-(4-氨基苯氧基)-二苯基按1:2.5组合而成的聚合物粘合剂0.5份、1，2-亚乙基双硬脂酰胺0.75份、碱金属氟化物0.06份、金属茂0.15份、银和钴按任意比的金属氯化物组成的导电型金属0.09份、SnO2 0.75份、镁和铕的化合物组成的分散X射线和电子束屏蔽材料0.02份，这些材料可以对放射性辐射进行屏蔽，增强其性能，拓宽本发明材料的使用范围。
[0026]一种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料的制备方法，包括以下步骤:
[0027](I)石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入碱金属氟化物LiF，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在600°C加热，加热时间控制在14分钟，所述惰性气体是甲烷和丙烷的混合气体，将碱金属氟化物固定在纳米石墨粉表面上；
[0028](2)纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用450份浓度为96%的浓硫酸与30份高锰酸钾进行混合酸氧化，浓硫酸与高锰酸钾并用能够提高处理效率，经超声或高剪切剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在250°C加热处理6.5分钟，加入导电型金属，在氮气和氩气的混合气体保护下在400°C加热25分钟，将导电型金属均匀分散在纳米碳纤维内；
[0029](3)将步骤(I)预处理的石墨和步骤(2)预处理的纳米碳纤维置于容器内，用270份极性溶剂乙酸乙酯溶解，再加入分散剂、导电聚合物、聚合物粘合剂，用强力混合器共混，然后再用超声波分散仪进行超声分散，超声频率为20KHz，时间为0.75小时，再置于臭氧发生装置中进行臭氧化处理，臭氧化处理可以促进原料纤维的表面的亲水化，经研磨后，形成均质的溶液；
[0030](4)将步骤(3)得到的溶液与化学共混物进行化学共混，所述化学共混物为聚氧乙烯，所述化学共混物的质量分数占原溶液的27.5%，用静电纺丝法制备出纳米碳导电纤维材料，所述静电纺丝所用的锥形管尖口直径为1.1mm，锥形管与水平方向成7°角，以利于锥形管尖口液滴形成，在溶液两端加1.2kV/cm的电场强度。
[0031]实施例3:—种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料，按重量组分计包括以下组分:石墨6份、纳米碳纤维35份、聚(茚并芴-三苯胺)98份、I, 3-双-(3，3，4，4- 二羧基苯氧基)苯和4，4-双-(4-氨基苯氧基)_ 二苯基按1:3组合而成的聚合物粘合剂0.8份、1，2-亚乙基双硬脂酰胺1.0份、碱金属氟化物0.1份、金属茂0.2份、镍和锡按任意比的金属氮化物组成的导电型金属0.15份、SnO2 1.0份、铕和镝的化合物组成的分散X射线和电子束屏蔽材料0.03份，这些材料可以对放射性辐射进行屏蔽，增强其性能，拓宽本发明材料的使用范围。
[0032]一种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料的制备方法，包括以下步骤:
[0033](I)石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入碱金属氟化物CsF，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在700°C加热，加热时间控制在20分钟，所述惰性气体是从乙炔和乙稀的混合气体，将碱金属氟化物固定在纳米石墨粉表面上；
[0034](2)纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用480份浓度为98%的浓硫酸与50份高锰酸钾进行混合酸氧化，浓硫酸与高锰酸钾并用能够提高处理效率，经超声或高剪切剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在300°C加热处理8分钟，加入导电型金属，在氮气和氩气的混合气体保护下在500°C加热30分钟，将导电型金属均匀分散在纳米碳纤维内；
[0035](3)将步骤(I)预处理的石墨和步骤(2)预处理的纳米碳纤维置于容器内，用300份极性溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶解，再加入分散剂、导电聚合物、聚合物粘合剂，用强力混合器共混，然后再用超声波分散仪进行超声分散，超声频率为20KHz，时间为1.0小时，再置于臭氧发生装置中进行臭氧化处理，臭氧化处理可以促进原料纤维的表面的亲水化，经研磨后，形成均质的溶液；
[0036](4)将步骤(3)得到的溶液与化学共混物进行化学共混，所述化学共混物为聚氧乙烯，所述化学共混物的质量分数占原溶液的35%，用静电纺丝法制备出纳米碳导电纤维材料，所述静电纺丝所用的锥形管尖口直径为1.2mm，锥形管与水平方向成8°角，以利于锥形管尖口液滴形成，在溶液两端加1.2kV/cm的电场强度。
[0037]最后应说明的是: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实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料，其特征在于:按重量组分计包括以下组分:石墨3?6份、纳米碳纤维15?35份、导电聚合物60?98份、聚合物粘合剂0.2?0.8份、分散剂0.5?1.0份、碱金属氟化物0.02?0.1份、金属催化剂0.1?0.2份、导电型金属0.03?0.15份、表面处理剂0.5?1.0份；所述导电聚合物为聚(茚并芴-三苯胺)，所述聚合物粘合剂为1，3-双-(3，3，4，4- 二羧基苯氧基)苯和4，4-双-(4-氨基苯氧基)-二苯基按1:2?3组合而成，所述分散剂为1，2-亚乙基双硬脂酰胺，所述金属催化剂为金属茂，所述表面处理剂为ITO或SnO2,所述导电型金属包括钡、银、钴、镍、锡中的至少一种金属元素的盐、金属氧化物、金属氯化物或金属氮化物。2.如权利要求1所述的一种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料，其特征在于:还包括0.01?0.03份的分散X射线和电子束屏蔽材料，所述材料是选自硅、锶、镁、铕和镝中的至少一种元素的化合物。3.如权利要求1所述的一种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入碱金属氟化物，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在500?700°C加热，所述惰性气体是从一氧化碳、甲烧、乙炔、乙烯和丙烷中选择的一种或多种混合气体，将碱金属氟化物固定在纳米石墨粉表面上； (2)纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化，经超声或高剪切剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在200?300°C加热处理5?8分钟，加入导电型金属，在氮气和氩气的混合气体保护下在300?500°C加热20?30分钟，将导电型金属均匀分散在纳米碳纤维内； (3)将步骤(I)预处理的石墨和步骤(2)预处理的纳米碳纤维置于容器内，用极性溶剂溶解，再加入分散剂、导电聚合物、聚合物粘合剂，共混，超声分散，再置于臭氧发生装置中进行臭氧化处理，研磨，形成均质的溶液； (4)将步骤(3)得到的溶液与化学共混物共混，所述化学共混物为聚氧乙烯，再用静电纺丝法制备出纳米碳导电纤维材料。4.如权利要求3所述的一种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料的制备方法，其特征在于:所述浓硫酸用量为420?480份，高锰酸钾用量为10?50份，所述浓硫酸浓度为95?98%。5.如权利要求3所述的一种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料的制备方法，其特征在于:所述极性溶剂选自异丙醇(IPA)、环己酮、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、乙酸丁酯或甲基异丁基酮中的任意一种。6.如权利要求3所述的一种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料的其制备方法，其特征在于:所述碱金属氟化物为LiF或CsF。
【专利摘要】本发明公开了一种新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料及其制备方法，属于纳米材料技术领域，所述材料包括：石墨、纳米碳纤维、导电聚合物、聚合物粘合剂、分散剂、碱金属氟化物、金属催化剂、导电型金属、表面处理剂；所述制备方法为：石墨用碱金属氟化物预处理；纳米碳纤维混合酸氧化后分别加入表面处理剂和导电型金属进行加热处理；预处理后的石墨和纳米碳纤维溶解后与分散剂、导电聚合物、聚合物粘合剂共混，超声分散，臭氧化处理，研磨，形成均质的溶液；再与化学共混物共混，用静电纺丝法制备出纳米碳导电纤维材料。本发明制备的新型电磁屏蔽纳米碳导电纤维材料有良好的电磁屏蔽性能，无毒，不含任何致癌物，可用于制造防辐射服等。
【IPC分类】D01D5/00, D01F8/16, D01F1/10, D01F1/09
【公开号】CN105177745
【申请号】
【发明人】任学勤, 李力
【申请人】贵州省纤维检验局, 李力
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月31日