CN104047173A - 一种永久性防电磁辐射织物 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纺织材料领域，涉及一种永久性防电磁辐射织物。其技术方案所述永久性防电磁辐射织物的经、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。本发明所述的永久性防电磁辐射织物可以屏蔽电磁波，屏蔽率达99.9％以上，屏蔽性能54dB以上，推广意义极大。
Description
技术领域
本发明属于纺织材料领域，涉及一种永久性防电磁辐射织物。
背景技术
电磁辐射的范围很广，包括中子射线、X-射线，γ-射线、α-射线，紫外线、红外线、电磁波、宇宙射线、激光、微波等十几种射线的防护，这些射线给人类带来了福音，同时也带来了伤害，带来电磁辐射污染的危害。
电磁辐射污染又称电子雾污染，高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔和电子仪器、医疗设备、办公自动化设备和微波炉、收音机、电视机以及手机等家用电器工作时，会产生各种不同频率的电磁波，这些电磁波充斥空间，无色、无味、无形，可以穿透包括人体在内的任何物质，对人体造成污染。长期暴露在超过国家规定的安全的辐射剂量下的人体，体内细胞会被大面积杀伤或杀死，将严重损害身心健康，导致病变。
为保护劳动者的人身安全和健康，中国2000年制定颁布的《劳动防护用品配备标准(试行)》中，已将防辐射用品列为部分工种的必备防护用品。电磁辐射无色无味，可以穿透包括人体在内的多种物质。各种家用电器、电子设备、办公自动化设备、移动通讯设备等电器装置只要处于操作使用状态，其周围就会存在电磁辐射，人体如果长期暴露在超过安全的辐射剂量下，人体细胞就会被大面积杀伤或杀死。老人、儿童、孕妇属于对电磁辐射的敏感人群，而心脏、眼睛和生殖系统则属于人体对电磁辐射的敏感器官。值得注意的是，电磁辐射对人体的损害是长期积累而产生的，其表现在心搏血量减少、男子精子质量降低等五方面。有鉴于此，中消协警示，电视、电脑等电器不宜集中摆放在卧室里，呼吁生产企业积极研制、推广有效的防辐射服装。
针对多数人们经常接触到而且危害较大的短波、超短波及微波频段，采用特定的原理与方法研制具有良好的电磁波防护效果和适合于服装基本要求的各种特性，如对人体无理化刺激性、天然透气性、柔软性、耐久性、耐磨性和耐老化性等的电磁防护材料，具有重要的意义。专家认为，对于电磁辐射，“早日防护早受益”。因为电磁辐射有累积效应，时间越长，损害越大。
然而现有的防辐射服装在洗涤时要尽量漂洗，不要用力揉、搓、拧等，晾干后存放时，尽量不要折叠，因为其面料含有金属成分，怕洗脱，怕折断，而降低防电磁辐射的屏蔽性能和使用寿命。防辐射服中的金属纤维混纺面料、半银纤维混纺面料、全银纤维针织面料以及多离子面料可以洗涤，洗涤后屏蔽效果明显降低。涂层技术是纺织后整理中新发展起来的一种加工技术，主要是在织物表面均匀地涂上一层能形成薄膜的高分子化合物，由于它既能赋予织物各种功能，又能赋予织物以独特的风格手感和外现形态,且能大大地提高产品的附加值，其效果也是一般印染整理所难以达到的。目前，国际市场上涂层产品层出不穷,用途越来越广，产量逐年上升。
发明内容
为了克服现有技术的不足和缺点，本发明提供了一种永久性防电磁辐射织物，所述永久性防电磁辐射织物的经、纬纱线均为柔性纤维，所述织物表面经防电磁辐射涂料涂层所得，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。
为了增强所述永久性防电磁辐射织物的防电磁辐射和使用效果，本发明对所述防电磁辐射涂料进行了优选，优选的是，所述防电磁辐射涂层由以下重量百分比的原料组成:聚乙烯醇5.2％、聚醋酸乙烯乳液2.1％、纳米金属颗粒30％，余量为水。
本发明还公开了所述纳米金属颗粒的制备方法为:
1)将硝酸银、硝酸铜、PVPK-30常温下分别溶于去离子水中，配置成浓度分别为1.6mmol/mL、0.8mmol/mL和3.2mmol/mL的溶液，400转/分钟搅拌下，将三种溶液混合均匀得到混合液，所述混合液中硝酸银、硝酸铜与PVPK-30的摩尔比为2:1:4；
2)按硝酸银、硝酸铜与水合肼摩尔比为2:1:5的比例配置成浓度为3.6mmol/mL的水合肼水溶液，400转/分钟搅拌下，将步骤1)所得的混合液滴加入水合肼水溶液中，并用氨水调节pH值为6.5-7.2，65℃下反应20min-3h，然后经分离、洗涤，50℃干燥后得到纳米金属颗粒。
本发明所述永久性防电磁辐射织物可以是布匹、服饰。所述服饰可以是羊绒大衣外套、西装、围裙、防护服、医疗卫生服等。
本发明还公开了一种所述永久性防电磁辐射织物的制备方法，将所述的防电磁辐射涂料配方中各原料混合后放入混合加热锅内加热，使各原料温度达到75℃后，搅拌成溶浆状；然后把溶浆状料倒入研磨机研磨15分钟后，过滤200目筛制即得防电磁辐射涂料成品，并在柔性纤维织物表面涂层，厚度控制在150μm，在110℃预烘2min，130℃固化12min，放置24h后即得。
本发明制备方法所得的永久性防电磁辐射织物白布效果好，也能随意染色，染色效果良好，可根据需要制备色泽亮丽服饰。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明所述纳米金属颗粒的制备方法工艺简单，所得的纳米金属颗粒粒度≤100nm，粒度均匀、纯度高、分散性好。本发明所述永久性防电磁辐射织物的制备方法，成本低，可操作性强，容易实现工业化生产。
2、本发明利用防电磁辐射涂料屏蔽电磁辐射，所制得的布匹、服饰舒适并降低电磁辐射的危害且使用时间长久。
具体来说，本发明所述的永久性防电磁辐射织物可以屏蔽电磁波，屏蔽率达99.9％以上，屏蔽效能54dB以上。本发明柔性纤维具有吸湿、透气、舒适的特点。使用5个月或洗涤60次后，屏蔽率仍然在99％以上，屏蔽效能49dB以上，即使用一段时间后，所述织物的耐用性和防电磁辐射效果依旧良好。
通过防电磁辐射的动物实验可知：1)对照组脾体比升高，本发明实施例2-4所制备的防电磁辐射织物照射组脾体比却降低，实验A组降低明显，各组体重没有明显的差异。2)超微结构观察，电镜下对照组表皮细胞损伤，胞质内可见空泡形成，真皮的成纤维细胞内粗面内质网、高尔基复合体等细胞器减少，线粒体损伤，有的可见细胞核固缩、核膜扩张。实验A-C组的表皮结构正常，其细胞内的张力丝及细胞间桥完好，真皮的成纤维细胞粗面内质网丰富，表明本防辐射织布具有良好的屏蔽辐射、抗辐射氧化损伤的作用。3)对照组实验小鼠的精子存活率和和精子数降低，畸变率升高；本发明实施例2-4所制备的防电磁辐射织物照射组精子存活率和和精子数均升高，畸变率明显降低，尤其是实施例2所制备的防电磁辐射织物照射组与对照组和空白组相比较，精子存活率和精子数升高显著，畸变率降低显著。显然，本发明所制备的永久性防电磁辐射织物达到屏蔽电磁波目的，对在电磁波辐射的小鼠具有良好的保护作用。
3、本发明所得布匹可以直接织成羊绒大衣外套、西装、围裙、防护服、医疗卫生服。本发明所述织物中含有纳米银颗粒，其中的银离子能有效杀灭多种病菌，有抗菌除臭作用。
4、本发明的纱线采用柔性纤维，该柔性纤维所得织物吸湿、透气、舒适、可水洗，利用本发明制备方法所得的永久性防电磁辐射织物白布CIE值影响小，可随意染色，染色效果良好，可根据需要制备色泽亮丽服饰。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步描述本发明，本发明不仅仅限于以下实施例。在本发明的范围内或者在不脱离本发明的内容、精神和范围内，对本发明进行的变更、组合或替换，对于本领域的技术人员来说是显而易见的，且包含在本发明的范围之内。
第一部分具体实施例
实施例1、纳米金属颗粒的制备
1)将硝酸银、硝酸铜、PVPK-30温下分别溶于去离子水中，配置成浓度分别为1.6mmol/mL、0.8mmol/mL和3.2mmol/mL的溶液，400转/分钟搅拌下，将三种溶液混合均匀得到混合液，所述混合液中硝酸银、硝酸铜与PVPK-30的摩尔比为2:1:4；
2)按硝酸银、硝酸铜与水合肼摩尔比为2:1:5的比例配置成浓度为3.6mmol/mL的水合肼水溶液，400转/分钟搅拌下，将步骤1)所得的混合液滴加入水合肼水溶液中，并用氨水调节pH值为6.7，65℃下反应1.5h，然后经分离、洗涤，50℃干燥后得到纳米金属颗粒。
实施例2、永久性防电磁辐射织物的制备
防电磁辐射涂料由以下重量百分比的原料组成:聚乙烯醇5.2％、聚醋酸乙烯乳液2.1％、实施例1所制备的纳米金属颗粒30％，余量为水。
按照上述配方，将各原料混合后放入混合加热锅内加热，使各原料温度达到75℃后，搅拌成溶浆状；然后把溶浆状料倒入研磨机研磨15分钟后，过滤200目筛制即得防电磁辐射涂料成品，并在柔性纤维织物表面涂层，厚度控制在150μm，在110℃预烘2min，130℃固化12min，放置24h后即得。
实施例3、永久性防电磁辐射织物的制备
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％、聚醋酸乙烯乳液0.1％、实施例1所制备的纳米金属颗粒15％，余量为水。
按照上述配方，将各原料混合后放入混合加热锅内加热，使各原料温度达到75℃后，搅拌成溶浆状；然后把溶浆状料倒入研磨机研磨15分钟后，过滤200目筛制即得防电磁辐射涂料成品，并在柔性纤维织物表面涂层，厚度控制在150μm，在110℃预烘2min，130℃固化12min，放置24h后即得。
实施例4、永久性防电磁辐射织物的制备
防电磁辐射涂料由以下重量百分比的原料组成:聚乙烯醇10％、聚醋酸乙烯乳液3％、实施例1所制备的纳米金属颗粒50％，余量为水。
按照上述配方，将各原料混合后放入混合加热锅内加热，使各原料温度达到75℃后，搅拌成溶浆状；然后把溶浆状料倒入研磨机研磨15分钟后，过滤200目筛制即得防电磁辐射涂料成品，并在柔性纤维织物表面涂层，厚度控制在150μm，在110℃预烘2min，130℃固化12min，放置24h后即得。
第二部分应用实施例部分
试验例1、防电磁辐射性能
采用本发明实施例2-4所制备的永久性防电磁辐射织物。
参照国家标准GBT26383-2011《抗电磁辐射精梳毛织品》的方法测定防电磁辐射性能，结果如下：
表1不同洗涤次数后的防电磁辐射性能
可见，本发明所述的永久性防电磁辐射织物中可以屏蔽电磁波，屏蔽率达99.9％以上，屏蔽效能54dB以上。洗涤60次后，屏蔽率仍然在99％以上，屏蔽效能49dB以上，即使用一段时间后，所述织物的耐用性和防电磁辐射效果依旧良好。此表明本发明电磁辐射屏蔽纤维的屏蔽效果优异，并且具有优良的耐水洗性能，经多次洗涤后仍具有良好的电磁辐射屏蔽性能，实施例2所制备的永久性防电磁辐射织物屏蔽率和屏蔽效能尤为突出。
试验例2、防辐射织布屏蔽性能的动物实验
(1)实验动物及分组
昆明种无毛小鼠36只(上海斯莱克实验动物有限责任公司购买)，雄性，体重18～22g，动物于实验前适应环境15天，室温控制在18～25℃，随机分成3组，每组12只。
空白组：普通织物未照射组(普通织物为未加防电磁辐射涂料的同等织布)；
对照组：普通织物照射组(普通织物为未加防电磁辐射涂料的同等织布)；
实验A组：防电磁辐射织物照射组(实施例2所制备的防电磁辐射织物)；
实验B组：防电磁辐射织物照射组(实施例3所制备的防电磁辐射织物)；
实验C组：防电磁辐射织物照射组(实施例4所制备的防电磁辐射织物)。
将实验动物置于同样的鼠笼内，织物覆盖于小鼠背部皮肤，用频率为2200MHz、环境功率密度为10W/m2微波进行照射，单次照射45min，连续照射7周。
(2)体重和脾脏指数的测定
各组实验小鼠试验结束后，称重，处死，取出脾脏称重，计算脾脏和体重的比值(脾体比，单位为mg/g)，实验结果见表2。
表2.小鼠体重、脾体比的变化
从表2可知，对照组脾体比升高，本发明实施例2-4所制备的防电磁辐射织物照射组脾体比却降低，实验A组降低明显，各组体重没有明显的差异。
(3)超微结构观察
超微结构观察：取各组无毛小鼠皮肤，2.5％戊二醛固定24h。乙醇逐级脱水，环氧树脂包埋，最后进行超薄切片和染色。制备透射电镜标本，观察皮肤的超微结构。
电镜下对照组表皮细胞损伤，胞质内可见空泡形成，真皮的成纤维细胞内粗面内质网、高尔基复合体等细胞器减少，线粒体损伤。实验A-C组的表皮结构正常，真皮的成纤维细胞粗面内质网丰富，表明本防辐射织布具有良好的屏蔽辐射作用。
(4)精子数及精子畸变率测定
取小鼠附睾及附睾管，用生理盐水冲洗，滴液于血球计数板上计数，用10％福尔马林固定，取沉淀液涂片计数精子畸形率。实验结果见表3。
表3.精子数及精子畸变率变化
表3结果表明，对照组实验小鼠的精子存活率和和精子数降低，畸变率升高；本发明实施例2-4所制备的防电磁辐射织物照射组精子存活率和和精子数均升高，畸变率明显降低，尤其是实施例2所制备的防电磁辐射织物照射组与对照组和空白组相比较，精子存活率和精子数升高显著，畸变率降低显著。
以上实验结果表明，本发明所制备的永久性防电磁辐射织物达到屏蔽电磁波目的，对在电磁波辐射的小鼠具有良好的保护作用。
Claims (7)
1.一种永久性防电磁辐射织物，其特征在于，所述永久性防电磁辐射织物的经、纬纱线为柔性纤维，所述织物表面经防电磁辐射涂料涂层所得，所述防电磁辐射涂层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。
2.如权利要求1所述的永久性防电磁辐射织物，其特征在于所述防电磁辐射涂层由以下重量百分比的原料组成:聚乙烯醇5.2％、聚醋酸乙烯乳液2.1％、羟甲基纤维素2.2％、纳米金属颗粒30％，余量为水。
3.如权利要求1-2任一所述的永久性防电磁辐射织物，其特征在于所述纳米金属颗粒为纳米铜粉和纳米银粉的混合物。
4.如权利要求1-2任一所述的永久性防电磁辐射织物，其特征在于所述纳米金属颗粒的制备方法为:
1)将硝酸银、硝酸铜、PVPK-30常温下分别溶于去离子水中，配置成浓度分别为1.6mmol/mL、0.8mmol/mL和3.2mmol/mL的溶液，400转/分钟搅拌下，将三种溶液混合均匀得到混合液，所述混合液中硝酸银、硝酸铜与PVPK-30的摩尔比为2:1:4；
2)按硝酸银、硝酸铜与水合肼摩尔比为2:1:5的比例配置成浓度为3.6mmol/mL的水合肼水溶液，400转/分钟搅拌下，将步骤1)所得的混合液滴加入水合肼水溶液中，并用氨水调节pH值为6.5-7.2，65℃下反应20min-3h，然后经分离、洗涤，50℃干燥后得到纳米金属颗粒。
5.如权利要求1所述的永久性防电磁辐射织物，其特征在于所述永久性防电磁辐射织物是布匹、服饰。
6.如权利要求5所述的永久性防电磁辐射织物，其特征在于所述服饰是羊绒大衣外套、西装、围裙、防护服、医疗卫生服。
7.一种如权利要求5所述的永久性防电磁辐射织物的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：
将权利要求1所述的防电磁辐射整理剂各原料混合后放入混合加热锅内加热，使各原料温度达到75℃后，搅拌成溶浆状；然后把溶浆状料倒入研磨机研磨15分钟后，过滤200目筛制即得防电磁辐射涂料成品，并在柔性纤维织物表面涂层，厚度控制在150μm，在110℃预烘2min，130℃固化12min，放置24h后即得。
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