CN109281183A - 一种用于电磁防护领域的单层涂层复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电磁防护领域的单层涂层复合材料及其制备方法。选用涂层工艺，在织物表面涂覆具有防护电磁波效果的涂料。将合适大小的织物平整地固定在涂层机针板架上。接着搅拌水性聚氨酯树脂，期间向树脂中加入一定质量的石墨和镍粉功能粒子，待两者完全加入后，再加入一定量的增稠剂，继续设定搅拌器以2000rad/min运转用以搅拌以上混合物料，搅拌40min后测定粘度，若未达到规定范围20000mPa·s～40000mPa·s，则需在500rad/min的搅拌状态下继续添加增稠剂，直至粘度达标，即得所需涂料。最后设定涂层厚度为0.5mm～2mm，将涂料均匀涂覆于织物上，将所得涂层织物置于烘箱内，于80℃下烘燥10min～70min后取出，室温下固化24h。至此，单层涂层复合材料制备完毕。

Description

一种用于电磁防护领域的单层涂层复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电磁防护织物技术领域，具体涉及一种用于电磁防护领域的单层涂层复合材料及其制备方法。
背景技术
1864年，英国科学家麦克斯韦系统总结前人的研究成果，特别是库仑、安培、法拉第等人在电磁学领域的全部成就，建立了电磁波理论。目前电磁波已经被应用于诸多领域，如利用电磁波来实现探测、定位、通信等功能，为人类的生活带来便利。
电磁波是把“双刃剑”，近年来，国内外媒体对电磁辐射有害的报道一直未断：意大利每年有400多名儿童患白血病，专家认为病因是受到严重的电磁污染；美国一癌症医疗基金会对一些遭电磁辐射损伤的病人抽样化验，结果表明在高压线附近工作的人，其癌细胞生长速度比一般人快24倍；我国每年出生的2000万儿童中，有35万为缺陷儿，其中25万为智力残缺，有专家认为，电磁辐射是影响因素之一。随着人们生活水平的提高，健康意识的增强，市场上的各种电磁防护材料层出不穷。
目前市场上常见的电磁防护织物材料主要由金属纤维及金属镀层制备而成，含较多金属纤维的纺织品不但重量大大增加，而且在受外力挤压后易产生褶皱且难消除，影响外观。合纤织物镀金属后形成金属镀层又耐久性较差，而且价格居高不下，穿着透气性不佳。故含金属纤维或金属镀层的此类材料有诸多局限性。
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种单层涂层复合材料的制备方法，该涂层法技术简单，操作方便，所得产品不但质轻价廉，而且功能粒子与织物之间借由粘合剂相结合，耐久性良好。同时利用复合材料的协同效应及电磁参数可调的优点，将导电损耗型石墨及磁损耗型石墨进行多元复合，以期最大程度实现“阻抗匹配”特性，相比于利用一类或一种材料制备的电磁防护材料，防护效果优良，为电磁防护服面料的开发提供参考。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种单层涂层复合材料及其制备方法。
本发明的单层涂层复合材料，采用涂层工艺制备，材料组成为基布和涂料。
本发明中所述基布为任何纤维制备的具有可涂覆性的机织物、针织物、非织造布中的一种。
本发明中所述涂料的组成及重量份为：所述涂料的组成及重量份为：水性聚氨酯：100重量份；增稠剂：0.1～1重量份；石墨功能粒子：2.5～10重量份；镍粉功能粒子：2.5～10重量份。
本发明中所述水性聚氨酯为半透明乳液，固体粉40±1，粘度(25℃，mPa.S)小于300。
本发明中所述增稠剂为水性增稠剂，主要成分为聚氨酯化合物，PH值7.0±0.1，粘度≤3000CPS/25℃。
本发明中所述石墨功能粒子粒径＜48μm。
本发明中所述镍粉功能粒子粒径＜3μm，且纯度＞99％。
本发明还提供了上述单层涂层复合材料的制备方法，包括如下步骤。
1)基布的准备：按要求准备合适大小的布料，将其平整地固定在涂层机针板架上，调整至合适张力。
2)涂料的制备：a、称量一定量的功能粒子(在本次研究中为石墨和镍粉的混合物)和聚氨酯树脂。b、将盛有聚氨酯树脂的烧杯加持固定于搅拌器上，设定搅拌器以低速(约500rad/min)运转用以搅拌树脂，期间缓慢少量地向树脂中加入功能粒子，待功能粒子完全加入后，再加入一定量的增稠剂得混合物料。接着设定搅拌器以高速(约2000rad/min)运转，充分搅拌以上混合物料40min以保证混合均匀。c、对步骤b所得搅拌均匀的涂料进行粘度测定，若未达到规定范围20000mPa·s～40000mPa·s，需在低速(约500rad/min)搅拌状态下少量多次添加增稠剂直至粘度达标，即得所需涂料。
3)涂层织物的制备：设定涂层厚度为0.5mm～2mm，将步骤2)所制备的电磁防护涂料在涂层机上对步骤1)所准备的基布进行涂层整理，将涂层织物置于烘箱内，于80℃下烘燥10min～70min后取出置于室温下固化24h。至此，单层涂层复合材料制备完毕。
本发明的有益效果在于：本发明将导电损耗型石墨及磁损耗型镍粉进行复合整理，克服了单独使用一类或一种材料难以满足“薄、轻、宽、强”要求的缺点，获得了良好的电磁防护效果。
本发明选用的涂层技术简单，操作方便，所得产品不但质轻价廉，而且功能粒子与织物之间借由粘合剂相结合，耐久性良好。
附图说明
图1为实施例所制得的单层涂层复合材料的制备过程图。
图2为实施例所制得的单层涂层复合材料的力学性能检测数据图。
图3为实施例所制得的单层涂层复合材料的电磁屏蔽性能检测图。
具体实施方式
本发明提供了一种单层涂层复合材料及其制备方法，下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1。
本实施例中单层涂层复合材料的基布选择为平纹棉织物。涂料包括以下重量份组分：100重量份的水性聚氨酯，0.5重量份的增稠剂，2.5重量份的石墨，2.5重量份的镍粉。
其中，100重量份的水性聚氨酯为PU-2540。
0.5重量份的增稠剂为水性增稠剂7011。
2.5重量份的石墨粒径＜48μm，2.5重量份的镍粉粒径＜3μm，纯度＞99％。
其具体的制备步骤如下。
1)基布的准备：按要求准备大小50cm*25cm的平纹棉织物，将其平整地固定在涂层机针板架上，调整至合适张力。
2)涂料的制备：a、取100重量份的聚氨酯树脂，取2.5重量份的石墨和2.5重量份的镍粉的混合物作为功能粒子。b、将盛有聚氨酯树脂的烧杯加持固定于搅拌器上，设定搅拌器以低速(约500rad/min)运转用以搅拌树脂，期间缓慢少量地向树脂中加入功能粒子，待功能粒子完全加入后，再加入0.5重量份的增稠剂得混合物料。接着设定搅拌器以高速(约2000rad/min)运转，充分搅拌以上混合物料40min以保证混合均匀，经测试，涂料粘度为30000mPa·s，符合要求，得所需涂料。
3)涂层织物的制备：设定涂层厚度为0.5mm，将步骤2)所制备的电磁防护涂料在涂层机上对步骤1)所准备的基布进行涂层整理，将涂层织物置于烘箱内，于80℃下烘燥14min后取出置于室温下固化24h。至此，单层涂层复合材料制备完毕。
实施例2
本实施例中单层涂层复合材料的基布选择为平纹棉织物。涂料包括以下重量份组分：100重量份的水性聚氨酯，0.3重量份的增稠剂，5重量份的石墨，5重量份的镍粉。
其中，100重量份的水性聚氨酯为PU-2540。
0.3重量份的增稠剂为水性增稠剂7011。
5重量份的石墨粒径＜48μm，5重量份的镍粉粒径＜3μm，纯度＞99％。
其具体的制备步骤如下。
1)基布的准备：按要求准备大小50cm*25cm的平纹棉织物，将其平整地固定在涂层机针板架上，调整至合适张力。
2)涂料的制备：a、取100重量份的聚氨酯树脂，取5重量份的石墨和5重量份的镍粉的混合物作为功能粒子。b、将盛有聚氨酯树脂的烧杯加持固定于搅拌器上，设定搅拌器以低速(约500rad/min)运转用以搅拌树脂，期间缓慢少量地向树脂中加入功能粒子，待功能粒子完全加入后，再加入0.3重量份的增稠剂得混合物料。接着设定搅拌器以高速(约2000rad/min)运转，充分搅拌以上混合物料40min以保证混合均匀。经测试，涂料粘度为32000mPa·s，符合要求，得所需涂料。
3)涂层织物的制备：设定涂层厚度为0.5mm，将步骤2)所制备的电磁防护涂料在涂层机上对步骤1)所准备的基布进行涂层整理，将涂层织物置于烘箱内，于80℃下烘燥14min后取出置于室温下固化24h。至此，单层涂层复合材料制备完毕。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.单层涂层复合材料，其特征在于：采用涂层工艺制备，材料组成为基布和涂料。
2.根据权利要求1所述的单层涂层复合材料，其特征在于，所述基布为任何纤维制备的具有可涂覆性的机织物、针织物、非织造布中的一种。
3.根据权利要求1所述的单层涂层复合材料，其特征在于，所述涂料的组成及重量份为：水性聚氨酯：100重量份；增稠剂：0.1～1重量份；石墨功能粒子：2.5～10重量份；镍粉功能粒子：2.5～10重量份。
4.根据权利要求3所述的单层涂层复合材料，其特征在于，所述水性聚氨酯为半透明乳液，固体粉40±1，粘度(25℃，mPa.S)小于300。
5.权利要求3所述的单层涂层复合材料，其特征在于，所述增稠剂为水性增稠剂，主要成分为聚氨酯化合物，PH值7.0±0.1，粘度≤3000cPs/25℃。
6.根据权利要求3所述的单层涂层复合材料，其特征在于所述石墨功能粒子粒径＜48μm。
7.根据权利要求3所述的单层涂层复合材料，其特征在于所述镍粉功能粒子粒径＜3μm，且纯度＞99％。
8.根据权利要求1所述的单层涂层复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)基布的准备：按要求准备合适大小的布料，将其平整地固定在涂层机针板架上，调整至合适张力。2)涂料的制备：a、称量一定量的功能粒子(在本次研究中为石墨和镍粉的混合物)和聚氨酯树脂。b、将盛有聚氨酯树脂的烧杯加持固定于搅拌器上，设定搅拌器以低速(约500rad/min)运转用以搅拌树脂，期间缓慢少量地向树脂中加入功能粒子，待功能粒子完全加入后，再加入一定量的增稠剂得混合物料。接着设定搅拌器以高速(约2000rad/min)运转，充分搅拌以上混合物料40min以保证混合均匀。c、对步骤b所得搅拌均匀的涂料进行粘度测定，若未达到规定范围20000mPa·s～40000mPa·s，需在低速(约500rad/min)搅拌状态下少量多次添加增稠剂直至粘度达标，即得所需涂料。3)涂层织物的制备：设定涂层厚度为0.5mm～2mm，将步骤2)所制备的电磁防护涂料在涂层机上对步骤1)所准备的基布进行涂层整理，将涂层织物置于烘箱内，于80℃下烘燥10min～70in后取出置于室温下固化24h。至此，单层涂层复合材料制备完毕。
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