一种耐高温铁氟龙布材料及其制备方法与流程

本发明涉及新材料，具体为一种耐高温铁氟龙布材料及其制备方法。背景技术：1、铁氟龙布学名聚四氟乙烯涂覆玻璃纤维布，又称铁氟龙耐高温漆布，是以悬浮聚四氟乙烯(俗称塑料王)乳液为原料，浸渍高性能玻璃纤维布而成。铁氟龙布是一种高性能，多用途的复合材料新产品。因其优异的各项性能,故被广泛应用在航空、造纸、食品、环保、印染、服装、化工、玻璃、医药、电子、绝缘、建筑(棚顶膜结构基布)、砂轮切片、机械等领域。2、例如公告号为cn103453141a的发明专利公开了打印/复印机密封刷结构及其制作方法，包括基质层、第一黏合层及铁氟龙布层；基质层由弹性材料制成；第一黏合层贴附于所述基质层上；铁氟龙布层通过所述第一黏合层贴附于所述基质层上，所述基质层、所述第一黏合层及所述铁氟龙布层依次层叠，所述铁氟龙布层为平面结构，所述铁氟龙布层由铁氟龙纤维通过斜纹织布的方式编织形成；该技术方案中公开了铁氟龙布层由铁氟龙纤维通过斜纹织布的方式编织形成，虽然铁氟龙纤维具有一定的耐热性，但是通过将铁氟龙纤维直接编织的方式得到的铁氟龙布在一些特殊领域，无法适应强耐热性的要求，导致其应用范围受限，无法满足特种作业的需求。技术实现思路1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种耐高温铁氟龙布材料及其制备方法。2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：3、一种耐高温铁氟龙布材料，所述耐高温铁氟龙布材料，通过静电纺丝，在铁氟龙纤维表面包裹多层耐高温纤维薄膜，并通过斜纹织布的方式编织形成。4、一种耐高温铁氟龙布材料的制备方法，具体包括如下步骤：5、1)将聚醚酰胺溶于正丁醇中，充分搅拌后，加入复合气凝胶以及杂化材料，充分搅拌后，加入曲拉通，并将其置于80～85℃恒温水浴中，持续搅拌5～10h，得到纺丝液；6、2)将纺丝液注入到注射器中，将铜箔紧贴在静电纺丝设备的滚筒收集器上，再将铁氟龙纤维紧密固定于铜箔上，进行静电纺丝，然后将产物经烘干后，经斜纹织布的方式编织，即可得到所需的耐高温铁氟龙布材料。7、作为本发明的进一步优选方案，步骤1)中，所述聚醚酰胺、正丁醇、复合气凝胶、杂化材料、曲拉通的用量比例为(8～15)g：(100～130)ml：(1～2)g：(2～3)g：(1.5～2.0)g；8、所述持续搅拌的转速为300～500r/min。9、作为本发明的进一步优选方案，步骤2)中，所述静电纺丝的参数为：纺丝电压15～25kv，纺丝液推进速度1～3ml/h，收集器转速100～160r/min，接收距离10～18cm。10、作为本发明的进一步优选方案，所述复合气凝胶的制备方法如下：11、1)以二甲基亚砜为溶剂，通过超声分散，将氧化石墨烯和碳纳米管均匀分散，得到分散液，然后向分散液中加入聚醚砜，加热至50～56℃，充分搅拌溶解后，倒入模具中，置于真空烘箱中室温下脱除气泡；12、2)将盛有分散液的模具放置在以液氮为冷源的铜冷指上，进行垂直方向的定向冷冻，待分散液完全转变为固体后，迅速转移至冷冻干燥机中进行冷冻干燥，经超微粉碎，即可得到复合气凝胶。13、作为本发明的进一步优选方案，步骤1)中，所述二甲基亚砜、氧化石墨烯、碳纳米管、聚醚砜的用量比例为(100～150)ml：(2～3)g：(3～5)g：(5～8)g；14、所述超声分散的功率为200～300w。15、作为本发明的进一步优选方案，步骤2)中，所述冷冻干燥是在-50～-60℃和真空环境下进行。16、作为本发明的进一步优选方案，所述杂化材料的制备方法如下：17、1)在由浓硫酸和浓硝酸按照体积比为3：1组成的混合酸中加入氮化硼纳米片，经超声分散处理20～30min，然后在120～126℃下加热搅拌回流5～8h，再将溶液用无水乙醇和去离子水反复洗涤，经干燥后，置于研钵中充分研磨，得到酸化氮化硼；18、2)将酸化氮化硼加入到由无水乙醇和去离子水按照体积比3：1组成的乙醇溶液中，经超声分散处理60～80min，然后加入浓氨水，得到溶液a，将正硅酸四乙酯溶于无水乙醇中，经充分搅拌后，缓慢滴入到溶液a中，继续超声分散1～2h，然后在室温下搅拌18～24h，得到溶液b，再将3-氨基丙基三乙氧基硅烷溶解在由等体积乙醇和乙酸组成的混合液中，充分混合后，加入到溶液b中，室温下磁力搅拌6～10h，将得到的产物进离心处理后，将沉淀物质用乙醇反复洗涤，经真空干燥，得到杂化材料。19、作为本发明的进一步优选方案，步骤1)中，所述混合酸、氮化硼纳米片的用量比例为(100～180)ml：(5～10)g；20、所述超声分散的功率为200～300w。21、作为本发明的进一步优选方案，步骤2)中，所述酸化氮化硼、乙醇溶液、浓氨水、正硅酸四乙酯、无水乙醇、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、混合液的用量比例为(5～8)g：(2000～2600)ml：(150～180)ml：(20～30)ml：(200～300)ml：(0.3～0.5)g：(20～26)ml；22、所述超声分散的功率为200～300w。23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：24、本发明中，以聚醚砜为基体，氧化石墨烯和碳纳米管作为填料，利用溶剂冷冻模板法，制备得到复合气凝胶，然后以正硅酸四乙酯为硅源，利用溶胶凝胶法制备得到杂化材料，以复合气凝胶和杂化材料作用填充介质，以聚醚酰胺作为原料，通过添加曲拉通表面活性剂调控纺丝液的性质，从而得到纺丝液，并且通过静电纺丝的方式，在铁氟龙纤维表面包裹多层耐高温纤维薄膜，并通过斜纹织布的方式进行编织，从而可以得到耐高温铁氟龙材料；包裹的耐高温纤维薄膜中，复合气凝胶中在冷冻干燥过程中形成的取向孔道结构，可以在很大程度上阻隔热对流和热传递，使其具有低导热系数，从而实现优异的隔热性能，可以在铁氟龙纤维表面形成隔热性，阻隔热量的侵入，从而提高铁氟龙纤维的耐高温性，使其在高温环境下依然具有很好的使用性能；同时，杂化材料引入到纤维薄膜中，杂化材料中的氮化硼纳米片通过相互嵌插堆叠，形成纳米片层结构，一方面有助于提高纤维薄膜的强度，增强其外力抵抗能力，有助于保持纤维薄膜结构的稳定性，同时，形成的纳米片层对热量的传递会起到阻碍作用，阻止热量向铁氟龙纤维内部侵入，从而有助于提高铁氟龙纤维在高温下的结构稳定性，使其具有很好的耐高温性能。25、本发明中的耐高温铁氟龙布材料，通过静电纺丝，在铁氟龙纤维表面包裹多层耐高温纤维薄膜，然后进行编写，纤维薄膜中引入的复合气凝胶和杂化材料，二者相互配合，可以在纤维薄膜中构建形成多层次的隔热层，阻止热量向铁氟龙纤维内部侵入，从而有助于提高铁氟龙纤维在高温下的结构稳定性，使其具有很好的耐高温性能，从而使其在高温环境下依然具有很好的使用性能。技术特征：1.一种耐高温铁氟龙布材料，其特征在于，所述耐高温铁氟龙布材料，通过静电纺丝，在铁氟龙纤维表面包裹多层耐高温纤维薄膜，并通过斜纹织布的方式编织形成。2.一种如权利要求1所述的耐高温铁氟龙布材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：3.根据权利要求2所述的一种耐高温铁氟龙布材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述聚醚酰胺、正丁醇、复合气凝胶、杂化材料、曲拉通的用量比例为(8～15)g：(100～130)ml：(1～2)g：(2～3)g：(1.5～2.0)g；4.根据权利要求2所述的一种耐高温铁氟龙布材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述静电纺丝的参数为：纺丝电压15～25kv，纺丝液推进速度1～3ml/h，收集器转速100～160r/min，接收距离10～18cm。5.根据权利要求2所述的一种耐高温铁氟龙布材料的制备方法，其特征在于，所述复合气凝胶的制备方法如下：6.根据权利要求5所述的一种耐高温铁氟龙布材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述二甲基亚砜、氧化石墨烯、碳纳米管、聚醚砜的用量比例为(100～150)ml：(2～3)g：(3～5)g：(5～8)g；7.根据权利要求5所述的一种耐高温铁氟龙布材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述冷冻干燥是在-50～-60℃和真空环境下进行。8.根据权利要求2所述的一种耐高温铁氟龙布材料的制备方法，其特征在于，所述杂化材料的制备方法如下：9.根据权利要求8所述的一种耐高温铁氟龙布材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述混合酸、氮化硼纳米片的用量比例为(100～180)ml：(5～10)g；10.根据权利要求8所述的一种耐高温铁氟龙布材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述酸化氮化硼、乙醇溶液、浓氨水、正硅酸四乙酯、无水乙醇、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、混合液的用量比例为(5～8)g：(2000～2600)ml：(150～180)ml：(20～30)ml：(200～300)ml：(0.3～0.5)g：(20～26)ml；技术总结本发明涉新材料技术领域，具体涉及一种耐高温铁氟龙布材料及其制备方法，所述耐高温铁氟龙布材料，通过静电纺丝，在铁氟龙纤维表面包裹多层耐高温纤维薄膜，并通过斜纹织布的方式编织形成。本发明中的耐高温铁氟龙布材料，通过静电纺丝，在铁氟龙纤维表面包裹多层耐高温纤维薄膜，然后进行编写，纤维薄膜中引入的复合气凝胶和杂化材料，二者相互配合，可以在纤维薄膜中构建形成多层次的隔热层，阻止热量向铁氟龙纤维内部侵入，从而有助于提高铁氟龙纤维在高温下的结构稳定性，使其具有很好的耐高温性能，从而使其在高温环境下依然具有很好的使用性能。技术研发人员：刘羚茂,黄丽英受保护的技术使用者：玉林博联电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20