[发明专利]一种纤维阵列超黑材料及其制备方法

权利要求书

1.一种全反射率低于2％、附着力等级达0级，空间放气率为0.4-1.09％、热分解温度最高为379℃的纤维阵列超黑材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1)对短切纤维进行分筛；所述短切纤维为尼龙纤维或碳纤维，所述尼龙纤维的直径为10～20μm，所述尼龙纤维的长度为0.3～1.0mm，所述碳纤维的直径为5～10μm，所述碳纤维的长度为0.1～0.5mm；

2)在基体上涂覆粘合胶，所述粘合胶为丙烯酸酯胶或环氧胶；

3)将步骤1)分筛后的短切纤维置于高压静电的下金属极板，将步骤2)涂覆好粘合胶的基体平整贴在上金属极板的表面，打开高压直流电源，30～50kV电压下通电10～30s，短切纤维在高压电场作用下垂直飞向基体表面形成纤维阵列；所述上金属极板与下金属极板平行设置且间距为5～15cm；

4)对步骤3)得到的纤维阵列进行固化和表面梳理；当粘合胶为丙烯酸酯胶时，所述固化的温度为70～90℃，固化时间为1～2h，当粘合胶为环氧胶时，所述固化具体过程为：90℃保温30min，升温至120℃保温60min，升温至140℃保温30min，升温至160℃保温120min；

5)对经过步骤4)固化和表面梳理处理的纤维阵列的表面进行刻蚀，制备得到所述纤维阵列超黑材料；所述刻蚀为反应离子刻蚀工艺，刻蚀气体为O₂，气体流量为10～30sccm，射频功率为100～300w，刻蚀时间为3～5min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述分筛的具体过程为，通过机械振动筛对短切纤维进行分筛，短切纤维依次通过不同目数的筛网将不同长度的短切纤维打散并分离，长度相近的短切纤维停留在同一目数的筛网中。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述筛网的目数为50目、100目、200目、300目和400目。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述短切纤维为尼龙纤维时分筛前对所述尼龙纤维进行染黑和电着处理；所述染黑处理的具体过程如下：将尼龙纤维置于酸性染料浴中染色，洗净并干燥。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述酸性染料浴由黑色偶氮系染料配制而成，加入醋酸调整pH值至4～5，浴料比(100:1)～(105:1)，加入占黑色偶氮系染料质量的2～5％的匀染剂，100～120℃下染色1～2h。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述电着处理的具体过程如下：将尼龙纤维浸润在电着剂溶液中进行电着处理以使所述尼龙纤维的表面包覆无机导电颗粒；浴料比为(75:1)～(85:1)，50～60℃搅拌20～40min后将尼龙纤维过滤，80～90℃烘干1～2h。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述电着剂按质量份计，包括以下组分：

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述粘合胶采用涂膜器刮涂或喷胶枪喷涂的方式进行涂覆。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述基体为平面基体或异形基体。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述基体的材质为铝箔、不锈钢、有机玻璃、环氧树脂或碳纤维复合材料中的一种。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述粘合胶的黏度不低于100Pa·s，所述粘合胶的厚度不低于100μm。

12.根据权利要求1-7之一所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述表面梳理使用压缩空气对纤维阵列的表面进行梳理。