CN109112692A - 一种雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线及制备方法，该石墨烯镀附金属纱线包括金属纱线本体和石墨烯层；金属纱线本体为包芯纱；芯纱为中空的涤纶长丝；包缠纤维为镀银金属丝；镀银金属丝为在基体长丝表面镀附金属银层；金属纱线本体为2‑8根，进行加捻并股形成加捻纱；石墨烯层镀附在加捻纱外表面。本发明的制备方法简单，成品率高，制得的石墨烯镀附金属纱线具有导湿透气性好，保温效果好，纱线强度为12‑18cN/tex，保证服装纱线的强度要求，同时石墨烯层与加捻纱的结合强度好，耐水性性能好，并且通过石墨烯层增强了金属纱线本体表面介电性能变化，拓宽雷达隐身频段，提高金属纱线本体的环境稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及纺织领域，尤其涉及一种雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线及制备方法。
背景技术
雷达隐身技术的军事意义重大,已被用于隐身战斗机、隐身导弹、隐身潜艇、隐身坦克等武器。将航天技术、军用技术与纺织技术结合起来,开发吸波保护服装,用于特殊作用环境人员的职业防护服,还可开发军用装置隐蔽遮盖面料以及战士作战服等,具有很好的发展前景。
目前雷达隐身主要采用金属纱线(多为不锈钢纤维纱线)，用于雷达隐身的金属纱线存在着服饰性差、隐身效能低、耐环境性能差等缺陷。
1.金属纱线制成的雷达隐身作战服保温性能差，导湿性能差，舒适性差。
2.单纯的金属纱线由于介电性能单一，在雷达隐身方面具有吸收频段窄的特点，难以实现宽频雷达隐身。
3.金属纤维易受自然环境影响，随着使用时间的延长表面状态不断变差，导致雷达隐身性能不稳定。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线及制备方法，针对现有技术中的不足，采用镀银金属丝作为包缠纤维的包芯纱，配合石墨烯层，解决了现有雷达隐身纱线存在的穿着服饰性差、隐身效能低、耐环境性能差等的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线，包括金属纱线本体和石墨烯层；所述金属纱线本体为包括芯纱和包缠纤维的包芯纱；所述芯纱为中空的涤纶长丝；所述包缠纤维为镀银金属丝；所述镀银金属丝为在基体长丝表面镀附金属银层；所述金属银层的厚度为5-10μm；所述金属纱线本体为2-8根，进行加捻并股形成加捻纱；所述石墨烯层镀附在所述加捻纱外表面。
作为本发明的一种优选方案，所述基体长丝为亚麻纤维丝或涤纶异形丝；所述涤纶异形丝的截面为三角形或十字形。
作为本发明的一种优选方案，所述基体长丝为4.4tex；所述镀银金属丝为5.6tex。
作为本发明的一种优选方案，所述涤纶长丝为8.9tex。
作为本发明的一种优选方案，所述金属纱线本体为2-4根。
上述雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，通过捻线机对金属纱线本体进行并股加捻，形成加捻纱；
步骤2，将步骤1的所述加捻纱浸渍在氧化石墨烯溶液中，所述氧化石墨烯溶液的浓度为10g/L，在60℃进行烘干处理，重复浸渍、烘干过程2-4次；
步骤3，对步骤2处理后的加捻纱使用还原剂进行还原，在所述加捻纱表面形成石墨烯层。
作为上述制备方法的优选方案，所述步骤2中所述氧化石墨烯溶液通过以下方法制得：
将石墨粉加入到搅拌均匀的浓硫酸和硝酸钠溶液中，再加入高锰酸钾，搅拌反应30-50min，静置分层，取下层物质，加入30％的双氧水溶液，进行反应，然后通过酸洗、水洗，超声2h，再离心得到氧化石墨烯，配制成10g/L的所述氧化石墨烯溶液。
作为上述制备方法的优选方案，步骤2中，通过上浆机对加捻纱进行处理，将所述氧化石墨烯溶液放入浸液槽中，上浆机车速为6r/min，烘干区温度为60℃；所述加捻纱经过3次浸渍烘干过程。
作为上述制备方法的优选方案，步骤3中，将步骤2处理后的加捻纱在4g/L保险粉溶液中，在80℃还原处理2h，再用醋酸洗涤，50℃进行烘干。
通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：本发明的制备方法简单，成品率高，制得的石墨烯镀附金属纱线具有导湿透气性好，保温效果好，纱线强度为12-18cN/tex，保证服装纱线的强度要求，同时石墨烯层与加捻纱的结合强度好，耐水性性能好，并且通过石墨烯层增强了金属纱线本体表面介电性能变化，拓宽雷达隐身频段，提高金属纱线本体的环境稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的石墨烯镀附金属纱线的结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1.镀银金属丝 2.涤纶长丝 3.石墨烯层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一种雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线，包括金属纱线本体和石墨烯层3。金属纱线本体为包括芯纱和包缠纤维的包芯纱。芯纱为中空的涤纶长丝2。包缠纤维为镀银金属丝1。以包芯纱的结构，能够有效提高金属纱线本体的导湿性，柔韧性和保暖性，保证纱线的可纺性和纺织织物的服用性。镀银金属丝1为在基体长丝表面镀附金属银层，较纯金属丝具有成本低，柔韧性好，折皱回复性好的特点。金属银层的厚度控制在5-10μm。为了提高金属纱线本体的强度，同时保证石墨烯层3的结合强度，金属纱线本体为2-8根，进行加捻并股形成加捻纱。优选的，金属纱线本体为2-4根，涤纶长丝2为8.9tex。石墨烯层3镀附在加捻纱外表面。石墨烯层3具有良好的抗紫外线，抗静电和远红外性能，能够大大提升加捻纱的附加值，同时石墨烯层3增强了金属纱线本体表面介电性能变化，拓宽雷达隐身频段。
为了提高镀银金属丝1表面金属银层的镀附效果，基体长丝为亚麻纤维丝或涤纶异形丝；涤纶异形丝的截面为三角形或十字形。在亚麻纤维丝或涤纶异形丝表面具有沟槽结构，能够提高与金属银层的接触面积，镀附结合强度好。优选的，基体长丝为4.4tex；镀银金属丝1为5.6tex。
实施例中的雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，通过捻线机对金属纱线本体进行并股加捻，形成加捻纱。
步骤2，将步骤1的加捻纱浸渍在氧化石墨烯溶液中，氧化石墨烯溶液的浓度为10g/L，在60℃进行烘干处理，重复浸渍、烘干过程2-4次。
步骤3，对步骤2处理后的加捻纱使用还原剂进行还原，在加捻纱表面形成石墨烯层3。
实施例2
与实施例1中结构相同的雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线，对于该雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，通过捻线机对金属纱线本体进行并股加捻，形成加捻纱。
步骤2，将石墨粉加入到搅拌均匀的浓硫酸和硝酸钠溶液中，再加入高锰酸钾，搅拌反应30-50min，静置分层，取下层物质，加入30％的双氧水溶液，进行反应，然后通过酸洗、水洗，超声2h，再离心得到氧化石墨烯，配制成10g/L的氧化石墨烯溶液。通过上浆机对加捻纱进行处理，将氧化石墨烯溶液放入浸液槽中，上浆机车速为6r/min，烘干区温度为60℃；加捻纱经过3次浸渍烘干过程。
步骤3中，将步骤2处理后的加捻纱在4g/L保险粉溶液中，在80℃还原处理2h，再用醋酸洗涤，50℃进行烘干。
通过上述具体实施例，本发明的有益效果是：
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线，其特征在于，包括金属纱线本体和石墨烯层；所述金属纱线本体为包括芯纱和包缠纤维的包芯纱；所述芯纱为中空的涤纶长丝；所述包缠纤维为镀银金属丝；所述镀银金属丝为在基体长丝表面镀附金属银层；所述金属银层的厚度为5-10μm；所述金属纱线本体为2-8根，进行加捻并股形成加捻纱；所述石墨烯层镀附在所述加捻纱外表面。
2.根据权利要求1所述的雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线，其特征在于，所述基体长丝为亚麻纤维丝或涤纶异形丝；所述涤纶异形丝的截面为三角形或十字形。
3.根据权利要求1所述的雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线，其特征在于，所述基体长丝为4.4tex；所述镀银金属丝为5.6tex。
4.根据权利要求3所述的雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线，其特征在于，所述涤纶长丝为8.9tex。
5.根据权利要求4所述的雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线，其特征在于，所述金属纱线本体为2-4根。
6.一种雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，通过捻线机对金属纱线本体进行并股加捻，形成加捻纱；
步骤2，将步骤1的所述加捻纱浸渍在氧化石墨烯溶液中，所述氧化石墨烯溶液的浓度为10g/L，在60℃进行烘干处理，重复浸渍、烘干过程2-4次；
步骤3，对步骤2处理后的加捻纱使用还原剂进行还原，在所述加捻纱表面形成石墨烯层。
7.根据权利要求6所述的雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤2中所述氧化石墨烯溶液通过以下方法制得：
将石墨粉加入到搅拌均匀的浓硫酸和硝酸钠溶液中，再加入高锰酸钾，搅拌反应30-50min，静置分层，取下层物质，加入30％的双氧水溶液，进行反应，然后通过酸洗、水洗，超声2h，再离心得到氧化石墨烯，配制成10g/L的所述氧化石墨烯溶液。
8.根据权利要求6所述的雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线的制备方法，其特征在于，步骤2中，通过上浆机对加捻纱进行处理，将所述氧化石墨烯溶液放入浸液槽中，上浆机车速为6r/min，烘干区温度为60℃；所述加捻纱经过3次浸渍烘干过程。
9.根据权利要求6所述的雷达隐身用石墨烯镀附金属纱线的制备方法，其特征在于，步骤3中，将步骤2处理后的加捻纱在4g/L保险粉溶液中，在80℃还原处理2h，再用醋酸洗涤，50℃进行烘干。
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