表面制备导电金属层，得到具有电磁屏蔽和电离屏蔽功能的复合材料；
[0009]所述硅烷偶联剂改性填料中的填料为金属元素或金属元素的氧化物；
[0010]所述金属元素为元素周期表第六周期的金属元素中的任意一种或几种。
[0011]进一步的，硅烷偶联剂改性填料中的填料为钨、氧化钨、氧化铋和氧化钆中的任意一种或几种。
[0012]进一步的，所述硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液由如下质量百分数的原料组份制成：
[0013]硅烷偶联剂改性填料3
‑
20％、聚丙烯腈5
‑
12％、N,N
‑
二甲基甲酰胺67.2
‑
91.2％以及余量的硝酸钠。
[0014]进一步的，硅烷偶联剂改性填料的制备方法包括：
[0015]将硅烷偶联剂与去离子水和乙醇配制成浓度为3wt％的硅烷处理液；其中，去离子水和乙醇的质量比为1:14
‑
16；
[0016]将填料与3wt％的硅烷处理液按照质量比1:9
‑
12反应，得到混合分散液；
[0017]将混合分散液抽滤、洗涤、真空干燥后得到硅烷偶联剂改性填料。
[0018]进一步的，硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH
‑
550。
[0019]进一步的，将硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液通过静电纺丝制成填料/PAN纳米纤维无纺布；包括：
[0020]在26
‑
27℃,相对湿度55
‑
65％条件下，将硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液装入注射器中，在内径为0.5mm的金属针头上施加15
‑
40kV高压电源，将高压发生器的正极连接在金属针头上，负极连接在贴有铝箔纸的接收板上，针头与接收板之间的距离为16
‑
20cm，控制蠕动泵以1.5
‑
2.5mL/h的速率喷出溶液进行纺丝，纺丝时间为10h，65℃下真空干燥30
‑
40h，得到填料/PAN纳米纤维无纺布。
[0021]进一步的，相对湿度为60％；针头与接收板之间的距离为18cm，蠕动泵的速率为2mL/h，纺丝时间为9
‑
11h，65℃下真空干燥36h。
[0022]进一步的，将填料/PAN纳米纤维无纺布进行热拉伸后，进行磁控溅射，以在热拉伸后的填料/PAN纳米纤维无纺布表面制备导电金属层，得到具有电磁屏蔽和电离屏蔽功能的复合材料；包括：
[0023]在120℃、拉伸速度为1mm/min和拉伸比为2的条件下对填料/PAN纳米纤维无纺布进行热拉伸，得到热拉伸后的填料/PAN纳米纤维无纺布；
[0024]将热拉伸后的填料/PAN纳米纤维无纺布距离放置在距离铜或银靶4
‑
6cm,抽真空至2.0
×
10
‑3Pa，再充氩气至真空度0.75Pa,靶功率为2kW,镀膜时间为10
‑
90min,在热拉伸后的填料/PAN纳米纤维无纺布表面制备导电金属层，得到具有电磁屏蔽和电离屏蔽功能的复合材料。
[0025]第二方面，本专利技术实施例提供一种所述复合材料的制备方法制备的复合材料。
[0026]第三方面，本专利技术实施例提供一种复合材料用作制作防护面料或防护服的用途。
[0027]本专利技术实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0028]本专利技术实施例的一种复合材料、制备方法和用途，通过将硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液制成填料/PAN纳米纤维无纺布进行热拉伸、磁控溅射制备导电金属层，得到了具有电磁屏蔽和电离屏蔽功能的复合材料，从而，避免了现有技术中缺乏对电磁和电离辐射都能起到防护作用的防护材料的缺陷，本专利技术实施例的复合材料具有电磁屏蔽性能和电离屏蔽功能，其具有很强的可设计性和穿着舒适性，适合用作防护面料和防护服。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0030]图1为复合材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作
为对本专利技术的限定。
[0032]在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实施例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
[0033]在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将硅烷偶联剂改性填料和纺丝液混匀后，得到硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液；将硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液通过静电纺丝制成填料/PAN纳米纤维无纺布；将填料/PAN纳米纤维无纺布进行热拉伸后，进行磁控溅射，以在热拉伸后的填料/PAN纳米纤维无纺布表面制备导电金属层，得到具有电磁屏蔽和电离屏蔽功能的复合材料；所述硅烷偶联剂改性填料中的填料为金属元素或金属元素的氧化物；所述金属元素为元素周期表第六周期的金属元素中的任意一种或几种。2.如权利要求1所述复合材料的制备方法，其特征在于，硅烷偶联剂改性填料中的填料为钨、氧化钨、氧化铋和氧化钆中的任意一种或几种。3.如权利要求1或2所述复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液由如下质量百分数的原料组份制成：硅烷偶联剂改性填料3
‑
20％、聚丙烯腈5
‑
12％、N,N
‑
二甲基甲酰胺67.2
‑
91.2％以及余量的硝酸钠。4.如权利要求1所述复合材料的制备方法，其特征在于，硅烷偶联剂改性填料的制备方法包括：将硅烷偶联剂与去离子水和乙醇配制成浓度为3wt％的硅烷处理液；其中，去离子水和乙醇的质量比为1:14
‑
16；将填料与3wt％的硅烷处理液按照质量比1:9
‑
12反应，得到混合分散液；将混合分散液抽滤、洗涤、真空干燥后得到硅烷偶联剂改性填料。5.如权利要求4所述复合材料的制备方法，其特征在于，硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH
‑
550。6.如权利要求1所述复合材料的制备方法，其特征在于，将硅烷偶联剂改性填料/PAN纺丝液通过静电纺丝制成填料/PAN纳米纤维无纺布；包括：在26
‑
27℃,相对湿度55
‑
6...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宗倍，高心蕊，刘喆，李书良，杨静，宋鹏程，吴莹，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：