CN101302719A - 高效能电磁波屏蔽织物的制造方法 - Google Patents
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Abstract
纺织工业生产中高效能电磁波屏蔽织物的制造方法，包括织物基材的真空溅射镀金属膜、化学镀金属膜、施加保护层等工序，特征是所施加的保护层为混合吸波材料，其中包括丙烯酸酯糊料、炭粉、铁氧体、纳米级铁氧体、二氧化钛、有机硅柔软剂、分散剂，将上述混合吸波材料用带浆辊压涂、刮刀刮涂或圆网印涂的方式施加于经真空溅射镀、化学镀金属膜织物的表面，并高温固化。优点是所制得的高效能电磁波屏蔽织物达到了反射、吸收电磁波以及等离子体活化的叠加效应，电磁波屏蔽效能进一步提高到＞90dB，同时也提高了镀膜与织物基材的结合牢度，改善了制品的耐折性和金属膜的氧化变色性。
Description
技术领域
本发明涉及纺织工业生产中高效能电磁波屏蔽织物的制造方法，产品可广泛应用于家用和军工、科研、工农医等产业领域，用于对有害电磁波的屏蔽和防护。
背景技术
电磁波是继空气污染、水污染、噪声污染之后的又一大污染源。电磁波不仅危害人体健康，也危及仪器设备的运作。在军事领域和通讯领域中，电磁波的泄漏还会造成泄密。电磁波屏蔽织物常用来制作军用屏蔽帐篷、盖布及军事训练用的假舰船、靶旗、靶标伞等军用目标，因此，高效能电磁波屏蔽织物的研发得到了高度的重视。
现行的电磁波屏蔽织物包括金属丝织物，金属丝与纺织纱线交织或嵌织织物，金属纤维或碳纤维与常规纺织纤维的混纺纱织物，电镀、化学镀、真空镀金属膜织物。上述几种电磁波屏蔽织物各有优缺点，其中金属丝织物和金属丝交织或嵌织织物最早面世，屏蔽效果较好，在0.15MHz～20GHz范围内达到≥60dB，但织物厚重、硬、不耐折。金属纤维或碳纤维与常规纺织纤维混纺织物是以5％～20％左右的比例与常规纺织纤维混纺成纱织布，这类织物较轻、柔软，服用性能改善，但纤维间抱合力差，很难纺制高支纱，且屏蔽效能在0.15～3GHz范围内仅为13～30dB，远次于金属丝织物及其交织或嵌织织物。电镀金属膜织物虽生产成本较低，但金属膜的致密性、均匀性不及化学镀和真空镀织物，手感也差，织物硬，不耐折，生产过程还产生大量废水，污染严重。化学镀织物有很好的屏蔽效果，织物手感柔软，透气性好，废水较少，但化学镀工艺繁复，镀液的稳定性很难控制。真空镀金属膜织物同化学镀一样，也有很好的屏蔽效果，且工艺简单，整个工艺过程无三废产生，但真空镀膜层很薄，要达到屏蔽效能60dB的膜层厚度很不经济，成本极高。
200710039226.2号专利申请提出了采用真空溅射镀膜和化学镀膜复合制造电磁波屏蔽织物的方法，工艺流程为以下两种之一：
a.织物基材→真空溅射镀金属膜→化学镀金属膜→水洗→施加保护层→烘干；
b.织物基材→催化→水洗→活化→化学镀金属膜→水洗→烘干→真空溅射镀金属膜→施加保护层。
上述两种流程的真空溅射镀金属膜之前织物作低温等离子体处理。
这一方法制得的织物可以达到宽频段范围90dB的电磁波屏蔽效能。缺点是镀层达到90dB高效能的均匀性与重现性不够，而且无法再突破90dB，织物耐折性也不足。
发明内容
本发明目的是在200710039226.2号专利申请技术的基础上进一步改进，以达到多次叠加的高效能电磁波屏蔽效应。
本发明的工艺流程为：
织物基材→真空溅射镀金属膜→化学镀金属膜→水洗→施加保护层→烘干，上述流程的真空溅射镀金属膜工序之前织物基材作低温等离子体处理，本发明特征在于所述施加保护层工序包括涂布混合吸波材料和高温固化两步，所述混合吸波材料的组成配方为：
含固量35％～45％的丙烯酸酯糊料 30％～60％
炭粉 1％～8％
铁氧体 3％～10％
纳米级铁氧体 0.2％～2％
二氧化钛 1％～8％
有机硅柔软剂 0.2％～0.7％
分散剂 0.2％～0.7％
水 加至100％
所述混合吸波材料的组成配方中加入氨水增稠调节混合吸波材料的浆液的pH值至7.5～8.5。
对所述的纳米级铁氧体作等离子体预处理预处理的工艺为：
将制备好的载气与丙烯酸单体气体的混合气体通入预先放置纳米级铁氧体的等离子体处理区域作等离子体处理，所述载气为氮气，等离子体处理温度280～350K，处理时间1～3min。
所述混合吸波材料的涂布方法采用带浆辊压涂、刮刀刮涂或圆网印涂3种方式中的任意一种。
所述高温固化的工艺条件为：温度110～160℃，时间1～6min。
本发明的优点是织物在化学镀金属膜和真空溅射镀金属膜的基础上，再次进行了采用纳米级铁氧体的混合吸波材料的涂层处理，这种化学镀、真空溅射镀和混合吸波材料涂的多次复合使所制得的高效能电磁波屏蔽织物达到了反射、吸收电磁波的叠加效应，电磁波屏蔽效能进一步提高到＞90dB，重现性、均匀性好，同时也提高了镀膜与织物基材的结合牢度，改善了制品的耐折性和金属膜的氧化变色性。
具体实施方式
本发明采用的混合吸波材料配方中由于纳米级铁氧体的加入使保护层膜具有非常特殊的吸波性能，它的吸波机理具有小尺寸效应、表面尺寸效应、量子尺寸效应。
纳米级的微粒颗粒表面层附近原子密度减小，导致光、电、磁等特性呈现小尺寸效应，如使强磁性颗粒具有高的矫顽力，引起较大的磁滞损耗，由此耗损电磁波。
纳米颗粒粒径小，比表面积大，致使粒子表面的原子配位不足，不饱和键和悬键增多，表面活性大，在电磁波辐射下，原子和电子运动加剧，促进磁化、极化和传导运动，使电磁能转化为热能。
微细粒子中的量子尺寸效应使粒子的电子能级发生分裂，形成新的吸波通道。
但由于纳米微粒粒径小，表面能高，所以纳米粒子在液相介质中极易发生团聚。本发明采用低温等离子体高能量方法处理技术，利用等离子体的高能量，通过增大排斥能以及等离子体聚合、等离子体状态各种活性粒子诱导的物理、化学反应对纳米铁氧体做表面改性，改善纳米铁氧体的自发团聚。同时混合吸波材料中炭粉、二氧化钛对纳米级铁氧体表面的包覆也能改善其分散性。
混合吸波材料的涂层可采用带浆辊压涂、刮刀刮涂或圆网印涂的方法。带浆辊压涂、圆网印涂方法可以减少黏合剂的渗透，与刮刀刮涂相比织物基材受力很小，但要求涂层浆料有较好的流动性，高黏度的浆料不宜采用。
实施例1：带浆辊压涂
基材：30g/m2涤纶纺粘非织造布。
设备：常规带浆辊涂层机，由带浆辊将浆槽中涂层浆料带起并转移至基材上，再经红外线预烘后固化。
涂层浆配方：
含固量为40％的PH-501F丙烯酸酯糊料 30％
炭粉 3％
铁氧体 5％
已作等离子体处理的纳米级铁氧体 0.5％
二氧化钛为主体的8401涂料白FTW 3％
有机硅柔软剂CGF 0.5％
AM-C分散剂 0.5％
水 57.5％
带浆辊涂层工艺条件：单面涂层，固化温度130℃，固化时间2.5min。
实施例2：带浆辊压涂
基材：100g/m2涤纶纺粘非织造布。
设备：常规带浆辊涂层机。
工艺流程：涤纶纺粘非织造布涂布吸波材料混合浆料后经红外线预烘后固化。
涂层浆配方：
含固量为40％的PH-501F丙烯酸酯糊料 40％
炭粉 6％
铁氧体 6％
已作等离子体处理的纳米级铁氧体 1％
二氧化钛为主体的8401涂料白FTW 6％
有机硅柔软剂CGF 0.5％
AM-C分散剂 0.5％
水 40％
涂层工艺条件：单面涂层，固化温度150℃，固化时间3min。
实施例3：刮刀刮涂
基材：260T涤纶梭织物。
设备：常规刮刀涂层机。
工艺流程：涤纶梭织物在涂布吸波材料混合浆料后经红外线预烘后再固化。
涂层浆配方：
含固量为40％的PP-S丙烯酸酯糊料 50％
炭粉 3％
铁氧体 5％
已作等离子体处理的纳米级铁氧体 0.5％
二氧化钛为主体的8401涂料白FTW 3％
有机硅柔软剂CGF 0.5％
AM-C分散剂 0.5％
氨水 调节浆液pH至8
水 37.5％
涂层工艺条件：单面涂层，固化温度150℃，固化时间3min。
实施例4：圆网印涂
基材：210T涤纶梭织物。
设备：常规网印涂层机。
工艺流程：涤纶梭织物在涂布混合吸波材料网印浆料后经红外线预烘后再固化。
网印浆配方：
含固量为35％的PH-501丙烯酸酯糊料 35％
炭粉 6％
铁氧体 8％
已作等离子体处理的纳米级铁氧体 0.5％
二氧化钛为主体的8401涂料白FTW 5％
有机硅柔软剂CGF 0.5％
AM-C分散剂 0.5％
水 44.5％
涂层工艺条件：单面涂层，固化温度135℃，固化时间3min。
实施例5：纳米级铁氧体的低温等离子体处理工艺过程
将纳米级铁氧体预先置于等离子体处理区，然后将氮气和丙烯酸单体混合气体通入等离子体处理区作等离子体处理，处理工艺为：温度300K，时间2min。
Claims (5)
1.高效能电磁波屏蔽织物的制造方法，工艺流程为：织物基材→真空溅射镀金属膜→化学镀金属膜→水洗→施加保护层→烘干，上述流程的真空溅射镀金属膜工序之前织物基材作低温等离子体处理，其特征在于所述施加保护层工序包括涂布混合吸波材料和高温固化两步，所述混合吸波材料的组成配方为：
含固量35％～45％的丙烯酸酯糊料 30％～60％
炭粉 1％～8％
铁氧体 3％～10％
纳米级铁氧体 0.2％～2％
二氧化钛 1％～8％
有机硅柔软剂 0.2％～0.7％
分散剂 0.2％～0.7％
水 加至100％
2.如权利要求1所述的高效能电磁波屏蔽织物的制造方法，其特征在于所述混合吸波材料的组成配方中加入氨水增稠调节混合吸波材料的浆液的pH值至7.5～8.5。
3.如权利要求1所述的高效能电磁波屏蔽织物的制造方法，其特征在于所述纳米级铁氧体作等离子体预处理，预处理的工艺为：
将载气与丙烯酸单体气体的混合气体通入预先放置纳米级铁氧体的等离子体处理区域作等离子体处理，所述载气为氮气，等离子体处理温度280～350K，处理时间1～3min。
4.如权利要求1所述的高效能电磁波屏蔽织物的制造方法，其特征在于所述混合吸波材料的涂布方法采用带浆辊压涂、刮刀刮涂或圆网印涂3种方式中的任意一种。
5.如权利要求1所述的高效能电磁波屏蔽织物的制造方法，其特征在于所述高温固化的工艺条件为：温度110～160℃，时间1～6min。
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