专利名称：一种导电的复合软体材料的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种导电的复合软体材料，确切地说，涉及一种包含有绝缘软体材料的、具有优良电磁功能性能而用于电磁环境的，以非同质性或物理结构镀层为特点的复合层状产品。
当今社会公认，材料、能源和信息技术是现代文明的三大支柱。从现代科学技术的发展史中可以看到，每一项重大新技术的发现，往往有赖于新材料的发展和应用。对现代科技，尤其是电子工业的发展具有重要作用的半导体材料就是一个雄辩的例证。近年来，迅速发展的具有比传统材料更为优异性能的数万种新材料中，复合材料占有重要位置。在复合材料中，由功能体和基体组成的功能复合材料更是发展形势汹涌，开始形成产业规模。其中的基体主要起到构成整体的作用，而由功能体承担其功能作用，同时，基体也可产生协同或加强功能体的作用。
本实用新型的具有导电性能的复合软体材料，正是在近二、三十年发展的一种功能复合材料，已有技术能够制造的这种材料，其结构组成共有三种第一种是在纤维织物中夹杂织入金属丝或碳素丝构成的，这种材料制造工艺复杂，成本高，不适宜弯折，且其电学性能(如电阻率等)不易控制，电磁辐射屏蔽性能也差，这种材料通常只能用于制作电热毯(垫)或电磁屏蔽服，用途较窄。第二种是将具有导电性能的粉未(如铝粉、铜粉、或碳粉等)掺入某种粘合剂中，涂复在纤维织物表面所构成的。这种材料的缺点是导电涂层厚度不好掌握且通常较厚，与纤维织物的附着牢度低，弯折、柔软和透气性能都较差，电学性能也不易控制，一般也只能用作特殊的电磁屏蔽场合。第三种是在细密的金属丝网上直接涂复橡胶层或塑料层所构成。这种材料的导电性能无法调节改变，柔软性差，成本高，一般只可用于某些电磁屏蔽领域。总之，上述三种已有的导电软体材料都存在导电或电学性能难以掌握控制、弯折和柔软性差、不易剪裁加工，导致用途狭窄以及加工制造复杂、成本高等缺陷。
本实用新型的目的是提供一种能够克服上述技术性能缺陷的导电复合软体材料，它可以方便地调节控制其导电性能，电磁性能稳定、优良且柔软质轻，可折叠、耐洗涤、透气性好，成本较低廉本实用新型是这样实现的它是由作为基体的绝缘体材料和位于基体两侧表面的导电功能体所组成，其特征在于该导电功能体是由采用液相电子交换沉积工艺而在基体两侧表面镀复附着形成的导电物质层所构成的。
上述作为基体的绝缘软体材料，可以是合成纤维织物，也可以是天然纤维织物，还可以是纸张、皮革和塑料薄膜。
上述构成导电层的导电物质，可以是单质金属，也可以是合金，又可以是包括有磷化物、卤化物、氢氧化物和硼化物的盐类物质，还可以是上述三类物质的多种成份的混合物。
上述导电物质构成的导电层的厚度可以在0.2至几十微米之间，以便控制其电阻率在10-2～10+3Ω/□之间变化。
上述作为基体的绝缘软体材料，与其两侧附着的导电物质层之间的界面可以是截然分明的，也可以是导电物质渗透进入具有空隙的基体而呈过渡渗透状。
本实用新型可以用于电加热领域，也可用于人体保键中的远红外频谱理疗器具的能量发生装置领域，还可用作电磁屏蔽领域。
本实用新型是采用液相电子交换沉积工艺而使导电物质镀复附着在基体两侧表面形成导电层的特殊层状结构而构成的，因此，可以通过控制其导电层的材料组成和厚度，方便地调节控制其电磁性能，且导电层与基体结构紧密，电学性能稳定，有利于拓宽其用途，此外，本实用新型仍保持基体材料的质轻、柔软、可折叠、耐洗涤、缝纫性好，抗拉强度高和透气性好等特点。本实用新型制造工艺简单，生产成本低，为推广普及应用提供了条件。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的另一种结构示意图。
参见图1，本实用新型是一种导电的复合软体材料，它是在作为基体的绝缘软体材料1的两侧表面上采用电子交换沉积工艺而镀复附着导电物质21作为导电层2而构成的层状产品。本实用新型是采用液相电子交换沉积法实现镀复附着导电物质的。具体操作过程是首先配制好含有需要沉积的导电物质的溶液，然后，将其表面已被清洗处理过的绝缘软体材料1浸渍在上述溶液里，此时，绝缘软体材料1表面将聚集大量电子，从而使溶液中带负电荷的金属(或化合物)离子吸引沉积在绝缘软体材料1的表面，进行电子交换，最后以价键结合方式牢固地与作为基体的绝缘软体材料1相结合，形成一个呈平面连续状的导电层2。通过对沉积时间的控制，可使在基体1上沉积的导电层2的平均厚度在0.2-几十微来之间变化，从而使复合后的导电软体材料的电阻率在10-2～10+3/□之间变化。由于导电层的厚度相当微薄，所以，本实用新型仍然保留其基体的各种基本属性。例如，各种纤维织物的容易洗涤、折叠、裁剪加工和质轻柔软等特性。
本实用新型中作为基体1的绝缘软体材料可以是涤纶、晴纶、锦纶等合成纤维织物，也可以是棉、麻等纤维素纤维或羊毛、蚕丝等蛋白质纤维类的天然纤维织物，还可以是纸张、皮基和塑料薄膜。而构成导电层2的导电物质可以是铁、铜、钴、钼、银等单质金属，又可以是不锈钢、铬钨锰钢、黄铜、铍青铜等合金物质，也可以是磷化物、卤化物、氢氧化物和硼化物等盐类物质，还可以是上述多种成分的混合物。
本实用新型中绝缘软体材料构成的基体1与导电物质附着在基体1两侧表面而形成的导电层2之间的分界介面一般情况是截然分明的，如图1所示。但是，当基体1是由多孔绝缘软体材料(如纤维织物、纸张等)构成时，导电物质21在沉积过程中会渗透深入基体1的孔隙之中，使其导电层2与基体1的交界面呈模糊过渡渗透状(参见图2)，从而使其彼此结合更加牢固。
本实用新型因其可以通过控制其导电物质的组成成分和厚度，来控制其导电性能，且电学性能稳定，所以，本实用新型具有十分广泛的应用领域，其范围主要集中在以下三个方面一、电加热领域通过控制导电层的电阻率以及剪裁成不同形状，可将本实用新型制成为各种交、直流电压下的电加热元件。本实用新型在通电加热时，所产生的辐射能量为远红外线，电热能转换效率高，节能性好。
二、人体保健器具领域通过改变导电层中导电物质的组成成份，可使其在通电加热过程中释放出来的远红外线能量频谱接近人体自身所辐射的远红外频谱范围，从而可应用本实用新型制成各种远红外理疗器具的能量发生装置，尤其可用于制作各种软质理疗带、垫等器件。
三、电磁屏蔽领域通过改变导电层导电物质的组成成份和厚度，可以使本实用新型具有优良的电磁辐射屏蔽性能，用于制作各种屏蔽服装，屏蔽罩、套等。
本实用新型已采用锦纶布(俗称尼龙布)作为基体的绝缘材料软体，在其两侧表面沉积含有镍、铁、磷化物和氢氧化物复合导电物质作为导电层进行实施试验，对试制样品进行电磁屏蔽检测的结果表明对于频率为2450MHz的微波，该试验样品的微波透过率低于15％，该样品除可用于电磁屏蔽外，在通电发热的情况下，该样品还可辐射出波长范围为2-18μm的远红外线，其峰值在6～10μm之间，与人体所辐射的远红外线频谱基本一致，因此，该样品也可用于人体保键。此外，本实用新型还以纸张为绝缘软体材料而在其两侧表面沉积铜而构成的导电层进行试验实施，该试验样品可以作为廉价的一次性电加热器件。
权利要求1.一种导电的复合软体材料，它是由作为基体的绝缘体材料和位于基体两侧表面的导电功能体所组成，其特征在于该导电功能体是由采用液相电子交换沉积工艺而在基体两侧表面镀复附着形成的导电物质层所构成的。
2.如权利要求1所述的导电的复合软体材料，其特征在于上述作为基体的绝缘软体材料，可以是合成纤维织物，也可以是天然纤维织物，还可以是纸张、皮革和塑料薄膜。
3.如权利要求1所述的导电的复合软体材料，其特征在于上述构成导电层的导电物质，可以是单质金属，也可以是合金，又可以是包括有磷化物、卤化物、氢氧化物和硼化物的盐类物质，还可以是上述三类物质的多种成份的混合物。
4.如权利要求1所述的导电的复合软体材料，其特征在于上述导电物质构成的导电层的厚度可以在0.2至几十微米之间，以便控制其电阻率在10-2～10+3Ω/□之间变化。
专利摘要一种导电的复合软体材料，是由作为基体的绝缘软体材料和采用液相电子沉积工艺而在基体两侧表面镀覆附着形成的导电物质层构成的导电功能体所组成的新型功能复合材料。可以通过控制其导电层的材料组成和厚度，方便地调节控制该材料的电磁性能；且导电层与基体结合紧密、电学性能稳定；又保持基体材料的质轻、柔软、可折叠、耐洗涤、缝纫性好、抗拉强度高和透气性好等诸多特点，可以广泛应用于电加热、人体保健和电磁屏蔽等领域。
文档编号H01B5/14GK2270266SQ9522503
公开日1997年12月10日 申请日期1995年10月30日 优先权日1995年10月30日
发明者曾繁寿, 丁明清 申请人:北京龙虎泰科科技发展有限责任公司