[发明专利]一种接枝型多功能无纬布及其制备方法

权利要求书

1.一种接枝型多功能无纬布，其特征在于，包括超高分子量聚乙烯纤维，以及填充在所述超高分子量聚乙烯纤维中的树脂，所述树脂中具有异质导电通道；

所述异质导电通道为负载有片层结构碳基功能材料和液态金属的纤维素材料，所述纤维素材料表面具有纤维素羟基，所述异质导电通道被保护在纤维素材料的微米孔道中；所述树脂通过所述纤维素羟基与所述异质导电通道接枝；

所述树脂为水性聚氨酯；

所述片层结构碳基功能材料为还原氧化石墨烯，粒径20nm-1μm；

所述液态金属为三元镓铟锡合金或二元镓铟合金中的一种；

所述纤维素材料为植物纤维；

所述异质导电通道的构造方法包括如下步骤：

(1)机械力的作用下处理具有微米级孔道结构的植物纤维，使所述植物纤维上的木质素和半纤维素在机械力的作用下发生脱离而使纤维素羟基暴露于植物纤维的表面；所述植物纤维为丝瓜络纤维，粒径范围为0.1-3mm，孔道尺寸20μm-500μm；

(2)将经过步骤1处理过的所述植物纤维与所述片层结构碳基功能材料投入水热反应釜中，加入溶剂，先进行超声处理再进行水热处理，待反应完成后，过滤烘干，得到负载有片层结构碳基功能材料的植物纤维；

(3)将步骤2的产物与所述液态金属投入水热反应釜中，加入分散剂溶液，先进行超声处理在进行水热处理，待反应完成后，过滤烘干，得到负载有片层结构碳基功能材料以及液态金属的植物纤维，即所述异质导电通道构造完成，所述异质导电通道被保护在植物纤维的微米孔道中。

2.根据权利要求1所述的一种接枝型多功能无纬布，其特征在于，所述树脂的固含量为30-40wt％，所述树脂占所述接枝型多功能无纬布重量的15-25％；所述超高分子量聚乙烯纤维的分子量高于100万。

3.根据权利要求1所述的一种接枝型多功能无纬布，其特征在于，所述三元镓铟锡合金中Ga:In:Sn＝(66-70)wt％:(19-23)wt％:(7-12)wt％，所述二元镓铟合金中Ga:In＝(73-82)wt％:(18-27)wt％。

4.根据权利要求1所述的一种接枝型多功能无纬布，其特征在于，所述碳基功能材料在所述植物纤维中的质量百分含量为2-30％；所述液态金属在所述植物纤维中的质量百分含量为2-30％；所述植物纤维占所述树脂重量的5-20％。

5.根据权利要求1所述的一种接枝型多功能无纬布，其特征在于，所述溶剂为DMF；所述分散剂溶液为盐酸多巴胺溶液，所述盐酸多巴胺溶液的浓度为1-20wt％；

步骤(1)中产生的所述机械力为旋转力，转速3000-5000rpm，所述机械力的作用时间为3-5min；步骤(2)和步骤(3)中所述超声处理的功率为100-500W、超声时间为5-60min；步骤(2)和步骤(3)中所述水热处理的温度为100-150℃、时间为60-480min。

6.根据权利要求1-5任一项所述的接枝型多功能无纬布的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将表面具有纤维素羟基的异质导电通道作为大分子扩链剂，以2,2-二羟甲基丙酸为亲水扩链剂，以异氰酸酯和多元醇为单体，合成异质导电通道接枝的水性聚氨酯；

(2)采用浸渍或者涂覆的方式使具有异质导电通道接枝的水性聚氨酯填充并固化在超高分子量聚乙烯树脂中制得接枝型多功能无纬布。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述多元醇为聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；

所述水性聚氨酯的合成过程为：氮气保护下，将计量的所述异氰酸酯和所述多元醇在80-90℃下预聚反应2h；所述预聚反应结束后，加入所述亲水扩链剂和所述大分子扩链剂以及有机锡催化剂再继续反应0.5-1h，降温至低于50℃后加入与所述亲水扩链剂等物质的量的三乙胺进行中和，然后在1000rpm搅拌转速下，加水乳化0.5-1h，得到具有异质导电通道接枝改性的水性聚氨酯。