CN112210991A - 一种银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法，该制备方法包括以下步骤，（1）获得预处理织物：将棉织物进行电晕处理，增加活性基团的数量；（2）银纳米线制备：以PVP、成核剂、AgNO3为原料，在140~190℃条件下反应1~2 h后得到；（3）将所述银纳米线静电喷涂到所述预处理织物上，整理后即得银纳米线抗电磁织物。本发明通过静电喷涂在织物表面涂覆抗电磁银纳米线的新方法，使得获得的产品具有很好的抗电磁性能，水洗20次后仍可以屏蔽电脑电磁辐射99%以上。

Description

一种银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法。
背景技术
随着信息化技术的发展，电子、电器产品的使用越来越广泛。这些产品在给人们带来便利的同时，也带来了电磁污染。电磁波辐射达到一定程度后对人体健康产生一定的危害。电磁波污染已成为继空气污染、水污染、噪音污染之后的第四大污染源。此外，日常生活中产生的静电可能对生产：生活产生危害，尤其是合成纤维使用相当普遍，而合成纤维易产生静电，石油、化工，纺织、橡胶、印刷、电子、制药、以及粉体加工等行业由于静电造成的事故也很多。因此，开发导电防辐射面料，保证生产、生活安全，保护人体健康，正受到纺织行业的广泛重视。专利CN201180006133.4涉及一种导电织物及其制造方法和设备，其中部分导电线 被编织到织物中从而选择性地暴露于该织物的外部，用以快速并方便地执行导电线的绑定 以及各种元件和模块的连接等，从而可适用性和生产率得到了改善。该发明的导电织物编 织成平面形状，所述导电织物包括沿纵向设置的多股经线、与经线编织在一起的多股纬线 以及至少一股沿纵向设置并编织的导电线，其中重复形成了导电线编织部分和导电线暴露部分。
电磁波辐射达到一定程度后对人体健康产生一定的危害越来越受到重视。因此，对于高质量的抗电磁织物的研发是迫切需要的。
发明内容
为了克服现有技术中抗电磁织物质量参差不齐的缺陷，从而提供一种银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法，所得织物具有很好的抗电磁性能。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法，其包括，（1）获得预处理织物；（2）银纳米线制备: 是以PVP、成核剂、AgNO3为原料，在140~190℃条件下反应1~2 h后得到；（3）将所述银纳米线静电喷涂到所述预处理织物上，整理后即得银纳米线抗电磁织物。
优选的，所述静电喷涂，其为将银纳米线醇溶液和PDDA依次喷涂到所述预处理织物上。
优选的，所述静电喷涂，其单次喷涂的气压为15~50psi，时间为15~50s。
优选的，所述整理为在温度135~150℃，压力为6~20MPa条件下处理3~15min。
优选的，所述银纳米线制备，其使用的成核剂包括栀子苷、绿原酸、金属卤化物中的一种或几种，所采用的溶剂是乙二醇, 反应温度的调控为先升温处理10min到160~180℃再降温至145~170℃。
优选的，所述步骤（1）的预处理织物，其为经过电晕处理、等离子体处理中的一种或几种处理方式使得织物的活性基团数量增多。
优选的，所述电晕处理，其电压为6~15kV，时间：5~20s；所述等离子体处理其反应仓内气体为氧气，200~400W 的输出功率下处理2~5min。
优选的，所述银纳米线制备，其使用的成核剂为栀子苷和绿原酸，其反应温度的调控为先升温处理10min到160~165℃再降温至150℃。
本发明的有益效果：
本发明提供了通过静电喷涂在织物表面涂覆抗电磁银纳米线的新方法，通过改变成核剂的成分并优化银纳米线生长的速度和形态，使得获得的产品具有很好的抗电磁性能，水洗20次后仍可以屏蔽电脑电磁辐射99%以上。
附图说明
图1是本发明实施例1序号1工艺下织物的SEM图，图中比例为30微米。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明使用的测试方法如下：
HJ/T10.2-1996《辐射环境管理导则电磁辐射监测仪器和方法》，测试织物的电磁屏蔽效能，注：电脑进行电磁辐射测试2400uW/cm2；
依据FZ/T 01042-1996，用LFY-4感应静电测试仪检测,测试的环境温度20℃、湿度R1H36%、平衡5h；
水洗依据GB/T 12703–91处理。
实施例1
（1）棉织物预处理：将棉织物进行电晕处理，增加活性基团的数量；
（2）银纳米线制备：将500ｍmol/L的PVP加入至50 mL乙二醇中，超声溶解后移入三口烧瓶，再加入50 mL 乙二醇，向其中滴加0.1mmol/L的成核剂乙二醇溶液2ml，加热140℃搅拌1h，然后滴加25 mL 的AgNO3溶液，于140~190℃条件下继续反应1~2 h，反应结束后，在室温下冷却即得到银纳米线母液；将银纳米线母液用无水乙醇洗涤6～8次，每次洗涤用10000 r/min 离心分离10 min 后，将沉淀物100 W超声分散20 min在乙醇中作为银纳米线醇溶液备用；
（3）静电喷涂：将银纳米线醇溶液（200mg/mL）和聚二甲基二烯丙基氯化铵盐酸盐溶液（PDDA，分子量为200000-350000，溶液浓度20wt.%，粘度为250-500cP）交替喷涂组装在经预处理的棉织物表面，得到银纳米线涂层，首先将银纳米线溶液在30 psi 的气压下喷涂30s，静置1 min 后用去离子水冲洗掉表面的物理吸附，然后在相同的气压下继续喷涂PDDA（1mg/mL）溶液，喷涂时间为10 s，静置30 s 后用去离子水去除表面的物理吸附，反复交替喷涂5层银纳米线和PDDA，得到涂覆Ag/PDDA多层膜棉织物，用氮气吹干；
（4）整理：用XLB-D400x400 型平板硫化机在温度为160℃、压力为10 MPa 条件下对Ag/PDDA多层膜棉织物进行5 min 的热压处理，得到热压处理后的改性抗电磁织物。
表1 织物预处理及银纳米线制备制备的具体方式
Figure 263882DEST_PATH_IMAGE001
实施例2：
（1）棉织物预处理：将棉织物进行电晕处理，电压为10kV，时间为15s，增加亲水基团的数量；
（2）银纳米线制备：将500ｍmol/L的PVP（分子量300k）加入至50 mL乙二醇中，超声溶解后移入三口烧瓶，再加入50 mL 乙二醇，向其中滴加0.1mmol/L 绿原酸和栀子苷（摩尔比为1：1）乙二醇溶液2ml，加热140℃搅拌1h，然后滴加25 mL 的AgNO3溶液，先升温处理10min到170℃，反应1.5 h，反应结束后，室温下冷却即得到银纳米线母液，将银纳米线母液用无水乙醇洗涤6～8次，每次洗涤用10 000 r /min 离心分离10 min 后，以1000～1200r/min的转速搅拌30～40min将沉淀物分散在乙醇中作为银纳米线醇溶液备用；
（3）静电喷涂：将银纳米线醇溶液200mg/mL和聚二甲基二烯丙基氯化铵盐酸盐（PDDA）交替喷涂组装在经预处理的棉织物表面，得到银纳米线涂层，首先将银纳米线溶液在30psi 的气压下喷涂30 s，静置1 min 后用去离子水冲洗掉表面的物理吸附，然后在相同的气压下继续喷涂PDDA（1mg/mL）溶液，喷涂时间为10 s，静置30 s 后用去离子水去除表面的物理吸附，反复交替喷涂5层银纳米线和PDDA，得到涂覆Ag/PDDA多层膜棉织物，用氮气吹干；
（4）整理：用XLB-D400x400 型平板硫化机在温度为160℃、压力为10 MPa 条件下对Ag/PDDA多层膜棉织物进行5 min 的热压处理，得到热压处理后的改性抗电磁织物。
实施例3：
（1）织物预处理：采用HD-1B 型冷等离子体改性处理仪对涤纶织物进行电容式耦合辉光放电改性处理，反应仓内气体为氧气，350W 的输出功率下处理2.5 min，得到的氧等离子体处理涤纶织物；
（2）银纳米线制备：将500ｍmol/L的PVP（分子量300k）加入至50 mL乙二醇中，超声溶解后移入三口烧瓶，再加入50 mL 乙二醇，向其中滴加0.1mmol/L 绿原酸和栀子苷（摩尔比为2：1）乙二醇溶液2ml，加热140℃搅拌1h，然后滴加25 mL 的AgNO3溶液，先升温处理10min到165℃再5min降温至150℃，反应1.5 h，反应结束后室温下冷却即得到银纳米线母液，将银纳米线母液用无水乙醇洗涤6～8次，每次洗涤用10 000 r /min 离心分离10 min 后，将沉淀物分散在乙醇中作为银纳米线醇溶液备用；
（3）静电喷涂：将银纳米线醇溶液200mg/mL和聚二甲基二烯丙基氯化铵盐酸盐（PDDA）交替喷涂组装在经预处理的涤纶织物表面，得到银纳米线涂层，首先将银纳米线溶液在40psi 的气压下喷涂30 s，静置1 min 后用去离子水冲洗掉表面的物理吸附，然后在相同的气压下继续喷涂PDDA（1mg/mL）溶液，喷涂时间为10 s，静置30 s 后用去离子水去除表面的物理吸附，反复交替喷涂5层银纳米线和PDDA，得到涂覆Ag/PDDA多层膜棉织物，用氮气吹干；
（4）整理：用XLB-D400x400 型平板硫化机在温度为140℃、压力为12 MPa 条件下对Ag/PDDA多层膜涤纶织物进行5min的热压处理，得到热压处理后的改性抗电磁织物。
实施例4
（1）棉织物预处理：将棉织物进行电晕处理，电压为10kV，时间为15s，增加亲水基团的数量；
（2）银纳米线制备：将500ｍmol/L的PVP（分子量300k）加入至50 mL乙二醇中，超声溶解后移入三口烧瓶，再加入50 mL 乙二醇，向其中滴加0.1mmol/L 绿原酸和栀子苷（摩尔比为1：1）乙二醇溶液2ml，加热140℃搅拌1h，然后滴加25 mL 的AgNO3溶液，先升温处理10min到170℃，反应1.5 h，反应结束后室温下冷却即得到银纳米线母液，将银纳米线母液用无水乙醇洗涤6～8次，每次洗涤用10 000 r /min 离心分离10 min 后，将沉淀物分散在乙醇中作为银纳米线醇溶液备用；
（3）将银纳米线醇溶液和聚二甲基二烯丙基氯化铵盐酸盐（PDDA）交替喷涂组装在经预处理的棉织物表面，喷涂5层，再用XLB-D400x400 型平板硫化机进行整理，对织物进行静电喷涂及整理，具体工艺见表2.
表2 织物静电喷涂及后整理的具体方式
Figure 243339DEST_PATH_IMAGE002
实施例5
（1）棉织物预处理：将棉织物进行电晕处理，电压为10kV，时间为15s，增加亲水基团的数量；
（2）纳米金属线制备：将500ｍmol/L的PVP（分子量300k）加入至50 mL乙二醇中，超声溶解后移入三口烧瓶，再加入50 mL 乙二醇，向其中滴加0.1mmol/L 绿原酸和栀子苷（摩尔比为1：1）乙二醇溶液2ml，加热140℃搅拌1h，然后滴加25 mL 的AgNO3溶液，先升温处理10min到170℃，反应1.5 h，反应结束后，室温下冷却即得到银纳米线母液，将银纳米线母液用无水乙醇洗涤6～8次，每次洗涤用10 000 r /min 离心分离10 min 后，将沉淀物分散在乙醇中作为银纳米线醇溶液备用；
（3）将预处理的棉织物浸渍至银纳米线醇溶液200mg/mL中8 min 后，于42 ℃烘干，重复上述浸渍－烘干工艺操作5 次，即制得成品.
对得到的成品进行测试，结果见下表。
表3 静电压、半衰期测试结果
Figure 23076DEST_PATH_IMAGE003
本发明提供了通过静电喷涂在织物表面涂覆抗电磁银纳米线的新方法，通过改变成核剂的成分和用量，调控银纳米线生长的速度和形态，并进一步探索将银纳米线静电喷涂至织物的工艺方法，另外考虑到稳定性因素，进一步探究了整理方式的最佳工艺，从而保证了获得的产品具有高质量高稳定的抗电性能，具有很好的市场价值和应用前景。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）获得预处理织物；
（2）银纳米线制备:是以PVP、成核剂、AgNO3为原料，在140~190℃条件下反应1~2 h后得到；
（3）将所述银纳米线静电喷涂到所述预处理织物上，整理后即得银纳米线抗电磁织物。
2.如权利要求1所述的银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法，其特征在于：所述静电喷涂，其为将银纳米线醇溶液和PDDA依次喷涂到所述预处理织物上。
3.如权利要求2所述的银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法，其特征在于：所述静电喷涂，其单次喷涂的气压为15~50psi，时间为15~50s。
4.如权利要求1所述的银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法，其特征在于：所述整理为在温度135~150℃，压力为6~20MPa条件下处理3~15min。
5.如权利要求1所述的银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法，其特征在于：所述步骤（2）的银纳米线制备，其使用的成核剂包括栀子苷、绿原酸、金属卤化物中的一种或几种，所采用的溶剂是乙二醇,反应温度的调控为先升温处理10min到160~180℃再降温至145~170℃。
6.如权利要求1所述的银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法，其特征在于：所述步骤（1）的预处理织物，其为经过电晕处理、等离子体处理中的一种或几种处理方式使得织物的活性基团数量增多。
7.如权利要求7所述的银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法，其特征在于：所述电晕处理，其电压为6~15kV，时间：5~20s；所述等离子体处理其反应仓内气体为氧气，200~400W 的输出功率下处理2~5min。
8.如权利要求5所述的银纳米线抗电磁织物的静电喷涂方法，其特征在于：所述银纳米线制备，其使用的成核剂为栀子苷和绿原酸，其反应温度的调控为先升温处理10min到160~165℃再降温至150℃。
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