CN109168312A - 由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，包括至少一层玻璃纤维布、至少一层聚酯纤维布，其中，玻璃纤维布与聚酯纤维布呈交替叠层设置；所述聚酯纤维布是由聚酯纤维编织而成，所述聚酯纤维通过添加填料E、填料F和促进剂，首先制备复合型聚酯母粒，然后经熔融纺丝制备上述的聚酯纤维。

Description

由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布
技术领域
本申请涉及电磁屏蔽纤维技术领域，尤其涉及一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布。
背景技术
随着科学技术和电子信息工业的迅速发展，各种电子、电器设备已经遍及人们生活和工作的各个领域，高科技的设备带给人们生活、工作便利的同时，也产生了一种新的社会危害，即电磁辐射污染。
同样，电磁辐射对电子产品有着不可低估的影响。随着电子产品的微型化、集成化、轻量化和数字化的发展，导致日常使用的电子产品很容易受内部和外界电磁波干扰而出现误动、图像障碍以及声音障碍等问题，如果影响严重则会产生民航导航失误及电脑控制生产流水线、机床失控等事件。
因此需要采取必要的措施来消除或减少电磁辐射影响，最有效的就是对产生的电磁辐射进行电磁波屏蔽。
传统的电磁屏蔽材料主要是金属或金属网，具有密度高、成本高、安装和使用复杂、适用性差等缺陷，限制了其在电磁屏蔽材料中的广泛应用。
发明内容
本发明旨在提供一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，以至少解决上述提出问题之一。
本发明的实施例中提供了一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，包括至少一层玻璃纤维布、至少一层聚酯纤维布，其中，玻璃纤维布与聚酯纤维布呈交替叠层设置；所述聚酯纤维布是由聚酯纤维编织而成，所述聚酯纤维通过添加填料E、填料F和促进剂，首先制备复合型聚酯母粒，然后经熔融纺丝制备上述的聚酯纤维。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
(1)本发明的电磁屏蔽纤维布包括玻璃纤维布和聚酯纤维布，面密度低，成本低，屏蔽性能好，柔韧性好，耐腐蚀强，安装和使用方便，适用范围广。
(2)本发明的电磁屏蔽纤维布可以包括多层玻璃纤维布，且每层玻璃纤维布通过结构胶膜粘接，结构更加牢固，屏蔽性能更好。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明电磁屏蔽纤维布的结构示意图；
其中，1-玻璃纤维布，2-聚酯纤维布。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请的实施例涉及一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，结合图1所示，包括至少一层玻璃纤维布1、至少一层聚酯纤维布2，其中，玻璃纤维布1与聚酯纤维布呈交替叠层设置。
该聚酯纤维布是由聚酯纤维编织而成，所述聚酯纤维通过添加填料E、填料F和促进剂，首先制备复合型聚酯母粒，然后经熔融纺丝制备上述的聚酯纤维。
通过上述在玻璃纤维布上下表面设置聚酯纤维，该聚酯纤维具有抗菌、电磁屏蔽功效，与玻璃纤维布结合，起到良好的电磁屏蔽效果。
在实际使用中，电磁屏蔽纤维布可以包括多层玻璃纤维布1，每层玻璃纤维布1两侧均设有聚酯纤维布2，相邻玻璃纤维布1与聚酯纤维布2通过结构胶膜粘接。
优选地，该玻璃纤维布1可以为无碱玻璃纤维布、中碱玻璃纤维布、高碱玻璃纤维布、S-玻璃纤维布、石英纤维布、高硅氧玻璃纤维布或Kevlar。
优选地，该玻璃纤维布1为石英纤维布。
优选地，上述聚酯纤维中，其原料按照质量百分比包括：3-7％的填料E、9-20％的填料F、1-5％促进剂、68-87％的聚酯。
下面具体描述所述聚酯纤维中填料：
填料E由以下物质构成：载体、AgO纳米颗粒和CuO纳米颗粒；填料E中各物质按照质量份数为：载体12份、AgO纳米颗粒30份和CuO纳米颗粒25份；具体的，上述各物质的粒径为：载体1μm，AgO纳米颗粒100nm，CuO纳米颗粒200nm。其中，上述填料F由以下物质构成：载体、Ag包珍珠粉粒子；填料F中各物质按照质量份数为：载体2份、Ag包珍珠粉粒子5份；具体的，上述物质的粒径为：载体1μm，Ag包珍珠粉粒子1μm；其中，上述的促进剂由以下物质构成：纳米银、镀银碳粉；促进剂中各物质按照质量份数为：纳米银5份、镀银碳粉7份；具体的，上述各物质的粒径为：纳米银20nm，镀银碳粉500nm。
优选地，上述填料E和填料F中的载体为银掺杂氧化锌纳米片，该纳米片厚度为50nm，直径为1μm；其中，银的掺杂量为2％，其比例为Ag与Zn的摩尔比。
能够理解，该聚酯纤维通过同时添加填料E、填料F和促进剂，上述AgO纳米颗粒和CuO纳米颗粒均属于无机抗菌剂，但如果只是简单将上述物质添加到聚酯纤维中，由于纳米团聚，其不可避免的要产生粒子团聚，从而影响抗菌效果的发挥。分别在填料E和填料F中添加有载体，该载体为一种银掺杂氧化锌纳米片状结构，其是采用混合溶剂法制备，该纳米片呈现二维片状结构；氧化锌是一种重要的半导体材料，其在气敏、压敏、催化、发光、抗菌等领域均具有广泛应用，本申请技术方案中，将银掺杂氧化锌纳米片作为载体，一方面，其能够与填料E、填料F中其余粉料结合，作为分散剂，增大分散性，另一方面，在填料E中，银掺杂氧化锌能够与氧化银和氧化铜协同发挥抗菌作用，大大提高了抗菌效果；在填料F中，银掺杂氧化锌纳米片能够对电磁波起到反射作用，增大Ag包珍珠粉粒子对电磁波的吸收，从而大大提高电磁屏蔽效果，起到了意料不到的技术效果。此外，本公开技术方案中，在填料E和填料F之外，还具有促进剂，该促进剂包括纳米银和镀银碳粉，促进剂的作用在于对填料E和填料F各自效果的发挥起到缓冲作用，能够平衡抗菌和电磁屏蔽功能，产生了意料不到的有益效果。
此外，本申请还公开了上述聚酯纤维的制备方法：
1、制备填料E；
2、制备填料F；
3、将填料E、填料F、促进剂与精对苯二甲酸、乙二醇、催化助剂混合进行酯化缩聚反应，制备聚酯母粒；
4、将聚酯母粒进行熔融纺丝制备聚酯预取向丝；
5、聚酯预取向丝经假捻后制备成聚酯纤维。
具体如下：
实施例1
步骤1，制备填料E
a)制备载体：
量取乙二醇和去离子水分别为30ml、10ml，将其在烧杯中混合搅拌均匀，然后加入2g的乙酸锌和0.5g的尿素，继续搅拌至全部溶解，再加入硝酸银，将混合溶液转移到水热反应釜中，密封，在160℃下反应5h，反应结束后自然冷却降温，离心分离，将产物用去离子水和乙醇清洗干净，干燥后在450℃马弗炉中煅烧2h，得到银掺杂氧化锌纳米片粉末，即为载体；
b)制备填料E
将载体、AgO纳米颗粒、CuO纳米颗粒和钛酸酯偶联剂加入到去例子水中，充分搅拌均匀，得到浆料A，然后将其烘干，研磨成粉，即填料E；
步骤2，制备填料F
a)制备Ag包珍珠粉粒子
首先，取50g清洗干净的珍珠粉，将其加入到2000ml、5％的巯基丙基三甲氧基硅烷溶液中，在60℃下回流6h，冷却后，清洗干净，得到改性珍珠粉；取200ml葡萄糖还原液，向其中加入12g聚乙烯吡咯烷酮，再加入上述改性珍珠粉8g，高速搅拌30min，再慢慢滴加银氨溶液200ml，调节pH值为13.2，充分搅拌，直至反应完全，反应产物用去离子水超声清洗3次，然后90℃真空干燥2h，得到银包珍珠粉核壳结构粒子；
b)将载体、Ag包珍珠粉粒子和钛酸酯偶联剂加入到去例子水中，充分搅拌均匀，得到浆料B，然后将其烘干，研磨成粉，即填料F；
步骤3，制备聚酯母粒
聚酯母粒中包括填料E、填料F、促进剂、精对苯二甲酸、乙二醇、催化助剂，其中，催化助剂为三氧化二锑；精对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比优选为1:1.3；
聚酯母粒制备方法为：首先，将填料E、填料F、促进剂和乙二醇混合，搅拌后在室温下超声5h，得到混合液；然后将混合液与精对苯二甲酸、催化助剂进行酯化，聚合，得到聚酯母粒，其中，酯化温度为280℃，压力400kPa，酯化率达到大于93.5％时进行缩聚反应，缩聚温度为300℃，抽真空至50MPa，缩聚至特性粘度为0.65时，出料，切料；
步骤4，制备聚酯预取向丝
将聚酯母粒熔融，然后送入过滤器进行过滤，经计量后，进入喷丝组件，在将喷出的丝束经冷却、上油，经导辊后卷绕成预取向丝，其中，纺丝温度为290℃，纺丝速度为3200m/min；
步骤5，制备聚酯纤维
聚酯预取向丝经一辊、热箱、二辊、假捻器、卷绕后可制备成聚酯纤维，其中，牵伸速度为600m/min，牵伸比为3.1，一辊温度为90℃，二辊温度为140℃。
本实施例的聚酯纤维中，其原料按照质量百分比包括：3％的填料E、9％的填料F、1％促进剂、87％的聚酯。
将该实施例制备的聚酯纤维与玻璃纤维布1制备成所述的电磁屏蔽纤维布，对其进行电磁屏蔽测试：
得到电磁屏蔽纤维布在1～18GHz的范围内扫描，测试其反射率，在6.7GHz处出现最大峰值，反射率达到-33.2dB，电磁波屏蔽达到99.9％以上。
实施例2
实施例2在实施例1基础上，不同之处在于，聚酯纤维中，其原料按照质量百分比包括：7％的填料E、20％的填料F、5％促进剂、68％的聚酯；
且，该填料E由以下物质构成：AgO纳米颗粒和CuO纳米颗粒，即填料E中没有载体；
将该实施例制备的聚酯纤维与玻璃纤维布1制备成所述的电磁屏蔽纤维布，对其进行电磁屏蔽测试：
得到电磁屏蔽纤维布在1～18GHz的范围内扫描，测试其反射率，在5.7GHz处出现最大峰值，反射率达到-28.9dB，电磁波屏蔽达到99.9％以上。
实施例3
实施例3在实施例1基础上，不同之处在于，聚酯纤维中，其原料按照质量百分比包括：5％的填料E、15％的填料F、3％促进剂、77％的聚酯；
且，该填料F中没有载体。
将该实施例制备的聚酯纤维与玻璃纤维布1制备成所述的电磁屏蔽纤维布，对其进行电磁屏蔽测试：
得到电磁屏蔽纤维布在1～18GHz的范围内扫描，测试其反射率，在5.9GHz处出现最大峰值，反射率达到-33.7dB，电磁波屏蔽达到99.9％以上。
实施例4
实施例3在实施例1基础上，不同之处在于，聚酯纤维中，其原料按照质量百分比包括：5％的填料E、15％的填料F、3％促进剂、77％的聚酯；
且，该聚酯纤维中没有设置促进剂。
将该实施例制备的聚酯纤维与玻璃纤维布1制备成所述的电磁屏蔽纤维布，对其进行电磁屏蔽测试：
得到电磁屏蔽纤维布在1～18GHz的范围内扫描，测试其反射率，在6.3GHz处出现最大峰值，反射率达到-31.6dB，电磁波屏蔽达到99.9％以上。
将实施例1-4所制备的聚酯纤维分别记为1号、2号、3号、4号，5号为普通聚酯纤维，然后将1-5号的聚酯纤维分别制成大肠杆菌培养器皿，在该培养器皿上培养相同菌落的大肠杆菌，并记录大肠杆菌生长情况，如下表：
1天 2天 3天 4天 5天 6天 7天 8天 9天
1号 未长 未长 未长 未长 未长 未长 未长 未长 未长
2号 未长 未长 未长 未长 2颗菌落 多颗菌落 旺盛 旺盛 旺盛
3号 未长 未长 未长 未长 未长 未长 1颗菌落 2颗菌落 2颗菌落
4号 未长 未长 未长 未长 1颗菌落 1颗菌落 2颗菌落 多颗菌落 多颗菌落
5号 未长 2颗菌落 多颗菌落 旺盛 旺盛 旺盛 旺盛 旺盛 旺盛
通过上表自然菌落试验可以看到，本申请的聚酯纤维能够有效抑制菌落的生长，具有较强的抑菌效果。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，其特征在于，包括至少一层玻璃纤维布、至少一层聚酯纤维布，其中，玻璃纤维布与聚酯纤维布呈交替叠层设置；所述聚酯纤维布是由聚酯纤维编织而成，所述聚酯纤维通过添加填料E、填料F和促进剂，首先制备复合型聚酯母粒，然后经熔融纺丝制备上述的聚酯纤维。
2.根据权利要求1所述的一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，其特征在于，所述电磁屏蔽纤维布可以包括多层玻璃纤维布，每层玻璃纤维布两侧均设有聚酯纤维布，相邻玻璃纤维布与聚酯纤维布通过结构胶膜粘接。
3.根据权利要求1所述的一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，其特征在于，所述玻璃纤维布可以为无碱玻璃纤维布、中碱玻璃纤维布、高碱玻璃纤维布、S-玻璃纤维布、石英纤维布、高硅氧玻璃纤维布或Kevlar。
4.根据权利要求3所述的一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，其特征在于，所述玻璃纤维布为石英纤维布。
5.根据权利要求1所述的一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，其特征在于，所述聚酯纤维中，其原料按照质量百分比包括：3-7％的填料E、9-20％的填料F、1-5％促进剂、68-87％的聚酯。
6.根据权利要求5所述的一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，其特征在于，所述填料E由以下物质构成：载体、AgO纳米颗粒和CuO纳米颗粒；所述填料E中各物质按照质量份数为：载体12份、AgO纳米颗粒30份和CuO纳米颗粒25份；具体的，上述各物质的粒径为：载体1μm，AgO纳米颗粒100nm，CuO纳米颗粒200nm；所述填料F由以下物质构成：载体、Ag包珍珠粉粒子；所述填料F中各物质按照质量份数为：载体2份、Ag包珍珠粉粒子5份；具体的，上述物质的粒径为：载体1μm，Ag包珍珠粉粒子1μm；所述促进剂由以下物质构成：纳米银、镀银碳粉；促进剂中各物质按照质量份数为：纳米银5份、镀银碳粉7份；具体的，上述各物质的粒径为：纳米银20nm，镀银碳粉500nm。
7.根据权利要求5所述的一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，其特征在于，所述填料E和填料F中的载体为银掺杂氧化锌纳米片，该纳米片厚度为50nm，直径为1μm；其中，银的掺杂量为2％，其比例为Ag与Zn的摩尔比。
8.根据权利要求5所述的一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，其特征在于，所述聚酯纤维的制备方法：
S1、制备填料E；
S2、制备填料F；
S3、将填料E、填料F、促进剂与精对苯二甲酸、乙二醇、催化助剂混合进行酯化缩聚反应，制备聚酯母粒；
S4、将聚酯母粒进行熔融纺丝制备聚酯预取向丝；
S5、聚酯预取向丝经假捻后制备成聚酯纤维。
9.根据权利要求8所述的一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，其特征在于，S1中，所述制备填料E具体为
a)制备载体：
量取乙二醇和去离子水分别为30ml、10ml，将其在烧杯中混合搅拌均匀，然后加入2g的乙酸锌和0.5g的尿素，继续搅拌至全部溶解，再加入硝酸银，将混合溶液转移到水热反应釜中，密封，在160℃下反应5h，反应结束后自然冷却降温，离心分离，将产物用去离子水和乙醇清洗干净，干燥后在450℃马弗炉中煅烧2h，得到银掺杂氧化锌纳米片粉末，即为载体；
b)制备填料E
将载体、AgO纳米颗粒、CuO纳米颗粒和钛酸酯偶联剂加入到去例子水中，充分搅拌均匀，得到浆料A，然后将其烘干，研磨成粉，即填料E。
10.根据权利要求8所述的一种由玻璃纤维构成的电磁屏蔽纤维布，其特征在于，S2中，所述制备填料E具体为
a)制备Ag包珍珠粉粒子
首先，取50g清洗干净的珍珠粉，将其加入到2000ml、5％的巯基丙基三甲氧基硅烷溶液中，在60℃下回流6h，冷却后，清洗干净，得到改性珍珠粉；取200ml葡萄糖还原液，向其中加入12g聚乙烯吡咯烷酮，再加入上述改性珍珠粉8g，高速搅拌30min，再慢慢滴加银氨溶液200ml，调节pH值为13.2，充分搅拌，直至反应完全，反应产物用去离子水超声清洗3次，然后90℃真空干燥2h，得到银包珍珠粉核壳结构粒子；
b)将载体、Ag包珍珠粉粒子和钛酸酯偶联剂加入到去例子水中，充分搅拌均匀，得到浆料B，然后将其烘干，研磨成粉，即填料F。
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