一种耐腐蚀的抗电磁辐射织物的制备方法与流程

文档序号:11470793阅读:365来源:国知局

技术领域:

本发明涉及纺织技术领域,具体的涉及一种耐腐蚀的抗电磁辐射织物的制备方法。



背景技术:

随着高科技产品的日益普及,给人们的生活和工作带来便利,但由这些产品造成的电磁辐射已成为继水污染、空气污染和噪声污染之后的第四大环境污染,它不仅会对广播电视等通讯设备产生干扰,还会影响人体健康,人体长期暴露在电磁辐射环境中,神经系统、心血管系统、内分泌系统、生殖系统、免疫系统等都会受到不同程度的伤害。为减少电磁辐射对人体的危害,人们一方面对电磁辐射源进行屏蔽,减少辐射量,另一方面研制有效的防护材料进行个体防护,防电磁辐射织物即是其中之一。赋予织物优良的导电或导磁性能即可形成良好的防电磁辐射织物,当织物受外界电磁波作用时良好的导电性可产生感应电流,相应产生与外界磁场反方向的磁场,从而与外界磁场相抵消,达到对外界电磁场的屏蔽作用;较强的导磁性能有效地起到消磁作用,使电磁能转化为其它形式的能量,以达到吸收电磁辐射的目的。

目前常用的方法之一是将导电高分子涂覆与或原位聚合于纤维表面,,但是其结合牢度差,且易在织造中磨损。中国专利(201410317033.9)公开了一种永久性防电磁辐射织物,该织物的经、纬纱线为柔性纤维,所述织物表面设有防电磁辐射涂料,所述防电磁辐射涂料由以下重量百分比的原料组成:聚乙烯醇1-10%,聚醋酸乙烯乳液0.1-3%,羟甲基纤维素1.8-2.8%,纳米金属颗粒15-50%,余量为水。该织物可以有效屏蔽电磁波,屏蔽性能好。但是其与织物的结合牢度差,且会影响织物的柔软性,耐腐蚀性能差。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种耐腐蚀的抗电磁辐射织物的制备方法,该方法制得的织物柔软性能好,抗电磁辐射性能优异,耐腐蚀性能好。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种耐腐蚀的抗电磁辐射织物的制备方法,包括以下步骤:

(1)配制樟脑磺酸的水溶液,并分成等体积的两份;将苯胺单体与铜粉混合后静置20-40min后加入上述其中一份樟脑磺酸溶液中,搅拌均匀后得到混合物1,将氧化剂和另一份樟脑磺酸溶液混合均匀,制得混合溶液2,在-10~0℃下,将混合溶液2缓慢滴入到混合溶液1中,反应1-6h,反应结束后,使用去离子水合无水乙醇洗涤,干燥,制得铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料;

(2)将上述制得的铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料和水混合搅拌均匀,制得混合溶液3,将聚醋酸乙烯乳液、羧甲基纤维素,聚乙二醇和氨基硅油混合均匀制得混合溶液4,将混合溶液3逐滴加入到混合溶液4中,边滴加边搅拌,滴加完毕后,1000w功率下超声处理,制得混合浆料;

(3)配制樟脑磺酸溶液,并将聚乳酸纤维浸泡于樟脑磺酸溶液中,浸泡10-20min,取出,干燥,得到预处理聚乳酸纤维;然后将上述制得的混合浆料喷涂于聚乳酸纤维表面,得到表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维;

(4)以竹纤维和涤纶纤维构成的混纺纱作为第一纬线,以表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维与氨纶丝混合构成第二纬线,采用纬平针组织结构编织,制得耐腐蚀的抗电磁辐射织物。

作为上述技术方案的优选,步骤(1)中,所述樟脑磺酸溶液的浓度为0.5-2mol/l。

作为上述技术方案的优选,步骤(1)中,混合溶液1中铜粉的含量为0.005-0.1g/ml。

作为上述技术方案的优选,步骤(1)中,所述铜粉与苯胺单体的质量比为(0.25-2):1。

作为上述技术方案的优选,步骤(1)中,所述氧化剂为过硫酸铵和重铬酸钾的混合物,二者质量比为:m(过硫酸铵):m(重铬酸钾)=(0.35-1.5):1。

作为上述技术方案的优选,步骤(1)中,溶液2中氧化剂的含量为0.05-0.75g/ml。

作为上述技术方案的优选,步骤(2)中,各组分含量以重量份计分别为:铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料10-20份、水40-70份、聚醋酸乙烯乳液1-2份、羧甲基纤维素1-3份,聚乙二醇4-6份、氨基硅油1-1.5份。

作为上述技术方案的优选,步骤(3)中,所述樟脑磺酸溶液的浓度为0.1-1mol/l。

本发明具有以下有益效果:

本发明以铜粉为核、以掺杂聚苯胺为壳,制备了具有优异电磁屏蔽性能的材料,二者相互协同,进一步提高了材料的电磁屏蔽性能,而且其密度小,克服了传统电磁屏蔽材料带来的电磁波二次污染问题,且其与樟脑磺酸溶液处理的聚乳酸纤维表面可以发生键合,有效提高了屏蔽材料与聚乳酸纤维的结合性能,且其耐腐蚀性能好,不会影响原有织物的柔软性能。

具体实施方式:

为了更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解释本发明,不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种耐腐蚀的抗电磁辐射织物的制备方法,包括以下步骤:

(1)配制浓度为0.5mol/l的樟脑磺酸的水溶液,并分成等体积的两份;将苯胺单体与铜粉混合后静置20min后加入上述其中一份樟脑磺酸溶液中,搅拌均匀后得到混合物1,将氧化剂和另一份樟脑磺酸溶液混合均匀,制得混合溶液2,在-10℃下,将混合溶液2缓慢滴入到混合溶液1中,反应1h,反应结束后,使用去离子水合无水乙醇洗涤,干燥,制得铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料;

其中,合溶液1中铜粉的含量为0.005g/ml;铜粉与苯胺单体的质量比为0.25:1;氧化剂为过硫酸铵和重铬酸钾的混合物,二者质量比为:m(过硫酸铵):m(重铬酸钾)=0.35:1;溶液2中氧化剂的含量为0.05g/ml;

(2)将上述制得的铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料和水混合搅拌均匀,制得混合溶液3,将聚醋酸乙烯乳液、羧甲基纤维素,聚乙二醇和氨基硅油混合均匀制得混合溶液4,将混合溶液3逐滴加入到混合溶液4中,边滴加边搅拌,滴加完毕后,1000w功率下超声处理,制得混合浆料;其中,各组分含量以重量份计分别为:铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料10份、水40份、聚醋酸乙烯乳液1份、羧甲基纤维素1份,聚乙二醇4份、氨基硅油1份;

(3)配制浓度为0.1mol/l的樟脑磺酸溶液,并将聚乳酸纤维浸泡于樟脑磺酸溶液中,浸泡10min,取出,干燥,得到预处理聚乳酸纤维;然后将上述制得的混合浆料喷涂于聚乳酸纤维表面,得到表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维;

(4)以竹纤维和涤纶纤维构成的混纺纱作为第一纬线,以表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维与氨纶丝混合构成第二纬线,采用纬平针组织结构编织,制得耐腐蚀的抗电磁辐射织物。

实施例2

一种耐腐蚀的抗电磁辐射织物的制备方法,包括以下步骤:

(1)配制浓度为2mol/l的樟脑磺酸的水溶液,并分成等体积的两份;将苯胺单体与铜粉混合后静置40min后加入上述其中一份樟脑磺酸溶液中,搅拌均匀后得到混合物1,将氧化剂和另一份樟脑磺酸溶液混合均匀,制得混合溶液2,在0℃下,将混合溶液2缓慢滴入到混合溶液1中,反应6h,反应结束后,使用去离子水合无水乙醇洗涤,干燥,制得铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料;

其中,合溶液1中铜粉的含量为0.1g/ml;铜粉与苯胺单体的质量比为2:1;氧化剂为过硫酸铵和重铬酸钾的混合物,二者质量比为:m(过硫酸铵):m(重铬酸钾)=1.5:1;溶液2中氧化剂的含量为0.75g/ml;

(2)将上述制得的铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料和水混合搅拌均匀,制得混合溶液3,将聚醋酸乙烯乳液、羧甲基纤维素,聚乙二醇和氨基硅油混合均匀制得混合溶液4,将混合溶液3逐滴加入到混合溶液4中,边滴加边搅拌,滴加完毕后,1000w功率下超声处理,制得混合浆料;其中,各组分含量以重量份计分别为:铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料20份、水70份、聚醋酸乙烯乳液2份、羧甲基纤维素3份,聚乙二醇6份、氨基硅油1.5份;

(3)配制浓度为1mol/l的樟脑磺酸溶液,并将聚乳酸纤维浸泡于樟脑磺酸溶液中,浸泡20min,取出,干燥,得到预处理聚乳酸纤维;然后将上述制得的混合浆料喷涂于聚乳酸纤维表面,得到表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维;

(4)以竹纤维和涤纶纤维构成的混纺纱作为第一纬线,以表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维与氨纶丝混合构成第二纬线,采用纬平针组织结构编织,制得耐腐蚀的抗电磁辐射织物。

实施例3

一种耐腐蚀的抗电磁辐射织物的制备方法,包括以下步骤:

(1)配制浓度为1mol/l的樟脑磺酸的水溶液,并分成等体积的两份;将苯胺单体与铜粉混合后静置25min后加入上述其中一份樟脑磺酸溶液中,搅拌均匀后得到混合物1,将氧化剂和另一份樟脑磺酸溶液混合均匀,制得混合溶液2,在-15℃下,将混合溶液2缓慢滴入到混合溶液1中,反应2h,反应结束后,使用去离子水合无水乙醇洗涤,干燥,制得铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料;

其中,合溶液1中铜粉的含量为0.01g/ml;铜粉与苯胺单体的质量比为0.5:1;氧化剂为过硫酸铵和重铬酸钾的混合物,二者质量比为:m(过硫酸铵):m(重铬酸钾)=0.55:1;溶液2中氧化剂的含量为0.15g/ml;

(2)将上述制得的铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料和水混合搅拌均匀,制得混合溶液3,将聚醋酸乙烯乳液、羧甲基纤维素,聚乙二醇和氨基硅油混合均匀制得混合溶液4,将混合溶液3逐滴加入到混合溶液4中,边滴加边搅拌,滴加完毕后,1000w功率下超声处理,制得混合浆料;其中,各组分含量以重量份计分别为:铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料12份、水50份、聚醋酸乙烯乳液1.2份、羧甲基纤维素1.5份,聚乙二醇4.5份、氨基硅油1.1份;

(3)配制浓度为0.3mol/l的樟脑磺酸溶液,并将聚乳酸纤维浸泡于樟脑磺酸溶液中,浸泡15min,取出,干燥,得到预处理聚乳酸纤维;然后将上述制得的混合浆料喷涂于聚乳酸纤维表面,得到表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维;

(4)以竹纤维和涤纶纤维构成的混纺纱作为第一纬线,以表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维与氨纶丝混合构成第二纬线,采用纬平针组织结构编织,制得耐腐蚀的抗电磁辐射织物。

实施例4

一种耐腐蚀的抗电磁辐射织物的制备方法,包括以下步骤:

(1)配制浓度为1mol/l的樟脑磺酸的水溶液,并分成等体积的两份;将苯胺单体与铜粉混合后静置30min后加入上述其中一份樟脑磺酸溶液中,搅拌均匀后得到混合物1,将氧化剂和另一份樟脑磺酸溶液混合均匀,制得混合溶液2,在-5℃下,将混合溶液2缓慢滴入到混合溶液1中,反应3h,反应结束后,使用去离子水合无水乙醇洗涤,干燥,制得铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料;

其中,合溶液1中铜粉的含量为0.04g/ml;铜粉与苯胺单体的质量比为0.5:1;氧化剂为过硫酸铵和重铬酸钾的混合物,二者质量比为:m(过硫酸铵):m(重铬酸钾)=1:1;溶液2中氧化剂的含量为0.25g/ml;

(2)将上述制得的铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料和水混合搅拌均匀,制得混合溶液3,将聚醋酸乙烯乳液、羧甲基纤维素,聚乙二醇和氨基硅油混合均匀制得混合溶液4,将混合溶液3逐滴加入到混合溶液4中,边滴加边搅拌,滴加完毕后,1000w功率下超声处理,制得混合浆料;其中,各组分含量以重量份计分别为:铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料14份、水55份、聚醋酸乙烯乳液1.4份、羧甲基纤维素4.5份,聚乙二醇5份、氨基硅油1.2份;

(3)配制浓度为0.5mol/l的樟脑磺酸溶液,并将聚乳酸纤维浸泡于樟脑磺酸溶液中,浸泡10min,取出,干燥,得到预处理聚乳酸纤维;然后将上述制得的混合浆料喷涂于聚乳酸纤维表面,得到表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维;

(4)以竹纤维和涤纶纤维构成的混纺纱作为第一纬线,以表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维与氨纶丝混合构成第二纬线,采用纬平针组织结构编织,制得耐腐蚀的抗电磁辐射织物。

实施例5

一种耐腐蚀的抗电磁辐射织物的制备方法,包括以下步骤:

(1)配制浓度为1.5mol/l的樟脑磺酸的水溶液,并分成等体积的两份;将苯胺单体与铜粉混合后静置30min后加入上述其中一份樟脑磺酸溶液中,搅拌均匀后得到混合物1,将氧化剂和另一份樟脑磺酸溶液混合均匀,制得混合溶液2,在-10℃下,将混合溶液2缓慢滴入到混合溶液1中,反应4h,反应结束后,使用去离子水合无水乙醇洗涤,干燥,制得铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料;

其中,合溶液1中铜粉的含量为0.06g/ml;铜粉与苯胺单体的质量比为1:1;氧化剂为过硫酸铵和重铬酸钾的混合物,二者质量比为:m(过硫酸铵):m(重铬酸钾)=1.2:1;溶液2中氧化剂的含量为0.35g/ml;

(2)将上述制得的铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料和水混合搅拌均匀,制得混合溶液3,将聚醋酸乙烯乳液、羧甲基纤维素,聚乙二醇和氨基硅油混合均匀制得混合溶液4,将混合溶液3逐滴加入到混合溶液4中,边滴加边搅拌,滴加完毕后,1000w功率下超声处理,制得混合浆料;其中,各组分含量以重量份计分别为:铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料16份、水60份、聚醋酸乙烯乳液1.6份、羧甲基纤维素2份,聚乙二醇5.5份、氨基硅油1.3份;

(3)配制浓度为1mol/l的樟脑磺酸溶液,并将聚乳酸纤维浸泡于樟脑磺酸溶液中,浸泡10min,取出,干燥,得到预处理聚乳酸纤维;然后将上述制得的混合浆料喷涂于聚乳酸纤维表面,得到表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维;

(4)以竹纤维和涤纶纤维构成的混纺纱作为第一纬线,以表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维与氨纶丝混合构成第二纬线,采用纬平针组织结构编织,制得耐腐蚀的抗电磁辐射织物。

实施例6

一种耐腐蚀的抗电磁辐射织物的制备方法,包括以下步骤:

(1)配制浓度为1.5mol/l的樟脑磺酸的水溶液,并分成等体积的两份;将苯胺单体与铜粉混合后静置35min后加入上述其中一份樟脑磺酸溶液中,搅拌均匀后得到混合物1,将氧化剂和另一份樟脑磺酸溶液混合均匀,制得混合溶液2,在-5℃下,将混合溶液2缓慢滴入到混合溶液1中,反应5h,反应结束后,使用去离子水合无水乙醇洗涤,干燥,制得铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料;

其中,合溶液1中铜粉的含量为0.08g/ml;铜粉与苯胺单体的质量比为1.5:1;氧化剂为过硫酸铵和重铬酸钾的混合物,二者质量比为:m(过硫酸铵):m(重铬酸钾)=1.4:1;溶液2中氧化剂的含量为0.55g/ml;

(2)将上述制得的铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料和水混合搅拌均匀,制得混合溶液3,将聚醋酸乙烯乳液、羧甲基纤维素,聚乙二醇和氨基硅油混合均匀制得混合溶液4,将混合溶液3逐滴加入到混合溶液4中,边滴加边搅拌,滴加完毕后,1000w功率下超声处理,制得混合浆料;其中,各组分含量以重量份计分别为:铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料18份、水65份、聚醋酸乙烯乳液1.8份、羧甲基纤维素2.5份,聚乙二醇5.5份、氨基硅油1.4份;

(3)配制浓度为0.8mol/l的樟脑磺酸溶液,并将聚乳酸纤维浸泡于樟脑磺酸溶液中,浸泡20min,取出,干燥,得到预处理聚乳酸纤维;然后将上述制得的混合浆料喷涂于聚乳酸纤维表面,得到表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维;

(4)以竹纤维和涤纶纤维构成的混纺纱作为第一纬线,以表面喷涂有电磁屏蔽层的聚乳酸纤维与氨纶丝混合构成第二纬线,采用纬平针组织结构编织,制得耐腐蚀的抗电磁辐射织物。

对比例1

混合浆料中不包括掺杂聚苯胺,其他条件和实施例6相同。

对比例2

混合浆料中不包括铜粉,其他条件和实施例6相同。

对比例3

聚乳酸纤维表面涂覆混合浆料前,不采用樟脑磺酸溶液处理,其他条件和实施例6相同。

对比例4

制备铜粉掺杂聚苯胺电磁屏蔽材料时,直接将樟脑磺酸溶液、铜粉、聚苯胺、氧化剂混合反应,其他条件和实施例6相同。

下面对本发明制得的织物进行性能测试。

1、电磁屏蔽性能

按照国家标准gb/t26383-2011《抗电磁辐射精梳毛织品》的方法测定。结果如表1:

表1

从上述数据来看,本发明制得的织物电磁屏蔽性能更好,且聚乳酸纤维进行樟脑磺酸预处理可以有效提高屏蔽材料与纤维的结合性能,从而有效改善了织物抗电磁辐射的耐久性。

2、力学性能

测试仪器采用南通宏大实验仪有限公司hd026n型电子织物强力仪,并按照gb/t3923.1—1997《纺织品织物拉伸性能第一部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》进行测试。测试样品裁剪规格:长100mm、宽20mm,同时测试仪参数设置:定速拉伸且拉伸速度为100mm/min、预加张力5n、定长50mm。按照要求测量上述制得织物的力学性能变化,每组试样测量5次,并求平均值。

测试结果如表2所示:

表2

从上述数据来看,纤维表面涂覆一层电磁屏蔽材料还能有效提高其力学性能,且聚乳酸纤维与涂层材料结合越牢固,力学性能越好。

3、耐腐蚀性能

将上述织物分别浸入100g/l的氯化钠溶液、0.5mol/l的氢氧化钠溶液及0.5mol/l的盐酸溶液中24小时,取出干燥,测定其方阻值,从而评价酸、碱及盐对织物导电性的影响。

测试结果如表3所示

表3

从上述数据来看,本发明提供的织物耐腐蚀性能更优异,且电磁屏蔽涂层与纤维表面的结合力好。

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