The invention discloses a preparation method and device of conductive carbon nano coating glass fiber, the device mainly comprises a coating controllable preparation device, a wire releasing device, a pre-treatment device, a drying device, a winding device, an exhaust gas treatment device, etc. Among them, the coating controllable device can be used for sealing treatment, and inert gas can be introduced to exhaust air. The coating controllable device mainly includes heating and insulation device, heating chamber, vacuum inert gas output device, cooling device and flow control system. The invention provides a new preparation method and equipment of conductive carbon nano coating glass fiber, which can realize the continuous preparation of carbon nano coating glass fiber, achieve the conductivity and thermal conductivity, expand the application field of materials, use solid polymer as carbon source to replace methane and other gases, with low cost; adopt the cracking chemical deposition growth method to grow carbon nano on the surface of glass fiber Rice coating, in the process of coating preparation, coating can be controlled by controlling the process conditions.
【技术实现步骤摘要】
一种导电碳纳米涂层玻璃纤维制备方法及装置
本专利技术主要涉及导电玻璃纤维制备领域,尤其涉及一种导电碳纳米涂层玻璃纤维制备技术及装置。
技术介绍
近年来,随着航空航天、微纳元件及电子器件等行业的快速发展,纤维增强材料也受到各行业及科研院所的重视,特别是以玻璃纤维为代表的无机非金属材料。然而,玻璃纤维主要是实现复合材料力学方面的增强效果,无法实现在特定环境要求的导电、导热及电磁屏蔽的性能,制约了玻璃纤维材料的进一步应用。目前,针对于导电玻璃纤维的制备方面研究较少,中国专利CN106280371及CN106496881采用物理涂覆方法,将玻纤浸入含有导电物质溶剂中,在纤维表面涂覆导电物质制备了导电纤维;中国专利CN106830693采用在玻纤原料中加入导电金属再拉丝制备出导电纤维。以上两种方式是现有制备导电玻璃纤维的主要方法,但是工艺复杂,成本较高,不容易实现大规模制备与应用。
技术实现思路
针对以上问题,本专利技术提出一种导电碳纳米涂层玻璃纤维制备方法及装置,采用聚合物裂解气相沉积生长涂层的方法,可实现导电玻璃长纤维的连续制备。本专利技术以聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等固体聚烯烃类材料作为碳源,在无氧环境中采用激光或高温炉加热,固体聚合物碳源高温裂解,高分子材料的C-H键与C-C键断裂,得到游离的活性碳原子,碳原子在SiO2上生长制备出碳化硅,并进一步生成石墨烯涂层,从而使玻璃纤维具有较高的导电性。本方法创新设计出表面涂层可控制备装置,可实现导电涂层厚度的可控制备;同时结合前处理装置,烘 ...
【技术保护点】
1.一种导电碳纳米涂层玻璃纤维制备方法,其特征在于:第一步,将固体聚合物碳源放入涂层可控制备装置的加热仓中,加热仓封闭;第二步,加热仓抽真空并通入惰性气体;第三步,采用激光或高温炉加热,使固体聚合物碳源高温加热裂解,得到游离的活性碳原子;第四步,玻璃纤维经前处理烘干后进入到涂层可控制备装置;第五步、涂层可控制备装置中加热仓内的活性碳原子在玻纤表面生长,最终制备出导电纳米涂层。/n
【技术特征摘要】
1.一种导电碳纳米涂层玻璃纤维制备方法,其特征在于:第一步,将固体聚合物碳源放入涂层可控制备装置的加热仓中,加热仓封闭;第二步,加热仓抽真空并通入惰性气体;第三步,采用激光或高温炉加热,使固体聚合物碳源高温加热裂解,得到游离的活性碳原子;第四步,玻璃纤维经前处理烘干后进入到涂层可控制备装置;第五步、涂层可控制备装置中加热仓内的活性碳原子在玻纤表面生长,最终制备出导电纳米涂层。
2.根据权利要求1所述的一种导电碳纳米涂层玻璃纤维制备方法,其特征在于:第三步中玻璃纤维移动到加热仓聚合物裂解物排出口时,采用激光对玻璃纤维进行加热。
3.根据权利要求1所述的一种导电碳纳米涂层玻璃纤维制备方法,其特征在于:碳纳米涂层厚度为1nm-200nm。
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【专利技术属性】
技术研发人员:杨卫民,高晓东,张政和,谭晶,丁玉梅,
申请(专利权)人:北京化工大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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