一種高紅外吸收的玻璃纖維的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高紅外吸收的玻璃纖維的制備方法，其特征在于包括以下步驟：(1)制備玻璃纖維；(2)用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法在纖維表面沉積SiC過渡層；(3)用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法在纖維表面沉積石墨烯層；(4)降至室溫后取出纖維，得到石墨烯層、SiC過渡層以及玻璃纖維的復(fù)合材料。本發(fā)明在沉積石墨烯層之前，首先沉積SiC過渡層，因而石墨烯層與玻璃纖維表層間具有較大的粘結(jié)強(qiáng)度，在急冷急熱的條件下不容易發(fā)生開裂或者脫落；以玻璃纖維作為基體，采用化學(xué)氣相沉積法對纖維表面進(jìn)行改性，工藝簡單，成本較低，工作效率高，可以提高纖維整體的機(jī)械性能，擴(kuò)寬其應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】一種高紅外吸收的玻璃纖維的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種玻璃纖維的制備方法，特別是涉及一種高紅外吸收的玻璃纖維的制備方法。
技術(shù)背景
[0002]玻璃纖維具有絕緣性好、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸音性能強(qiáng)等優(yōu)異性能，近年來被廣泛地應(yīng)用于航空航天、軍事化工等多個(gè)領(lǐng)域。隱身技術(shù)作為提高武器系統(tǒng)生存和突防能力、提高總體作戰(zhàn)效能的有效手段，受到了世界各軍事大國的高度重視，而隱身材料的發(fā)展和應(yīng)用是隱身技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，如何使得玻璃纖維在具有優(yōu)異保溫特性的同時(shí)具備紅外吸收能力進(jìn)而作為隱身材料是一個(gè)重要的課題。
[0003]石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，是只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料，由于具有較好的微波吸收特性而被制備成石墨烯涂層用于改善材料的性能。
[0004]申請?zhí)枮?01110001525.3的中國專利公開了一種氧化石墨烯涂覆膜的制備方法:將氧化石墨烯加入水中，邊超聲處理邊攪拌得到氧化石墨烯的膠體懸浮液，其中ImL水中加入Img氧化石墨烯；通過噴涂或輥壓的方式將氧化石墨烯的膠體懸浮液涂覆在通用薄膜表面，干燥后形成氧化石墨烯薄膜，涂覆若干層，待最上面一層氧化石墨烯涂層干燥形成薄膜后，再在最上面一層氧化石墨烯薄膜上覆蓋一層通用薄膜，即得到氧化石墨烯涂覆膜。利用本發(fā)明方法制備的氧化石墨烯涂覆膜不僅透明性好，安全性高，環(huán)保性好，而且具有優(yōu)異的阻隔性，尤其是對C O2氣體的阻隔性得到極大提高，用于對阻隔性要求較高的食品和藥品的包裝。
[0005]申請?zhí)枮?01210316694.0的中國專利公開了一種碳纖維等離子體處理涂覆納米石墨烯的表面改性的方法，其特征在于:以納米石墨烯和碳纖維材料為原料，通過等離子體處理涂覆的方法在碳纖維材料表面涂覆納米石墨烯涂層制備而成。包括:(1)將納米石墨烯利用超聲波震蕩技術(shù)配制成有機(jī)溶劑或水的0.5~10%溶膠液，(2)將上述石墨烯溶液涂覆在碳纖維的表面，干燥，(3)將上述碳纖維置于等離子體裝置上，將等離子體噴射到碳纖維表面，處理功率為100W-1000W，時(shí)間為10s-900s，產(chǎn)生表面改性。該方法可以形成高性能的復(fù)合材料，進(jìn)一步提高碳纖維的力學(xué)性能、導(dǎo)電性及耐熱性。本發(fā)明成本低、操作簡單、適用性強(qiáng)、處理效果好、不易引起環(huán)境污染，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0006]現(xiàn)有的大部分專利主要集中在對有機(jī)纖維紅外吸波材料或是對石墨烯及其復(fù)合材料的制備，對于在現(xiàn)有無機(jī)纖維材料表面鍍石墨烯層，改善纖維的紅外吸收特性的相關(guān)專利較為少見。若將石墨烯直接涂覆于纖維的表面，則所石墨烯與基體間的結(jié)合力較低。故本發(fā)明采用化學(xué)氣相沉積法在無機(jī)玻璃纖維表面沉積石墨烯層，石墨烯層均勻致密，與基體之間結(jié)合良好，制得的玻璃纖維在具有保溫隔音特性的基礎(chǔ)上，同時(shí)具備良好的紅外吸波特性，這一發(fā)明可以擴(kuò)大玻璃纖維的應(yīng)用領(lǐng)域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高紅外吸收的玻璃纖維的制備方法，即采用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法制備同時(shí)兼具保溫隔熱和高紅外吸收性能的玻璃纖維。
[0008]一種高紅外吸收的玻璃纖維的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
[0009](I)制備直徑為0.5~10 μ m的玻璃纖維；
[0010](2)用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法在纖維表面沉積SiC過渡層作為粘結(jié)層，沉積條件為源物質(zhì)為甲烷和四氯化硅的混合物，沉積溫度為200~450°C，氬氣為稀釋氣和載氣，沉積時(shí)間為10~30min ；
[0011](3)繼續(xù)采用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法在纖維表面沉積石墨烯層，在上述步驟下，關(guān)掉四氯化硅蒸汽，沉積條件為源物質(zhì)為甲烷，沉積溫度為200~450°C，氬氣為稀釋氣和載氣，沉積時(shí)間為0.5~2h ;
[0012](4)以每秒10~15°C的速度降溫，降至室溫后取出纖維，得到厚度為400nm~600nm的石墨烯層、厚度為10~10nm的SiC過渡層以及玻璃纖維的復(fù)合材料。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0014](I)在沉積石墨烯層之前，首先沉積SiC過渡層，使得石墨烯層與玻璃纖維表層具有很強(qiáng)的粘結(jié)性，在急冷急熱的條件下不容易發(fā)生開裂或者脫落。
[0015](2)以玻璃纖維作為基體，采用化學(xué)氣相沉積法對纖維表面進(jìn)行改進(jìn)，工藝簡單，成本較低，工作效率高，可以提高纖維整體的機(jī)械性能，擴(kuò)寬其應(yīng)用領(lǐng)域。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定。
[0017]實(shí)施例1
[0018]一種高紅外吸收的玻璃纖維的制備方法，包括以下步驟:
[0019](I)制備直徑為0.5 μ m的玻璃纖維；
[0020](2)用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法在纖維表面沉積SiC過渡層作為粘結(jié)層，沉積條件為源物質(zhì)為甲烷和四氯化硅的混合物，沉積溫度為200°C，氬氣為稀釋氣和載氣，沉積時(shí)間為1min ；
[0021](3)繼續(xù)采用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法在纖維表面沉積石墨烯層，在上述步驟下，關(guān)掉四氯化硅蒸汽，沉積條件為源物質(zhì)為甲烷，沉積溫度為200°C，氬氣為稀釋氣和載氣，沉積時(shí)間為0.5h；
[0022](4)以每秒10°C的速度降溫，降至室溫后取出纖維，得到厚度為400nm的石墨烯層、厚度為1nm的SiC過渡層以及玻璃纖維的復(fù)合材料。
[0023]實(shí)施例2
[0024]一種高紅外吸收的玻璃纖維的制備方法，包括以下步驟:
[0025](I)制備直徑為10 μ m的玻璃纖維；
[0026](2)用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法在纖維表面沉積SiC過渡層作為粘結(jié)層，沉積條件為源物質(zhì)為甲烷和四氯化硅的混合物，沉積溫度為450°C，氬氣為稀釋氣和載氣，沉積時(shí)間為30min ；
[0027](3)繼續(xù)采用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法在纖維表面沉積石墨烯層，在上述步驟下，關(guān)掉四氯化硅蒸汽，沉積條件為源物質(zhì)為甲烷，沉積溫度為450°C，氬氣為稀釋氣和載氣，沉積時(shí)間為2h;
[0028](4)以每秒15°C的速度降溫，降至室溫后取出纖維，得到厚度為600nm的石墨烯層、厚度為10nm的SiC過渡層以及玻璃纖維的復(fù)合材料。
[0029]上述僅為本發(fā)明的兩個(gè)【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何形式的簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高紅外吸收的玻璃纖維的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)制備直徑為0.5~10 μ m的玻璃纖維； (2)用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法在纖維表面沉積SiC過渡層作為粘結(jié)層，沉積條件為源物質(zhì)為甲烷和四氯化硅的混合物，沉積溫度為200~450°C，氬氣為稀釋氣和載氣，沉積時(shí)間為10~30min ； (3)繼續(xù)采用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法在纖維表面沉積石墨烯層，在上述步驟下，關(guān)掉四氯化硅蒸汽，沉積條件為源物質(zhì)為甲烷，沉積溫度為200~450°C，氬氣為稀釋氣和載氣，沉積時(shí)間為0.5~2h; (4)以每秒10~15°C的速度降溫，降至室溫后取出纖維，得到厚度為400nm~600nm的石墨烯層、厚度為10~10nm的SiC過渡層以及玻璃纖維的復(fù)合材料。
【文檔編號】C03C25/52GK104176949SQ201410407006
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】陳照峰, 沙李麗 申請人:蘇州宏久航空防熱材料科技有限公司