CN105463854A - 一种电磁屏蔽布及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种电磁屏蔽布，其特征是包括纳米电磁屏蔽粒子(1)、热塑性聚氨酯浆料屏蔽层(2)、织物3和热塑性聚氨酯浆料面层(4)，所述热塑性聚氨酯浆料屏蔽层(2)内含有纳米电磁屏蔽粒子(1)，热塑性聚氨酯浆料屏蔽层(2)覆盖在织物(3)表面，热塑性聚氨酯浆料屏蔽层(2)上涂覆有热塑性聚氨酯浆料面层(4)。本发明的电磁屏蔽聚氨酯膜纺织布具有优异的电磁屏蔽效果，且耐水浇、柔韧性好，使用寿命长。

Description

一种电磁屏蔽布及其制备方法

技术领域

本发明涉及服装材料领域，尤其是一种电磁屏蔽布及其制备方法。

背景技术

随着电气设备应用的日益广泛，电磁辐射已经成为一种新的污染，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，升值系统等都会受到不同程度的伤害。为保护人体不受或尽量少受电磁辐射的危害，人们一方面对电磁辐射源进行屏蔽，减少辐射量，另一方面，研制了有效的防护材料进行个人防护，电磁辐射防护织物是其中之一。

目前，开发具有电磁屏蔽功能的织物主要有两种途径：一是纤维金属混纺织物。二是在织物上市价具有电磁波屏蔽性的涂层。

利用金属的电磁屏蔽性将金属与纤维混合，然后织成织物，其电磁屏蔽率高，单因金属纤维的比重大，织成的织物厚重，且手感粗硬，对皮肤也有刺激。

在织物上施加镀层材料得到的电磁屏蔽补织物手感柔软，电磁屏蔽效果好，采用的金属镀层一般为铜、镍或铜镍合金，但金属镀层不耐洗涤，经多次洗涤后电磁屏蔽效果严重下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁屏蔽布及其制备方法，以克服现有缺陷。

本发明的技术方案是：

一种电磁屏蔽布，包括纳米电磁屏蔽粒子1、热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2、织物3和热塑性聚氨酯浆料面层4，所述热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2内含有纳米电磁屏蔽粒子1，热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2覆盖在织物3表面，热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2上涂覆有热塑性聚氨酯浆料面层4。

所述纳米电磁屏蔽粒子1是由碳纳米管和石墨烯组成的复合电磁屏蔽粒子，碳纳米管的在复合电磁屏蔽材料中的质量分数为95％～99％。

一种电磁屏蔽布的制备方法，其制备过程为将纳米电磁屏蔽材料分散在溶剂中，与热塑性聚氨酯浆料混合均匀后涂布在织物3表面，作为热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2，烘干后再涂覆一层热塑性聚氨酯浆料作为热塑性聚氨酯浆料面层4构成电磁屏蔽布，可用于防护电磁辐射。

所述纳米电磁屏蔽材料是由碳纳米管和石墨烯组成的复合电磁屏蔽粒子，碳纳米管的在复合电磁屏蔽材料中的质量分数为95％～99％。

所述的碳纳米管是经酸化处理的碳纳米管，或者是表面镀镍的碳纳米管；所述的石墨烯是氧化石墨烯，或者是氧化石墨烯还原后的石墨烯。

所述的纳米电磁屏蔽材料与热塑性聚氨酯浆料组成具有电磁屏蔽功能的热塑性聚氨酯浆料，所用电磁屏蔽材料的质量分数为5％～25％。

所述的纳米电磁屏蔽材料超声分散在N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中组成浆料，纳米电磁屏蔽材料在溶剂中的质量分数为10％～50％。

所述纳米电磁屏蔽材料与热塑性聚氨酯浆料均匀混合液用辊涂或刮涂法涂布于织物表面，烘干后涂层厚度为0.4mm-2.0mm。

所述纳米电磁屏蔽材料与热塑性聚氨酯混合浆料均匀涂布于织物表面成膜后，涂布一层热塑性聚氨酯浆料，烘干后其涂层厚度为0.04mm-0.08mm。

根据权利要求3所述的一种电磁屏蔽布的制备方法，其特征在于在所述织物表面形成的复合涂层具有电磁屏蔽功效，在1～20GHz内该电磁屏蔽布的电磁屏蔽值SE为25dB-80dB。

本发明的有益效果是：

本发明采用多层聚氨酯涂层与织物紧密贴合，含纳米电磁屏蔽的聚氨酯提供良好的电磁屏蔽效果，纯聚氨酯层则起到保护作用，是该纺织布强度高耐曲挠。

本发明的电磁屏蔽布及其制备方法，可用于各种高品质电磁屏蔽服饰以及太空服的制备。该电磁屏蔽聚氨酯纺织布的电磁屏蔽率高达90db以上，具有强度高、耐曲挠、寿命长的特点。

本发明的电磁屏蔽聚氨酯膜纺织布具有优异的电磁屏蔽效果，且耐水浇、柔韧性好，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

实施例1，如图1，一种电磁屏蔽布，包括纳米电磁屏蔽粒子1、热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2、织物3和热塑性聚氨酯浆料面层4，所述热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2内含有纳米电磁屏蔽粒子1，热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2覆盖在织物3表面，热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2上涂覆有热塑性聚氨酯浆料面层4。

所述纳米电磁屏蔽粒子1是由碳纳米管和石墨烯组成的复合电磁屏蔽粒子，碳纳米管的在复合电磁屏蔽材料中的质量分数为95％～99％。

实施例2，一种电磁屏蔽布的制备方法，其制备过程为将纳米电磁屏蔽材料分散在溶剂中，与热塑性聚氨酯浆料混合均匀后涂布在织物3表面，作为热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2，烘干后再涂覆一层热塑性聚氨酯浆料作为热塑性聚氨酯浆料面层4构成电磁屏蔽布，可用于防护电磁辐射。

所述纳米电磁屏蔽材料是由碳纳米管和石墨烯组成的复合电磁屏蔽粒子，碳纳米管的在复合电磁屏蔽材料中的质量分数为95％～99％。

所述的碳纳米管是经酸化处理的碳纳米管，或者是表面镀镍的碳纳米管；所述的石墨烯是氧化石墨烯，或者是氧化石墨烯还原后的石墨烯。

所述的纳米电磁屏蔽材料与热塑性聚氨酯浆料组成具有电磁屏蔽功能的热塑性聚氨酯浆料，所用电磁屏蔽材料的质量分数为5％～25％。

所述的纳米电磁屏蔽材料超声分散在N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中组成浆料，纳米电磁屏蔽材料在溶剂中的质量分数为10％～50％。

所述纳米电磁屏蔽材料与热塑性聚氨酯浆料均匀混合液用辊涂或刮涂法涂布于织物表面，烘干后涂层厚度为0.4mm-2.0mm。

所述纳米电磁屏蔽材料与热塑性聚氨酯混合浆料均匀涂布于织物表面成膜后，涂布一层热塑性聚氨酯浆料，烘干后其涂层厚度为0.04mm-0.08mm。

一种电磁屏蔽布的制备方法，其特征在于在所述织物表面形成的复合涂层具有电磁屏蔽功效，在1～20GHz内该电磁屏蔽布的电磁屏蔽值SE为25dB-80dB。

实例中碳纳米管在涂层中的质量分数为10％±2％，石墨烯的质量分数为3％～5％；

碳纳米管在热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU涂层中均匀稳定分散后形成网络结构而有导电性，结合石墨烯的特性，将石墨烯引入碳纳米管的网络构架中，形成纳米电磁屏蔽复合体系，提高了碳纳米管的导电性，增加了石墨烯的电磁屏蔽作用，对电磁波的吸收损耗增加了。另一方面，复合体系的使用可减少石墨烯用量和碳纳米管的用量，降低了碳纳米管和石墨烯各自在热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU中形成导电网络的渗滤阈值。纳米复合材料体系(碳纳米管+石墨烯的协同效应)引入热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU中制备电磁屏蔽布，用量少，性能好，未见报道，是本专利的新颖点。

碳纳米管：碳纳米管具有优异的力学性能和高效的电热传输特性，其具有由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝纳米管状壳层结构，管径尺寸为纳米级，长径比高达100～1000。

碳纳米管的钝化(酸处理)，可用于实例中：带机械搅拌的三口反应瓶中加入100g碳纳米管，加入500mL浓硫酸和浓盐酸的混合酸，室温下搅拌超声30min后，加热升温至60℃恒温搅拌3小时，停止加热，冷却至室温，用砂芯漏斗过滤后，用水洗涤碳纳米管至中性，再在80℃真空干燥24小时得到钝化的碳纳米管。

碳纳米管表面镀镍(可用于实例中)：

活化：

在酸性(pH小于2)氯化锡溶液(浓度为10g/L)中将钝化碳纳米管浸渍90min后，超声30min，过滤、烘干；加入5.5g醋酸镍和5.5g亚磷酸钠的1000mL甲醇溶液中浸渍90min后超声5min，过滤。烘干。

镀镍：

将26g六水和硫酸镍、柠檬酸钾48g、26g次磷酸钠和硫酸铵24g配成1L水溶液，将活化的碳纳米管加入上述水溶液中，搅拌下超声15min后，加热至60℃恒温搅拌90min，结束降温至室温，经抽滤、水洗和真空干燥后得到镀镍碳纳米管。

石墨烯：

石墨烯是一种半金属材料，在常温下具有超高的电子迁移率、巨大理论比表面积、良好的透光性、高杨氏模量以及优异的导热性(3000～5000W·m^-1K^-1)。

碳纳米管和石墨烯的分散(可用于实例中)：

质量分数为30％的碳纳米管或镀镍碳纳米管加入DMF中，搅拌下室温超声60min，再加入相应质量分数的石墨烯，如碳纳米管的4％，搅拌超声60min后，加入相应质量分数的热塑性聚氨酯浆料，如碳纳米管的用量(质量分数)是热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU的10％，室温下超声搅拌60min后形成均匀的有电磁屏蔽功能的热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU浆料，可用于下一步的涂布。

实施例3

一种电磁屏蔽布的制备方法，其制备过程为将纳米电磁屏蔽材料分散在溶剂中，与热塑性聚氨酯浆料混合均匀后涂布在织物3表面，作为热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2，烘干后再涂覆一层热塑性聚氨酯浆料作为热塑性聚氨酯浆料面层4构成电磁屏蔽布，可用于防护电磁辐射。

所述纳米电磁屏蔽材料是由碳纳米管和氧化石墨烯组成的复合电磁屏蔽粒子，碳纳米管的在复合电磁屏蔽材料中的质量分数为95％～99％。

实施例4

一种电磁屏蔽布的制备方法，其制备过程为将纳米电磁屏蔽材料分散在溶剂中，与热塑性聚氨酯浆料混合均匀后涂布在织物3表面，作为热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2，烘干后再涂覆一层热塑性聚氨酯浆料作为热塑性聚氨酯浆料面层4构成电磁屏蔽布，可用于防护电磁辐射。

所述纳米电磁屏蔽材料是由碳纳米管和石墨烯组成的复合电磁屏蔽粒子，碳纳米管的在复合电磁屏蔽材料中的质量分数为95％～99％。

实施例5

一种电磁屏蔽布的制备方法，其制备过程为将纳米电磁屏蔽材料分散在溶剂中，与热塑性聚氨酯浆料混合均匀后涂布在织物3表面，作为热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2，烘干后再涂覆一层热塑性聚氨酯浆料作为热塑性聚氨酯浆料面层4构成电磁屏蔽布，可用于防护电磁辐射。

所述纳米电磁屏蔽材料是由镀镍碳纳米管和氧化石墨烯组成的复合电磁屏蔽粒子，碳纳米管的在复合电磁屏蔽材料中的质量分数为95％～99％。

实施例6

一种电磁屏蔽布的制备方法，其制备过程为将纳米电磁屏蔽材料分散在溶剂中，与热塑性聚氨酯浆料混合均匀后涂布在织物3表面，作为热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2，烘干后再涂覆一层热塑性聚氨酯浆料作为热塑性聚氨酯浆料面层4构成电磁屏蔽布，可用于防护电磁辐射。

所述纳米电磁屏蔽材料是由镀镍碳纳米管和石墨烯组成的复合电磁屏蔽粒子，碳纳米管的在复合电磁屏蔽材料中的质量分数为95％～99％。

实施例7

一种电磁屏蔽布的制备方法，其制备过程为将纳米电磁屏蔽材料分散在溶剂中，与热塑性聚氨酯浆料混合均匀后涂布在织物3表面，作为热塑性聚氨酯浆料屏蔽层2，烘干后再涂覆一层热塑性聚氨酯浆料作为热塑性聚氨酯浆料面层4构成电磁屏蔽布，可用于防护电磁辐射。

所述纳米电磁屏蔽材料是由镀镍碳纳米管和石墨烯组成的复合电磁屏蔽粒子，碳纳米管的在复合电磁屏蔽材料中的质量分数为95％～99％。

所述纳米电磁屏蔽材料与热塑性聚氨酯浆料均匀混合液用辊涂或刮涂法涂布于织物表面，烘干后涂层厚度为0.4mm-2.0mm。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种电磁屏蔽布，其特征是包括纳米电磁屏蔽粒子(1)、热塑性聚氨酯浆料屏蔽层(2)、织物3和热塑性聚氨酯浆料面层(4)，所述热塑性聚氨酯浆料屏蔽层(2)内含有纳米电磁屏蔽粒子(1)，热塑性聚氨酯浆料屏蔽层(2)覆盖在织物(3)表面，热塑性聚氨酯浆料屏蔽层(2)上涂覆有热塑性聚氨酯浆料面层(4)。

2.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽布，其特征在于所述纳米电磁屏蔽粒子(1)是由碳纳米管和石墨烯组成的复合电磁屏蔽粒子，碳纳米管的在复合电磁屏蔽材料中的质量分数为95％～99％。

3.一种电磁屏蔽布的制备方法，其特征是其制备过程为将纳米电磁屏蔽材料分散在溶剂中，与热塑性聚氨酯浆料混合均匀后涂布在织物(3)表面，作为热塑性聚氨酯浆料屏蔽层(2)，烘干后再涂覆一层热塑性聚氨酯浆料作为热塑性聚氨酯浆料面层(4)构成电磁屏蔽布，可用于防护电磁辐射。

4.根据权利要求3所述的一种电磁屏蔽布的制备方法，其特征在于所述纳米电磁屏蔽材料是由碳纳米管和石墨烯组成的复合电磁屏蔽粒子，碳纳米管的在复合电磁屏蔽材料中的质量分数为95％～99％。

5.根据权利要求4所述的一种电磁屏蔽布的制备方法，其特征在于所述的碳纳米管是经酸化处理的碳纳米管，或者是表面镀镍的碳纳米管；所述的石墨烯是氧化石墨烯，或者是氧化石墨烯还原后的石墨烯。

6.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽布的制备方法，其特征在于所述的纳米电磁屏蔽材料与热塑性聚氨酯浆料组成具有电磁屏蔽功能的热塑性聚氨酯浆料，所用电磁屏蔽材料的质量分数为5％～25％。

7.根据权利要求3所述的一种电磁屏蔽布的制备方法，其特征在于所述的纳米电磁屏蔽材料超声分散在N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中组成浆料，纳米电磁屏蔽材料在溶剂中的质量分数为10％～50％。

8.根据权利要求3所述的电磁屏蔽布的制备方法，其特征在于所述纳米电磁屏蔽材料与热塑性聚氨酯浆料均匀混合液用辊涂或刮涂法涂布于织物表面，烘干后涂层厚度为0.4mm-2.0mm。

9.根据权利要求3所述的一种电磁屏蔽布的制备方法，其特征在于所述纳米电磁屏蔽材料与热塑性聚氨酯混合浆料均匀涂布于织物表面成膜后，涂布一层热塑性聚氨酯浆料，烘干后其涂层厚度为0.04mm-0.08mm。

10.根据权利要求3所述的一种电磁屏蔽布的制备方法，其特征在于在所述织物表面形成的复合涂层具有电磁屏蔽功效，在1～20GHz内该电磁屏蔽布的电磁屏蔽值SE为25dB-80dB。