CN102747605B

CN102747605B - 一种织物用电磁屏蔽隔热涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN102747605B
Application number: CN 201210270435
Authority: CN
Inventors: 张拥军; 刘卫星; 吴彤
Original assignee: NANTONG RURI TEXTILES CO Ltd
Current assignee: NANTONG RURI TEXTILES CO Ltd
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2032-08-01
Also published as: CN102747605A

Abstract

本发明提供一种织物用电磁屏蔽隔热涂料及其制备方法，该织物涂料具有良好的隔热性，并对人体无害。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本发明的复合涂料织物适用于户外用品、服装、建筑、军事等领域，在需要保温、隔热场合大量应用。本发明的种织物用电磁屏蔽隔热涂料中各成分的重量百分比为：乙醇20～30%；邻苯二甲酸二辛酯5-7%；聚乙烯醇缩甲醛1-3%；含铜氧化钛复合体20-28%,聚乙二醇8-12%,其余为聚氨酯。

Description

一种织物用电磁屏蔽隔热涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料领域，涉及一种织物用电磁屏蔽隔热涂料及其制备方法。

背景技术

200910234257.2号申请涉及一种高效能电磁屏蔽复合涂料，它包含具有电磁波反射功能的表层涂料I和具有电磁波吸收功能的底层涂料II；涂料I是由重量含量为67％～68％银包铜粉、25％～28％丙烯酸树脂、1.3％～1.4％钛酸脂偶联剂、0.2％～0.3％有机膨润土和余量二甲苯组成的混合物，银包铜粉含银量为18～22％；涂料II是由重量百分含量为50％～52％铁氧体粉、16％～18％羰基铁粉、25％～26％丙烯酸树脂、1.6％～1.8％钛酸脂偶联剂和余量二甲苯组成的混合物。0-1.5GHz范围内，涂层平均屏蔽效能为61.9dB在30KHz～700MHz频率范围内，涂层屏蔽效能达60dB～80dB；在700MHz～1.5GHz范围内，涂层屏蔽效能在50dB～60dB范围内波动。

该涂料的缺点是使用银来包铜粉成本高。另外丙烯酸树脂皮肤接触可导致皮肤刺激不适和发疹；眼睛接触可导致眼睛刺激不适、流泪或视线模糊；呼入此产品可导致上呼吸道刺激、咳嗽与不适，或不特定不舒服症状，如恶心、头痛或虚弱；食入此产品可导致特定不舒服症状如恶心、头痛或虚弱。二甲苯对眼及呼吸道有刺激作用，高浓度对中枢神经有麻醉作用。二甲苯急性中毒：短期内吸入较高浓度可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽充血、头晕、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、意识模糊等现象。重者可有躁动、抽搐或昏迷，有的有癔病样发作。二甲苯慢性影响：长期接触有神经衰弱综合征，女工有月经异常，工人常发生皮肤干燥、皮炎。

201110401768.6号申请涉及一种涂料技术、环保技术和抗菌防霉技术，它为一种高效环保抗菌防霉无机复合纳米涂料及其制备方法。其按重量百分比计，包括以下组分：润湿分散剂0.5～5％；无机复合纳米抗菌剂浓缩浆0.01～20％；疏水剂0.5～10％；负离子粉0.5～10％；成膜助剂0.5～8％；防沉剂0.1～2％；防冻剂0.8～10％；消泡剂0.1～3％；颜料4～30％；填料0～30％；乳液15～45％；增稠剂0.1～4％；流平剂0.1～3％；pH调整剂0～3％；水0.5～45％。

该技术的缺点是所用原料太多工艺太复杂。涂料中有些材料本身是有毒害作用的，如马来酸酐粉尘和蒸气具有刺激性。吸入后可引起咽炎、喉炎和支气管炎。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种织物用电磁屏蔽隔热涂料，该织物涂料具有良好的隔热性和电磁屏蔽功能，并对人体无害。

本发明的另一目的是提供一种织物用电磁屏蔽隔热涂料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明的复合涂料织物适用于户外用品、服装、建筑、军事等领域，在需要保温、隔热场合大量应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种织物用电磁屏蔽隔热涂料，该涂料中各成分的重量百分比为：乙醇20～30%；邻苯二甲酸二辛酯5-7%；聚乙烯醇缩甲醛1-3%；含铜氧化钛复合体20-28%,聚乙二醇8-12%,其余为聚氨酯。

一种织物用电磁屏蔽隔热涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：

取CuSO₄粉末与NaOH放入装有蒸馏水的烧杯中, CuSO₄与NaOH的摩尔比1：4，CuSO₄在蒸馏水中的摩尔浓度为0.2 mol/l，磁力搅拌20min；然后在130℃条件下加热 10 h，冷却至室温后抽滤，滤饼用丙酮洗涤2-3次，再用去离子水洗涤2-3次,真空40℃条件下干燥3h得紫红色铜粉末，粉末的粒径为80-120nm；

然后将钛酸四丁酯加到乙醇中，二者体积比1:2，形成钛酸四丁酯溶液；在冰水浴中磁力搅拌，然后再缓慢滴加一种混合溶液，该混合溶液由乙醇、蒸馏水和冰醋酸按体积比4:1:1配成；钛酸四丁酯溶液和与上述混合溶液的体积比为1：1，经 1h 搅拌得到透明的溶胶；

将上述铜粉末均匀混入上述溶胶中；溶胶和铜粉末的重量比为1：1.5-2；

然后在热处理炉中加热至400℃恒温 3h ，随炉冷却至室温得到含铜氧化钛复合体，再将含铜氧化钛复合体研成粒度直径为20-80微米的粉末。

按照如下重量比例配料：乙醇20～30%；邻苯二甲酸二辛酯5-7%；聚乙烯醇缩甲醛1-3%；上述含铜氧化钛复合体20-28%,聚乙二醇8-12%,其余为聚氨酯；将上述原料混合均匀后,形成织物用电磁屏蔽隔热涂料。

本发明还提供上述电磁屏蔽隔热涂料在织物涂层中的应用。

将上述涂料在纯棉织物上刮涂一遍后，厚度为200-400微米，120℃烘干5分钟。

测试时,用275W的红外灯模拟太阳光中的红外光源，通电待红外灯表面的温度恒定后，将涂有涂料的织物固定在隔热板中间的圆孔空隙中，圆孔空隙直径为30mm，将空隙圆孔的中心与红外灯的轴心对齐，调整红外灯与织物的距离为50cm，用红外测温仪测量织物背面温度随时间的变化情况。记录时间为0s，30s，60s，120s，180s，300s织物的温度。采用该方法可对本发明的涂料进行隔热性能测试。

本发明相比现有技术具有如下有益效果：

本发明的织物用电磁屏蔽隔热涂料中，氧化钛具有吸收电磁辐射的作用。纳米铜的存在会改变氧化钛的带隙和与之对应的自由激子的吸收带, 因此能够增强氧化钛吸收电磁辐射的作用。同时，氧化钛是无机非金属材料，它具有很好的隔热作用。

涂料中的纳米铜的电磁屏蔽效应主要源于其很高的反射电磁波的能力。为此,所构造的氧化钛- 纳米铜复合材料,有较强的电磁波反射和吸收能力, 从而使材料有可能在较宽的频率范围（0-1.5GHz）具有良好的电磁屏蔽效能。

本发明涂料所用原材料如邻苯二甲酸二辛酯、聚乙烯醇缩甲醛、硫化锌和含镁氧化铝、聚乙二醇、聚氨酯等本身无毒，对环境无污染，还有防菌作用。

本涂料中的聚乙烯醇缩甲醛与邻苯二甲酸二辛酯结合，可提高有机物基体的耐热性，因此也就保证了涂层的耐高温性。本涂料复合体中的氧化钛，具有极好的隔热的能力, 特别是复合材料中不同相之间的边界有反射热和太阳光线的能力,具有良好的稳定性和实用性，可广泛应用于多种隔热领域等。

本发明方法简单，生产成本低，适合于工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的织物涂层组织。

由图1中可以看出，涂料均匀密实。

具体实施方式

实施例一：

本发明的织物用电磁屏蔽隔热涂料，通过以下方法制得：

1、称取0.05mol的CuSO4粉末与0.2mol的NaOH放入装有 250mL蒸馏水的烧杯中,磁力搅拌 20min。然后130℃下加热 10 h，冷却至室温后抽滤，滤饼用丙酮洗涤3次，再用去离子水洗涤3次, 真空40℃条件下干燥3 h得紫红色铜粉末，粉末的粒径为80-120nm。

2、然后将钛酸四丁酯加到无水乙醇中，二者体积比 1:2。在冰水浴中磁力搅拌，然后缓慢滴加由无水乙醇、蒸馏水和冰醋酸形成的混合溶液，其中无水乙醇、蒸馏水、冰醋酸体积比 4:1:1 。钛酸四丁酯溶液和与上述混合溶液的体积比为1：1，经 1h 搅拌得到透明的溶胶。

3、将步骤1得到的铜粉末搅入步骤2得到的溶胶中。溶胶和铜粉末的重量比为1：1.8。然后在热处理炉中加热至400 ℃恒温 3h 随炉冷却至室温得到含铜氧化钛复合体，接着将含铜氧化钛复合体研成粒度直径为20-80微米的粉末待用。

4、涂料中各成分重量百分比为：乙醇20%；邻苯二甲酸二辛酯5%；聚乙烯醇缩甲醛1%；上述含铜氧化钛复合体20%,聚乙二醇8%,其余为聚氨酯。将上述原料混合均匀后,形成织物用电磁屏蔽隔热涂料。

实施例二：

本发明织物用电磁屏蔽隔热涂料的制备过程如下：

1、取CuSO₄粉末与NaOH放入装有蒸馏水的烧杯中, CuSO₄与NaOH的摩尔比1：4，CuSO₄在蒸馏水中的摩尔浓度为0.2 mol/l，磁力搅拌20min；然后在130℃条件下加热 10 h，冷却至室温后抽滤，滤饼用丙酮洗涤2-3次，再用去离子水洗涤2-3次,真空40℃条件下干燥3h得紫红色铜粉末，粉末的粒径为80-120nm；

2、然后将钛酸四丁酯加到乙醇中，二者体积比1:2，形成钛酸四丁酯溶液；在冰水浴中磁力搅拌，然后再缓慢滴加一种混合溶液，该混合溶液由乙醇、蒸馏水和冰醋酸按体积比4:1:1配成；钛酸四丁酯溶液和与上述混合溶液的体积比为1：1，经 1h 搅拌得到透明的溶胶；

3、将上述铜粉末均匀混入上述溶胶中；溶胶和铜粉末的重量比为1：1.5；然后在热处理炉中加热至400℃恒温 3h ，随炉冷却至室温得到含铜氧化钛复合体，再将含铜氧化钛复合体研成粒度直径为20-80微米的粉末。

4、涂料的成分及重量百分比为：乙醇30%；邻苯二甲酸二辛酯7%；聚乙烯醇缩甲醛3%；含铜氧化钛复合体28%,聚乙二醇12%,其余为聚氨酯。将上述原料混合均匀后,形成织物用电磁屏蔽隔热涂料。

实施例三：

本发明织物用电磁屏蔽隔热涂料的制备过程如下：

其中1-3步骤如实施例二。步骤3中，溶胶和铜粉末的重量比为1：2。

4、涂料的成分及重量百分比为：乙醇25%；邻苯二甲酸二辛酯6%；聚乙烯醇缩甲醛2%；含铜氧化钛复合体24%,聚乙二醇10%,其余为聚氨酯。将上述原料混合均匀后,形成织物用电磁屏蔽隔热涂料。

实施例四：（成分配比不在本发明设计比例范围内）

本发明织物用电磁屏蔽隔热涂料的制备过程如下：

其中1-3步骤如实施例二。步骤3中，溶胶和铜粉末的重量比为1：1.5。

4、涂料的成分及重量百分比为：乙醇16%；邻苯二甲酸二辛酯4%；聚乙烯醇缩甲醛0.5%；含铜氧化钛复合体18%,聚乙二醇62%,其余为聚氨酯。将上述原料混合均匀后,形成织物用电磁屏蔽隔热涂料。

实施例五：（成分配比不在本发明设计比例范围内）

本发明织物用电磁屏蔽隔热涂料的制备过程如下：

4、涂料的成分及重量百分比为：乙醇32%；邻苯二甲酸二辛酯8%；聚乙烯醇缩甲醛4%；含铜氧化钛复合体29%,聚乙二醇14%,其余为聚氨酯。将上述原料混合均匀后,形成织物用电磁屏蔽隔热涂料。

测试实例：

将以上各实施例得到的涂料，分别在纯棉织物上刮涂一遍后，厚度为300微米，120℃烘干5分钟。

实施例一至五得到的涂料,分别在TA1000全棉府绸织物上（100%棉，J50XJ50 140X88），单面刮涂一遍，涂层厚度为300微米左右，120℃烘干5分钟;分别对应得到涂层织物1-5。

采用如上同样织物和涂覆方法,200910056507.8号申请的涂料得到对比涂层织物1， 200910234257.2号申请的涂料得到对比涂层织物2。

测试时,用275W的红外灯模拟太阳光中的红外光源，通电待红外灯表面的温度恒定后，将涂有涂料的织物固定在隔热板中间的圆孔空隙中，圆孔空隙直径为30mm，将空隙圆孔的中心与红外灯的轴心对齐，调整红外灯与织物的距离为50cm，用红外测温仪测量织物背面温度随时间的变化情况。记录时间为起始温度和300s织物的温度。

涂层织物编号	涂料成份	300s织物温度/℃（起始温度为30℃）	空白温度/℃（起始温度为30℃）	0-1.5GHz范围内，涂层平均屏蔽效能/dB
					对比涂层织物1	200910056507.8号申请得到的涂料	42.8-43.4	43.8	-
对比涂层织物12	200910234257.2号申请得到的涂料	-	-	61.9
					涂层织物1	采用实施例一的涂料制得的涂层织物	42	43.9	70
涂层织物2	采用实施例二的涂料制得的涂层织物	40	44.1	73
					涂层织物3	采用实施例三的涂料制得的涂层织物	40	43.8	71
涂层织物4	采用实施例四的涂料制得的涂层织物	43	43.8	65
					涂层织物5	采用实施例五的涂料制得的涂层织物	43	43.9	70

本发明的涂料中乙醇为溶剂，过少起不到溶剂作用，过多会稀释涂料；聚乙烯醇缩甲醛和聚乙二醇为涂料中的粘接剂增强组分，过少起不到粘接作用，过多会稀释隔热颗粒和聚氨酯；含铜粉末氧化钛复合体过少起不到屏蔽隔热和抗菌作用，过多会减少粘接剂的粘接作用；涂料中邻苯二甲酸二辛酯作为增塑剂，过少起不到增塑作用，过多也没有必要，还会削弱涂料的性能。

Claims

1.一种织物用电磁屏蔽隔热涂料，其特征在于，该涂料中各成分的重量百分比为：乙醇20～30%；邻苯二甲酸二辛酯5-7%；聚乙烯醇缩甲醛1-3%；含铜氧化钛复合体20-28%,聚乙二醇8-12%,其余为聚氨酯；

该涂料中含铜氧化钛复合体通过以下方法制备而成：

2.一种织物用电磁屏蔽隔热涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

称取CuSO₄粉末与NaOH放入装有蒸馏水的烧杯中, CuSO₄与NaOH的摩尔比1：4，CuSO₄在蒸馏水中的摩尔浓度为0.2 mol/l，磁力搅拌20min；然后130℃下加热 10 h，冷却至室温后抽滤，用丙酮洗涤2-3次，去离子水洗涤2-3次,真空40℃下干燥3h得紫红色铜粉末，粉末的粒径为80-120nm；

然后在热处理炉中加热至400℃恒温 3h ，随炉冷却至室温得到含铜氧化钛复合体，再将含铜氧化钛复合体研成粒度直径为20-80微米的粉末待用；

3.权利要求1的电磁屏蔽隔热涂料在织物涂层中的应用。