一種柔性可拉伸電磁屏蔽織物及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種柔性可拉伸電磁屏蔽織物及其制備方法。所述的柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法包括選用氨綸彈性織物作為彈性附著基體，并對其兩端施加一定拉力，將其拉伸至一定伸長率后固定，在彈性附著基體表面涂覆一層液體彈性粘合劑；將柔性納米電磁屏蔽復合膜壓漬在液體彈性粘合劑上，在柔性納米電磁屏蔽復合膜上側涂覆一層液體彈性粘合劑后與另一氨綸彈性織物相粘合，并在一定條件下使粘合劑固化；釋放施加在彈性附著基體上的拉力，使其帶動柔性納米電磁屏蔽復合膜回縮，即可制得柔性可拉伸電磁屏蔽織物。本發明的柔性可拉伸電磁屏蔽織物具有彈性好、伸長率高，電磁屏蔽性能優良等特點。
【專利說明】
一種柔性可拉伸電磁屏蔽織物及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及電磁屏蔽材料領域，更具體地說，涉及柔性可拉伸電磁屏蔽織物領域。
【背景技術】
[0002]當今社會飛速發展，現代技術日新月異，電器產品越來越普遍，電磁輻射產生的問題也日益嚴重。電磁屏蔽織物相比其他電磁屏蔽材料來說，更貼近人民的生活，既滿足人們日常生活的需要，又能起到防護的作用。因而，電磁屏蔽織物成為大家研究的熱點，在近年來發展迅速。
[0003]傳統的電磁屏蔽織物可分為鍍金屬織物、表面涂覆織物、貼金屬箔織物、導電纖維混紡織物等。鍍金涂覆織物存在金屬與織物的結合力較差，容易脫落，鍍層容易被刮擦而失去屏蔽性能，制備過程污染嚴重等問題，至今在電磁屏蔽領域內未得到廣泛應用，而金屬纖維混紡織物也存在織造過程中易纏繞、金屬纖維易斷、生產效率低，生產成本高等問題，由此生產的產品屏蔽性能也相對較差。因此探索高效電磁屏蔽材料尤其是柔性電磁屏蔽織物，對于防止電磁波引起的電磁干擾、提高電子產品、彈藥、引信、精密電子武器設備等的安全可靠性及人身安全等具有十分重要的意義。
[0004]新型的電磁屏蔽織物材料將向吸波織物材料的方向發展，并且要求屏蔽織物材料具有“薄、輕、寬、強”的特性，碳納米管是一種新型功能材料，電磁性能優于傳統材料，同時又擁有較大的長徑比，相對于其它金屬顆粒和石墨顆粒，用很少的量就能形成導電網鏈，且其密度比金屬顆粒小得多，不易因重力的作用而聚沉，同時還具有吸收頻帶寬、多功能、質量輕、厚度薄等特點，有作為優秀電磁屏蔽材料的巨大潛力。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種柔性可拉伸電磁屏蔽織物及其制備方法。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種柔性可拉伸電磁屏蔽織物，其特征在于，包括兩層氨綸彈性織物以及固定于所述的兩層氨綸彈性織物之間的至少一層柔性納米電磁屏蔽復合膜。
[0007]本發明還提供了上述的柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于，包括:
[0008]第一步:將碳納米管膜浸漬在石墨烯懸浮液中一段時間，取出，在室溫下自然晾干，得到柔性納米電磁屏蔽復合膜；
[0009]第二步:選用氨綸彈性織物作為彈性附著基體，并對其兩端施加一定拉力，將其拉伸至一定伸長率后固定，在彈性附著基體表面涂覆一層液體彈性粘合劑；
[0010]第三步:將柔性納米電磁屏蔽復合膜壓漬在液體彈性粘合劑上，在柔性納米電磁屏蔽復合膜上側涂覆一層液體彈性粘合劑后與另一氨綸彈性織物相粘合，并在一定條件下使粘合劑固化；
[0011 ]第四步:釋放施加在彈性附著基體上的拉力，使其帶動柔性納米電磁屏蔽復合膜回縮，即可制得柔性可拉伸電磁屏蔽織物。
[0012]優選地，所述的第一步還包括在柔性納米電磁屏蔽復合膜的端部黏附電極。
[0013]更優選地，所述的電極為銅片、銅絲、導電纖維(如碳納米管紗線)或其它導電材料。
[0014]更優選地，所述的電極通過導電銀膠與柔性納米電磁屏蔽復合膜連接。
[0015]優選地，所述的碳納米管膜由單壁或多壁碳納米管制得，碳納米管直徑為1nm-lOOnm，膜厚度為10μπι-50μπι，孔隙率為35%-75%，拉伸強度為100MPa_500MPa，電導率為104-105S/mo
[0016]優選地，所述的碳納米管膜的尺寸與拉伸后的彈性附著基體相同。
[00?7] 優選地，所述的石墨稀懸浮液的濃度為lmg/ml?50mg/ml，浸漬時間I?5h，浸漬I?3次，可根據需要設計選擇。
[0018]優選地，所述的氨綸彈性織物為氨綸與棉、滌綸或錦綸的混紡織物。
[0019]優選地，所述的液體彈性粘合劑為聚二甲基硅氧烷、丙烯酸或聚氨酯。
[0020]優選地，所述的第二步中的伸長率為氨綸彈性織物的斷裂伸長率的5?50%。
[0021]優選地，所述的第三步中固化時間、溫度、壓力等條件由所選擇的粘合劑決定。
[0022]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0023](I)采用氨綸彈性織物作為彈性附著基體，并在拉伸的同時與柔性納米電磁屏蔽膜粘結固化，從而提高了電磁屏蔽織物的柔韌性和彈性。
[0024](2)采用高電磁屏蔽吸收率的碳納米管膜浸漬石墨烯懸浮液得到柔性納米電磁屏蔽復合膜，電磁性能優于傳統材料，同時又擁有較大的長徑比，具有納米尺寸效應，相對于其它金屬顆粒和石墨顆粒，具有吸收頻帶寬、多功能、質量輕、厚度薄等特點，同時還采用浸漬石墨烯懸浮液的方式進一步提高了其電磁屏蔽性能。
[0025](3)采用氨綸彈性織物作為保護層，保證彈性的同時，保護電磁屏蔽層，使其不易磨損破壞，電磁屏蔽性能穩定，提高了材料的耐久性。
[0026](4)該制備方法簡單易行，適合產業化推廣，具有廣泛的應用前景。
[0027](5)本發明制備工藝簡單，適合工業化生產，制備得到的柔性可拉伸電磁屏蔽織物具有彈性好、伸長率高(20 % -50 % )，電磁屏蔽性能優良(l-5GHz頻率內，電磁波吸收率99 %以上)等特點，又能保持織物材料透氣、柔韌、可折疊、粘結等特性，可制成屏蔽服、屏蔽帳篷及屏蔽室材料等，以保障人身、信息安全等，是理想的電磁屏蔽材料。
【附圖說明】
[0028]圖1是彈性可拉伸的電磁屏蔽織物示意圖；
[0029]圖2是超高屏蔽效能的耐磨彈性電磁屏蔽織物示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0031 ]實施例1:超薄彈性可拉伸的電磁屏蔽織物
[0032] —種柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，具體步驟為:[〇〇33]第一步:將碳納米管膜浸漬在石墨烯懸浮液中3h，取出，在室溫下自然晾干，得到柔性納米電磁屏蔽復合膜3,在柔性納米電磁屏蔽復合膜3的兩端通過導電銀膠黏附銅絲電極。[0〇34]所述的碳納米管膜為60 X 40cm2的碳納米管膜(中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所)，由多壁碳納米管制得，碳納米管直徑為20nm，膜厚度為20wii，孔隙率為75%， 拉伸強度約為200MPa，電導率約1 X 105S/m。所述的石墨稀懸浮液的濃度為2mg/ml(紐美泰新材料有限公司)，浸漬1次。
[0035]第二步:選用氨綸彈性織物1作為彈性附著基體，并對其兩端施加一定拉力，將其拉伸至一定伸長率(斷裂伸長率的50%)后固定，在彈性附著基體表面涂覆一層液體彈性粘合劑2,厚度約為0.2mm;
[0036]第三步:將柔性納米電磁屏蔽復合膜3壓漬在液體彈性粘合劑2上，在柔性納米電磁屏蔽復合膜3上側涂覆一層厚度約為0.2mm的液體彈性粘合劑2后與另一氨綸彈性織物1 相粘合，保持氨綸彈性織物1的拉伸狀態，并在在80°C下使粘合劑固化，時間不低于12小時；
[0037]所述的第二步和第三步中的氨綸彈性織物1為超細超薄萊卡布，其為氨綸與錦綸的混紡織物，克重:1 l〇g/m2，紗支:20D，成分及含量:錦綸:80 %，氨綸:20 %，尺寸為40 X 40cm2。[〇〇38]所述的液體彈性粘合劑為聚二甲基硅氧烷，采用道康寧公司的SYLGARD184,由基本組分(PDMS液體，粘度5.2Pa-sec)和固化劑(粘度3.5Pa-sec)按10:1的重量比混勻得到。
[0039]第四步:釋放施加在彈性附著基體上的拉力，使其帶動柔性納米電磁屏蔽復合膜3 回縮，即可制得柔性可拉伸電磁屏蔽織物。
[0040]如圖1所示，所得的柔性可拉伸電磁屏蔽織物，包括兩層氨綸彈性織物1以及通過粘合劑粘合固定于所述的兩層氨綸彈性織物1之間的一層柔性納米電磁屏蔽復合膜3。[〇〇41 ]該超薄彈性可拉伸的電磁屏蔽織物可吸收頻帶寬，電磁屏蔽效能高，在l_5GHz頻率內，電磁波吸收率99%以上，屏蔽效能可達35dB，具有“薄、輕、寬、強”的特性，可作為新一代柔性電磁屏蔽織物材料。[〇〇42]實施例2:滌綸電磁屏蔽織物
[0043]—種柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，具體步驟為:
[0044]第一步:將碳納米管膜浸漬在石墨烯懸浮液中3h，取出，在室溫下自然晾干，得到柔性納米電磁屏蔽復合膜3,在柔性納米電磁屏蔽復合膜3的兩端通過導電銀膠黏附銅絲電極。[0〇45]所述的碳納米管膜為60 X 40cm2的碳納米管膜(中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所)，由多壁碳納米管制得，碳納米管直徑為20nm，膜厚度為20wii，孔隙率為75%， 拉伸強度約為200MPa，電導率約1 X 105S/m。所述的石墨稀懸浮液的濃度為2mg/ml(紐美泰新材料有限公司)，浸漬1次。
[0046]第二步:選用氨綸彈性織物1作為彈性附著基體，并對其兩端施加一定拉力，將其拉伸至一定伸長率(斷裂伸長率的50%)后固定，在彈性附著基體表面涂覆一層液體彈性粘合劑2,厚度約為0.2mm;[〇〇47]第三步:將柔性納米電磁屏蔽復合膜3壓漬在液體彈性粘合劑2上，在柔性納米電磁屏蔽復合膜3上側涂覆一層厚度約為0.2mm的液體彈性粘合劑2后與另一氨綸彈性織物1 相粘合，保持氨綸彈性織物1的拉伸狀態，并在在60°C下使粘合劑固化，時間不低于12小時； [〇〇48]所述的第二步和第三步中的氨綸彈性織物1為100D滌綸四面彈力布，其為氨綸與滌綸的混紡織物，克重:125g/m2，成分及含量:滌綸:90%，氨綸:10%，尺寸為40 X 40cm2。
[0049]所述的液體彈性粘合劑為水溶性聚氨酯，拜耳科技有限公司，型號:U54。
[0050]第四步:釋放施加在彈性附著基體上的拉力，使其帶動柔性納米電磁屏蔽復合膜3 回縮，即可制得柔性可拉伸電磁屏蔽織物。
[0051]如圖1所示，所得的柔性可拉伸電磁屏蔽織物，包括兩層氨綸彈性織物1以及通過粘合劑粘合固定于所述的兩層氨綸彈性織物1之間的一層柔性納米電磁屏蔽復合膜3。 [〇〇52]該電磁屏蔽織物電磁屏蔽效能高，在1-5GHZ頻率內可達35dB，符合人體皮膚的生理要求，光滑、涼爽、清新透氣，柔軟伸縮性強，而且也能保持服裝的外形美。[〇〇53]實施例3:超高屏蔽效能的耐磨彈性電磁屏蔽織物 [〇〇54] 一種柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，具體步驟為:[〇〇55]第一步:將3片碳納米管膜分別浸漬在石墨烯懸浮液中3h，取出，在室溫下自然晾干，得到3層柔性納米電磁屏蔽復合膜3,其中兩層柔性納米電磁屏蔽復合膜3的一端通過涂覆導電銀膠黏附銅絲電極。[0〇56]所述的碳納米管膜為60 X 40cm2的碳納米管膜(中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所)，由多壁碳納米管制得，碳納米管直徑為20nm，膜厚度為20wii，孔隙率為75%， 拉伸強度約為200MPa，電導率約1 X 105S/m。所述的石墨稀懸浮液的濃度為2mg/ml(紐美泰新材料有限公司)，浸漬1次。[〇〇57]第二步:選用氨綸彈性織物1作為彈性附著基體，并對其兩端施加一定拉力，將其拉伸至一定伸長率(斷裂伸長率的50%)后固定，在彈性附著基體表面均勻涂覆一層液體彈性粘合劑2,厚度約為0.3mm;[〇〇58]第三步:將3層柔性納米電磁屏蔽復合膜3依次壓漬在液體彈性粘合劑2上，帶有電極的2層柔性納米電磁屏蔽復合膜3分別位于上下兩層，相鄰兩層柔性納米電磁屏蔽復合膜 3之間通過液體彈性粘合劑2粘結固定;在柔性納米電磁屏蔽復合膜3的上側均勻涂覆一層厚度約為〇.3mm的液體彈性粘合劑2后與另一氨綸彈性織物1相粘合，保持氨綸彈性織物1的拉伸狀態，并在在60 °C下使粘合劑固化，時間不低于12小時；[〇〇59]所述的第二步和第三步中的氨綸彈性織物1為高密錦綸四面彈力布，其為氨綸與錦綸的混紡織物，克重:168g/m2，成分及含量:錦綸:84%，氨綸:16%，尺寸為40 X 40cm2。
[0060]所述的液體彈性粘合劑為水溶性聚氨酯，拜耳科技有限公司，型號:U54。
[0061]第四步:釋放施加在彈性附著基體上的拉力，使其帶動柔性納米電磁屏蔽復合膜3 回縮，即可制得柔性可拉伸電磁屏蔽織物。
[0062]如圖2所示，所得的柔性可拉伸電磁屏蔽織物，包括兩層氨綸彈性織物1以及通過粘合劑粘合固定于所述的兩層氨綸彈性織物1之間的三層柔性納米電磁屏蔽復合膜3,相鄰柔性納米電磁屏蔽復合膜3之間通過粘合劑粘合固定。[〇〇63]該柔性可拉伸電磁屏蔽織物采用了三層柔性納米電磁屏蔽復合膜，屏蔽測試結果可達到50dB，即屏蔽效率可達99.999 %，而且輕便耐磨、垂挺質感及彈力伸縮性好，穿著舒適，耐久性好。
[0064]本發明并不局限于上述實施方式，上述實施方式僅是示意性的，而非限制性，本領域的技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護范圍下，還可以做出很多種形式，這些均屬于本發明的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種柔性可拉伸電磁屏蔽織物，其特征在于，包括兩層氨綸彈性織物(I)以及固定于所述的兩層氨綸彈性織物(I)之間的至少一層柔性納米電磁屏蔽復合膜(3)。2.權利要求1所述的柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于，包括: 第一步:將碳納米管膜浸漬在石墨烯懸浮液中一段時間，取出，在室溫下自然晾干，得到柔性納米電磁屏蔽復合膜(3)； 第二步:選用氨綸彈性織物(I)作為彈性附著基體，并對其兩端施加一定拉力，將其拉伸至一定伸長率后固定，在彈性附著基體表面涂覆一層液體彈性粘合劑(2); 第三步:將柔性納米電磁屏蔽復合膜(3)壓漬在液體彈性粘合劑(2)上，在柔性納米電磁屏蔽復合膜(3)上側涂覆一層液體彈性粘合劑(2)后與另一氨綸彈性織物(I)相粘合，并在一定條件下使粘合劑固化； 第四步:釋放施加在彈性附著基體上的拉力，使其帶動柔性納米電磁屏蔽復合膜(3)回縮，即可制得柔性可拉伸電磁屏蔽織物。3.如權利要求2所述的柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于，所述的第一步還包括在柔性納米電磁屏蔽復合膜(3)的端部黏附電極。4.如權利要求3所述的柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于，所述的電極為銅片、銅絲、導電纖維或其它導電材料。5.如權利要求3所述的柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于，所述的電極通過導電銀膠與柔性納米電磁屏蔽復合膜(3)連接。6.如權利要求3所述的柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于，所述的碳納米管膜由單壁或多壁碳納米管制得，碳納米管直徑為1nm-1OOnm，膜厚度為10μηι-50μηι，孔隙率為35%-75%，拉伸強度為100MPa-500MPa，電導率為104-105S/m。7.如權利要求3所述的柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于，所述的石墨稀懸浮液的濃度為lmg/ml?50mg/ml，浸漬時間I?5h，浸漬I?3次。8.如權利要求3所述的柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于，所述的氨綸彈性織物(I)為氨綸與棉、滌綸或錦綸的混紡織物。9.如權利要求3所述的柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于，所述的液體彈性粘合劑為聚二甲基硅氧烷、丙烯酸或聚氨酯。10.如權利要求3所述的柔性可拉伸電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于，所述的第二步中的伸長率為氨綸彈性織物(I)的斷裂伸長率的5?50%。
【文檔編號】D06M17/04GK106012553SQ201610352509
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】許福軍, 高揚
【申請人】東華大學