专利名称：一种黑色金属化电磁屏蔽织物及其制备方法
技术领域：
本发明属电磁波屏蔽织物及其制备方法，特别涉及一种黑色金属化电磁屏蔽织物及其 制备方法。
背景技术：
目前，国内外对电磁屏蔽织物的研究越来越多。大多数研究者将研究重点放在提高织 物的导电性上，所制备出的样品在10mHz lGHz下具有良好的屏蔽效能。
常见的电磁屏蔽织物广泛用于电脑、通讯机柜、各类家用电器的电磁兼容材料如屏蔽 压条、软排线导电布、导电衬垫带等。使用方便、重量轻、性价比优良，在电磁兼容性设 计中越来越为人们所认识和采用。国内外在这方面的研究很多，并己形成了产业。
电磁波屏蔽织物是当今屏蔽高频率、大功率电磁辐射较为理想的先进材料，在电磁波 屏蔽和导电等服用和产业用领域具有良好的应用前景。如在P常工作和生活中，还可将电 磁波屏蔽织物为孕妇制成围裙、背心；为家庭主妇制成微波炉罩等；为长期在电脑前工作 的人员缝制成防护服装、手套和帽子等；还可将电磁波屏蔽织物粘接制成不同的几何形状 对辐射源进行屏蔽等。另外，还可利用电磁波屏蔽织物来实现电子系统的兼容性，如制作 计算机等电子设备内的软接触开关。由于导电布对电阻的要求很高(<50mQ/cm2)，目前 国内厂家主要依靠进口，因而具有较大的应用范围和良好的市场应用前景。
最早用于电磁辐射防护的织物出现于上世纪60年代，是由金属丝和纺织纤维混编的 织物。它对电磁辐射有一定的屏蔽作用，但手感较硬，厚而重，服用性能较差。在此基础 上，又出现了金属纤维和纺织纤维混纺的织物，其服用性能有较大改善。但由于这两种纤 维难于混合均匀，屏蔽性能不理想，还有尖端放电和刺人的现象。到上世纪70年代初， 出现了镀银织物，其保护效果好，轻而薄，服用性能较好，但手感仍然较硬。由于电子产 品的普及，接触电磁波的人越来越多，而化学镀银织物价格昂贵，因而不能得到广泛应用。 上世纪70年代末，国内外又研制成了化学镀铜或镀镍织物，用来代替镀银织物，其性能 相似，但价格较低廉，为实际应用提供了有利条件。到了上世纪80年代，又研制出含多 元素或多离子的织物，既可屏蔽电场，又可消除磁场，还可以阻隔少量的x射线、紫外线 等。
为提高电磁屏蔽织物的电磁屏蔽性能、导电性能以及耐腐蚀耐磨擦性能，中国专利
CN1587494 "—种电磁屏蔽纺织品及其制备方法"公开了一种通过在非金属纤维纺织品的 纤维表面覆盖金属导电层使纺织品产生屏蔽效果的电磁屏蔽纺织品及其制备方法。该方法 是在基材纤维表面上镀覆有金属铜、镍，形成铜、镍复合金属导电膜。即在基材纤维表面 先采用化学镀铜，然后电镀镍，在基材表面形成铜镍复合金属导电膜，制备得到电磁屏蔽 纺织品。虽然通过化学镀铜电镀镍等步骤，会降低织物表面电阻值，提高织物的电磁屏蔽 效能，但该方法仍存在一下缺点
1、 在化学镀铜后的织物上进行电镀镍后，织物表面呈银白色，易脏污，装饰性较差， 特别是在一些特殊场合，如比装饰性黑色电器中，较暗的环境中，电器散热通风口；
2、 电镀镍后，织物表面色泽较浅，吸热、散热性能较差；
3、 电镀镍后，织物表面呈现金属光泽，反光强烈，易伤害工作人员的视力；
4、 电镀镍后，织物的耐腐蚀耐磨擦性能差强人意。
随着科技的发展，由于普通的导电布修饰性能、吸光性能、耐磨擦耐腐蚀性能较差， 现已经无法满足市场的要求。
黑色膜有高雅、古朴的色泽，具有美观装饰作用；黑色膜均匀、致密，具有优良防蚀 性能；黑色膜具有特殊的吸光、消光性能，在仪器仪表、军工工业中有特殊应用；黑色膜 具有优良的吸热、散热性能，对太阳光或其他的热辐射吸收率极强，在太阳能开发利用中， 有良好的应用前景。因而，金属表面黑色处理已成功应用于轻工、机械、日用五金、工艺 品、建筑装潢等行业中。近年来，由于太阳能利用、光学仪器等特殊要求，使黑色膜的应 用更为广泛。
自1900年代，德国科学家发明热碱性硝酸盐黑化氧化金属以来，已经发展了一个世
纪了，黑化工艺相对较为成熟。
电化学黑化法就是在镀件上用电镀的方法形成黑色覆盖膜。它与化学黑化法相比，虽
然工序较为繁杂，然而它的膜层具有膜层薄、致密、耐高温、导电性能好等化学黑化法无 法比拟的优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种黑色金属化电磁屏蔽织物及其制备方法，通过对作为基质 材料的纤维纺织品，经过镀覆金属后，在通过电镀的方法镀覆一层黑色的金属，得到的织 物具有较好的修饰性能、吸光性能、耐磨擦耐腐蚀性能等。
本发明的一种黑色金属化电磁屏蔽织物，是由化学镀铜后的织物进行电沉积黑镍处理 后制得，具有利用电镀覆盖Ni-Zn-S、 Ni-Mo中的一种黑色处理面。
所述的黑色金属化电磁屏蔽织物，在可见光范围内，平均光线吸收率至少在70%以上， 布面颜色浓度K/S值不低于10，织物的表面电阻不高于1Q/cm2，经50g/LNaCl盐雾沉降 24hr对织物表面进行腐蚀后其表面电阻不高于110mQ/cn^，经10s内IO次垂直压力为9N， 往复动程100mm对织物表面磨擦后其表面电阻不高于90 mQ/cm2。
本发明的一种黑色金属化电磁屏蔽织物的制备方法，包括下列步骤
(1) 用3md/L的铬酸溶液浸泡化学镀铜的纤维纺织品后，清水冲洗；
(2) 配制电镀黑镍溶液，调节pH2 6，采用镍阳极，10 5(TC下，浸镀化学镀铜的纤 维纺织品至置换反应完成，得镀覆有黑色金属镍的导电纤维纺织品；
(3) 电镀后的纤维纺织品水洗，涂覆保护树脂，烘干即可。 所述的电镀黑镍溶液包括镍盐溶液、黑化剂、缓冲剂、导电盐和阳极活化剂，浓度为
5~40%;
所述的镍盐为金属镍的硫酸盐或氯化镍中的一种；
所述的黑化剂是钼酸铵、硫氰酸铵、硫酸锌中的一种或两种；
所述的缓冲剂是硼酸；
所述的导电盐是乙酸钠或硫酸镍铵
所述的阳极活化剂是氯化钠、氯化镍；
所述的电镀是指阴极电流为在0.5 10A/dm2，电镀时间为10min左右。 本发明的有益效果
(1) 织物中含有的铜金属和镍金属具有特殊屏蔽特性；
(2) 电磁屏蔽纺织品导电性能优异，同时还具有良好的耐磨性能、耐腐蚀性能，具有装饰、保护、吸光、消光、吸热、散热等性能，具有较高的服用性能，而且手感柔软、 透气性好，可广泛用于导电布胶带、导电机织布、导电无纺布、屏蔽衬垫等方面。
图1是对化学镀铜后的织物进行电沉积黑色Ni-Zn-S后的扫描显微镜照片; 图2是对化学镀铜后的织物进行电沉积黑色M-Zn-S后的扫描电镜照片； 图3是对化学镀铜后的织物进行电沉积黑色Ni"Mo后的扫描显微镜照片； 图4是对化学镀铜后的织物进行电沉积黑色Ni-Mo后的扫描电镜照片； 图5对化学镀铜后的织物进行电沉积黑镍后织物纤维的结构示意图； 图6是本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4的工艺流程框图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限 定的范围。
实施例1
本实施例采用三元电子科技有限公司生产的镀铜涤纶布/230T为基材，其步骤如下 第一步，预处理。采用3moL/L的铬酸溶液降解以去除化学镀铜后的织物纤维表面的 氧化物及污物；
用清水洗去织物上残留的酸液，以及重金属离子； 采用镍阳极，下列配方配制电镀黑镍溶液
第二步，水洗( 第三歩，电镀c 采用镍阳极
钼酸铵 硼酸 乙酸钠 PH 温度 阴极电《 电镀时间
减
NiS04'6H20 (NH4)6Mo7024-4H20 H3B03
CH3COONa'3H20
33 °C l~2A/dm 600s
135g/L 25g/L 25g/L 20g/L
2
经过以上步骤，得到致密均匀的黑色的金属化纺织品t
第四步，涂覆保护层。用于保护纤维镀层免受磨损及污染，将第二次电镀得到的纤维 纺织品经水洗后，涂覆低浓度的水性树脂，再经热定型机如烘干即得到本发明所述的电磁 屏蔽纺织品。
经测试，使用本发明实施例的电磁屏蔽纺织品，由于选取了具有特殊屏蔽特性的铜金 属和镍金属，手感柔软、透气性好，广泛用于导电机织布、导电无纺布、导电编织布、屏 蔽衬垫等方面。
经过实施例1的方法在织物上进行电镀后，镀铜织物表面明显地镀覆上一层黑色的金 属层(图l)。镀覆上的金属层细致光滑，均匀地包围在金属铜的表面，颗粒较小(图2)。
实施例2
本实施例采用三元电子科技有限公司生产的镀铜尼龙布为基材，其步骤如下
第一步，预处理。采用3moL/L的铬酸溶液降解以去除化学镀铜后的织物纤维表面的 氧化物及污物；
第二步，水洗。用清水洗去织物上残留的酸液，以及重金属离子； 第三步，电镀。采用镍阳极，下列配方配制电镀黑镍溶液 采用镍阳极
T+^ /:白 邻it敗珠NiS04-6H2070g/L
硫酸镍铵NiS04'(NH4)2S04.6H2025g/L
硼酸H3B0325g/L
硫酸锌ZnS0420g/L
硫氰酸铵NH4CNS20g/L
PH4
温度35 °C
阴极电流0.5~lA/dm2
电镀时间600s
经过以卜歩骤，得到致密均匀的黑色的金属化纺织品。 第四步，涂覆保护层。用于保护纤维镀层免受磨损及污染，将第二次电镀得到的纤维 纺织品经水洗后，涂覆低浓度的水性树脂，再经热定型机如烘干即得到本发明所述的电磁
屏蔽纺织品。
经测试，使用本发明实施例的电磁屏蔽纺织品，由于选取了具有特殊屏蔽特性的铜金 属和镍金属，手感柔软、透气性好，广泛用于导电布胶带、导电机织布、导电无纺布、屏 蔽衬垫等方面。
在织物上用实施例2的方法进行电镀后，镀铜织物表面明显地镀覆上一层致密黝黑的 金属层(图3)。镀覆上的金属层能较好地包围在金属铜的表面，颗粒较小(图3)。
实施例3
本实施例采用三元电子科技有限公司生产的镀铜网格布MF36为基材，其步骤如下 第一步，预处理。采用3moL/L的铬酸溶液降解以去除化学镀铜后的织物纤维表面的 氧化物及污物；
第二步，水洗。用清水洗去织物上残留的酸液，以及重金属离子； 第三步，电镀。采用镍阳极，下列配方配制电镀黑镍溶液
采用镍阳极
硫酸镍 钼酸铵 硼酸 乙酸钠 pH 温度
阴极电流
丄-— i .、-i
屯扱H、J间
NiS04.6H20
(NH4)6Mo7024.4H20
H3B03
CH3COONa3H20
135g/L 25g/L 25g/L 20g/L
33 °C l 2A/dm2 600s
经过以上步骤，得到致密均匀的黑色的金属化网格布。
第四步，涂覆保护层。用于保护纤维镀层免受磨损及污染，将第二次电镀得到的纤维 纺织品经水洗后，涂覆低浓度的水性树脂，再经热定型机如烘干即得到本发明所述的电磁 屏蔽纺织品。
经测试，使用本发明实施例的电磁屏蔽纺织品，由于选取了具有特殊屏蔽特性的铜金 属和镍金属，手感柔软、透气性好，广泛用于导电机织布、导电无纺布、导电编织布、屏
蔽衬垫等方面。
实施例4
本实施例采用三元电子科技有限公司生产的镀铜网格纱Mesh为基材，其步骤如下 第一步，预处理。采用3moL/L的铬酸溶液降解以去除化学镀铜后的织物纤维表面的 氧化物及污物；
第二步，水洗。用清水洗去织物上残留的酸液，以及重金属离子； 第三步，电镀。采用镍阳极，下列配方配制电镀黑镍溶液 采用镍阳极
硫酸镍NiS04.6H2070g/L
硫酸镍铵NiS04'(NH4)2S04-6H2025g/L
硼酸H3B0325g/L
硫酸锌ZnS0420g/L
硫氰酸铵NH4CNS20g/L
pH4
温度35。C
阴极电流0.5~lA/dm2
电镀时间600s
经过以上步骤，得到致密均匀的黑色的金属化Mesh。
第四步，涂覆保护层。用于保护纤维镀层免受磨损及污染，将第二次电镀得到的纤维 纺织品经水洗后，涂覆低浓度的水性树脂，再经热定型机如烘干即得到本发明所述的电磁 屏蔽纺织品。
经测试，使用本发明实施例的电磁屏蔽纺织品，由于选取了具有特殊屏蔽特性的铜金 属和镍金属，手感柔软、透气性好，广泛用于导电机织布、导电无纺布、导电编织布、屏 蔽衬垫等方面。
权利要求
1.一种黑色金属化电磁屏蔽织物，其特征在于是由化学镀铜后的织物进行电沉积黑镍处理后制得，具有利用电镀覆盖Ni-Zn-S、Ni-Mo中的一种黑色处理面。
2. 根据权利要求l所述的一种黑色金属化电磁屏蔽织物，其特征在于在可见光范围内，织 物的平均光线吸收率至少在70%以上。
3. 根据权利要求1所述的一种黑色金属化电磁屏蔽织物，其特征在于布面颜色浓度K/S值 不低于10。
4. 根据权利要求1所述的一种黑色金属化电磁屏蔽织物，其特征在于织物的表面电阻不高于lQ/cm2。
5. 根据权利要求1所述的一种黑色金属化电磁屏蔽织物，其特征在于经50g/LNaCl盐雾沉 降24hr对织物表面进行腐蚀后其表面电阻不高于110 mQ/cm2。
6. 根据权利要求1所述的一种黑色金属化电磁屏蔽织物，其特征在于经10s内10次垂直 压力为9N，往复动程100mm对织物表面磨擦后其表面电阻不高于90 mQ/cm2。
7. —种黑色金属化电磁屏蔽织物的制备方法，包括下列步骤(1) 用3mol/L的铬酸溶液浸泡化学镀铜的纤维纺织品后，清水冲洗；(2) 配制电镀黑镍溶液，调节pH2~6，采用镍阳极，10 5(TC下，浸镀化学镀铜的纤维 纺织品至置换反应完成，得镀覆有黑色金属镍的导电纤维纺织品；(3) 电镀后的纤维纺织品水洗，涂覆保护树脂，烘干即可。
8. 根据权利要求7所述的一种黑色金属化电磁屏蔽织物的制备方法，其特征在于所述的电 镀是指阴极电流为在0.5 10A/dm2，电镀时间为10min。
9. 根据权利要求7所述的一种黑色金属化电磁屏蔽织物的制备方法，其特征在于所述的电 镀黑镍溶液包括镍盐溶液、黑化剂、缓冲剂、导电盐和阳极活化剂，浓度为540%。
10. 根据权利要求9所述的一种黑色金属化电磁屏蔽织物的制备方法，其特征在于所述的镍盐为金属镍的硫酸盐或氯化镍中的一种；黑化剂是钼酸铵、硫氰酸铵、硫酸锌中的一种或 两种；缓冲剂是硼^;导电盐是乙酸钠或硫酸镍铵；阳极活化剂是氯化钠、氯化镍。
全文摘要
本发明涉及一种黑色金属化电磁屏蔽织物及其制备方法，制备包括(1)用3mol/L的铬酸溶液浸泡化学镀铜的纤维纺织品后，清水冲洗；(2)配制电镀黑镍溶液，调节pH2～6，采用镍阳极，10～50℃下，浸镀化学镀铜的纤维纺织品至置换反应完成，得镀覆有黑色金属镍的导电纤维纺织品；(3)电镀后的纤维纺织品水洗，涂覆保护树脂，烘干即可。该织物导电性能优异，同时还具有良好的耐磨性能、耐腐蚀性能以及吸光性能，具有装饰、保护、吸光等作用，具有较高的服用性能，可广泛用于导电布胶带、导电机织布、导电无纺布、屏蔽衬垫等方面。
文档编号C25D3/12GK101113568SQ20071004465
公开日2008年1月30日 申请日期2007年8月7日 优先权日2007年8月7日
发明者宾 孙, 朱美芳, 李成新, 炜 王, 田海玉, 陆邵闻 申请人:东华大学;三元控股集团有限公司