具有電磁防護功能的碳纖維基面料制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防護面料制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電磁防護功能碳纖維基面料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界隨著電子科技進步，通常，在交通、通訊、辦公、生活中人們不得不面對各種復(fù)雜的電磁環(huán)境，由于電磁輻射長期“累積效應(yīng)”的存在，人們對電磁防護愈加重視。在傳統(tǒng)電磁防護面料加工技術(shù)中，絕大多數(shù)采用金屬抽絲混紡、纖維表面鍍金屬等方法，有代表性的如銀纖維面料，效果良好，但存在以下不足:一是成本高，無論是纖維真空鍍銀還是銀抽絲混紡成本居高不下;二是采用鍍層技術(shù)較長時間使用后易脫落，重量大，因金屬污染而損害人體健康，重金屬污染等問題難以解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種具有電磁防護功能的碳纖維基面料制備方法，以實現(xiàn)環(huán)保及降低成本的目的。
[0004]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明制備方法包括混紡工藝、活化工藝、過氧處理工藝、粘合工藝;先將碳纖維與紡織纖維混紡成混紡碳纖維，混紡碳纖維經(jīng)過酸醇混合液進行表面活化，然后用過氧水溶液進行過氧處理后，與面料粘合即得到碳纖維基面料。
[0005]所述混紡工藝為碳纖維與紡織纖維按5: (I?15)的絲束比，在紡織設(shè)備上進行經(jīng)、瑋向混編成混紡碳纖維;混紡碳纖維中的碳纖維質(zhì)量百分比為10%?100%;紡織纖維為芳綸纖維、滌綸、腈綸維纖、棉纖維、尼龍纖維的一種或幾種組合。
[0006]所述活化工藝為混紡碳纖維在酸醇混合液中進行刻蝕，以達(dá)到表面活化效果；酸醇混合液中的水、酸、醇的質(zhì)量比為100:(1?100 ):(1?100 );活化時間為I?30mi η，溫度為O?80°C，超聲波功率為100?800W;酸為鹽酸、硝酸的一種或兩種組合，醇為乙醇、丙醇的一種或兩種組合。
[0007]所述過氧處理工藝為經(jīng)活化工藝后的混紡碳纖維在過氧溶液中進行過氧復(fù)合，以改善其電磁性能;過氧溶液中水、過氧化鋅、鐵化合物的質(zhì)量比為100:(10?50): (I?30)，過氧處理時間為0.1?15min，溫度為0~30°C，超聲波功率為100~1000W。
[0008]所述粘合工藝為將經(jīng)過氧處理工藝后的混紡碳纖維在粘合裝置上與面料進行粘合;粘合時間為0.1?1min，溫度為20°C~300°C，氮保護氣流量為500?2000L/h;混紡碳纖維與面料的層數(shù)比為10: (I?50);混紡碳纖維與面料按平面疊加放置，為逐層平鋪或交錯平鋪，面料為紡織面料或塑料膜。
[0009]本發(fā)明打破了金屬真空鍍及金屬纖維混編電磁防護技術(shù)的模式，利用碳纖維在一定過氧條件下對電磁波的環(huán)路共振原理，以達(dá)到高效吸收電磁波的效果，具有較強的電磁防護功能，有利于人們在電磁兼容、電磁屏蔽、電磁輻射等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點: 1、使用鋅、鐵等元素改性的碳纖維基混紡體作為功能屏蔽體，較銀纖維技術(shù)大大降低了電磁防護成本。
[0011]2、碳纖維基混紡體可制成各種夾層結(jié)構(gòu)，可根據(jù)實施工藝或制成各種柔性面料，或硬質(zhì)防護結(jié)構(gòu)體，更利于電磁兼容、電磁防護等領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0012]3、本發(fā)明采用中低溫復(fù)合，鋅、鐵等與織物復(fù)合為一體，結(jié)合牢固，較銀纖維面料噴鍍工藝更環(huán)保，且更不存在脫落現(xiàn)象。
[0013]4、本發(fā)明制得的碳纖維基電磁防護面料除了防護日常認(rèn)為電磁輻射外，可同時具備防紫外線防護功能。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明包括混紡工藝、活化工藝、過氧處理工藝、粘合工藝；先將碳纖維與紡織纖維混紡成混紡碳纖維，混紡碳纖維經(jīng)過酸醇混合液進行表面活化，然后用過氧水溶液進行過氧處理后，與面料粘合即得到碳纖維基面料。
[0015]所述混紡工藝為碳纖維與紡織纖維按5: (I?15)的絲束比，在紡織設(shè)備上進行經(jīng)、瑋向混編成混紡碳纖維;混紡碳纖維中的碳纖維質(zhì)量百分比為10%?100%;紡織纖維為芳綸纖維、滌綸、腈綸維纖、棉纖維、尼龍纖維的一種或幾種組合。
[0016]所述活化工藝為混紡碳纖維在酸醇混合液中進行刻蝕，以達(dá)到表面活化效果；酸醇混合液中的水、酸、醇的質(zhì)量比為100:(1?100 ):(1?100 );活化時間為I?30mi η，溫度為O?80°C，超聲波功率為100?800W;酸為鹽酸、硝酸的一種或兩種組合，醇為乙醇、丙醇的一種或兩種組合。
[0017]所述過氧處理工藝為經(jīng)活化工藝后的混紡碳纖維在過氧溶液中進行過氧復(fù)合，以改善其電磁性能;過氧溶液中水、過氧化鋅、鐵化合物的質(zhì)量比為100:(10?50): (I?30)，過氧處理時間為0.1?15min，溫度為0~30°C，超聲波功率為100?1000W。
[0018]所述粘合工藝為將經(jīng)過氧處理工藝后的混紡碳纖維在粘合裝置上與面料進行粘合;粘合時間為0.1?1min，溫度為20°0300°C，氮保護氣流量為500?2000L/h;混紡碳纖維與面料的層數(shù)比為10: (I?50);混紡碳纖維與面料按平面疊加放置，為逐層平鋪或交錯平鋪，面料為紡織面料或塑料膜。
[0019]實施例一:
1、先將碳纖維與棉纖維取5:1絲束比，在紡織設(shè)備上進行經(jīng)、瑋向混編。
[0020]2、將混紡后的混紡碳纖維在水、鹽酸、乙醇按質(zhì)量比為100:20:20的酸醇混合液中刻蝕活化。活化時間為3min，溫度為60°C，輔以超聲波振蕩，超聲波功率為100W。
[0021]3、將活化后的混紡碳纖維在水、過氧化鋅、鐵化合物中按照質(zhì)量比為100:20:3的過氧溶液中進行過氧復(fù)合，以改善其電磁性能。過氧處理時間為2min，溫度為10°C，輔以超聲波振蕩，超聲波功率為100W。
[0022]4、在粘合裝置上將過氧化處理后的混紡碳纖維與面料按10:3層數(shù)比進行粘合，設(shè)定粘合裝置的溫度為250°C，氮保護氣流量為1000L/h，粘合時間為lmin。
[0023]實施例二:
1、先將碳纖維與滌綸取5:8絲束比，在紡織設(shè)備上進行經(jīng)、瑋向混編。
[0024]2、將混紡后的混紡碳纖維在水、硝酸、乙醇按質(zhì)量比為100:50:50的酸醇混合液中刻蝕活化?；罨瘯r間為lOmin，溫度為50°C，輔以超聲波振蕩，超聲波功率為300W。
[0025]3、將活化后的混紡碳纖維在水、過氧化鋅、鐵化合物中按照質(zhì)量比為100:30:10的過氧溶液中進行過氧復(fù)合，以改善其電磁性能。過氧處理時間為I Omin，溫度為20°C，輔以超聲波振蕩，超聲波功率為400W。
[0026]4、在粘合裝置上將過氧化處理后的混紡碳纖維與面料按10:30層數(shù)比進行粘合，設(shè)定粘合裝置的溫度為200°C，氮保護氣流量為600L/h，粘合時間為5min。
[0027]實施例三:
1、先將碳纖維與腈綸維纖綸取5:13絲束比，在紡織設(shè)備上進行經(jīng)、瑋向混編。
[0028]2、將混紡后的混紡碳纖維在水、硝酸、丙醇按質(zhì)量比為100:80:80的酸醇混合液中刻蝕活化?；罨瘯r間為25min，溫度為70°C，輔以超聲波振蕩，超聲波功率為700W。
[0029]3、將活化后的混紡碳纖維在水、過氧化鋅、鐵化合物中按照質(zhì)量比為100:50:30的過氧溶液中進行過氧復(fù)合，以改善其電磁性能。過氧處理時間為15min，溫度為30°C，輔以超聲波振蕩，超聲波功率為800W。
[0030]4、在粘合裝置上將過氧化處理后的混紡碳纖維與面料按10:50層數(shù)比進行粘合，設(shè)定粘合裝置的溫度為300°C，氮保護氣流量為1500L/h，粘合時間為lOmin。
[0031]本發(fā)明通過上述步驟即制得電磁防護功能的碳纖維基面料。經(jīng)測試采用本發(fā)明制得的面料在20G以上高頻電磁防護效果達(dá)30dB以上，同時有很好的紫外線防護效果，達(dá)到UPF40+O
【主權(quán)項】
1.一種具有電磁防護功能的碳纖維基面料制備方法，其特征在于:該碳纖維基面料制備工藝包括混紡工藝、活化工藝、過氧處理工藝、粘合工藝；先將碳纖維與紡織纖維混紡成混紡碳纖維，混紡碳纖維經(jīng)過酸醇混合液進行表面活化，然后用過氧水溶液進行過氧處理后，與面料粘合即得到碳纖維基面料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電磁防護功能的碳纖維基面料制備方法，其特征在于:所述混紡工藝為碳纖維與紡織纖維按5: (I?15)的絲束比，在紡織設(shè)備上進行經(jīng)、瑋向混編成混紡碳纖維;混紡碳纖維中的碳纖維質(zhì)量百分比為10%?100%;紡織纖維為芳綸纖維、滌綸、腈綸維纖、棉纖維、尼龍纖維的一種或幾種組合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電磁防護功能的碳纖維基面料制備方法，其特征在于:所述活化工藝為混紡碳纖維在酸醇混合液中進行刻蝕，以達(dá)到表面活化效果;酸醇混合液中的水、酸、醇的質(zhì)量比為100: (10?100):(10?100);活化時間為I?30min，溫度為O?80°C，超聲波功率為100?800W;酸為鹽酸、硝酸的一種或兩種組合，醇為乙醇、丙醇的一種或兩種組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電磁防護功能的碳纖維基面料制備方法，其特征在于:所述過氧處理工藝為經(jīng)活化工藝后的混紡碳纖維在過氧溶液中進行過氧復(fù)合，以改善其電磁性能;過氧溶液中水、過氧化鋅、鐵化合物的質(zhì)量比為100:(10?50): (I?30)，過氧處理時間為0.1?15min，溫度為0~30°C，超聲波功率為100?1000W。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電磁防護功能的碳纖維基面料制備方法，其特征在于:所述粘合工藝為將經(jīng)過氧處理工藝后的混紡碳纖維在粘合裝置上與面料進行粘合;粘合時間為0.1~1011^11，溫度為20°0300°(3，氮保護氣流量為500~20001711;混紡碳纖維與面料的層數(shù)比為10: (1-50);混紡碳纖維與面料按平面疊加放置，為逐層平鋪或交錯平鋪，面料為紡織面料或塑料膜。
【專利摘要】一種具有電磁防護功能的碳纖維基面料制備方法，用于防護面料制造。包括混紡工藝、活化工藝、過氧處理工藝、粘合工藝；先將碳纖維與其它纖維混紡成混紡碳纖維，混紡碳纖維經(jīng)過酸醇混合液進行表面活化，然后用過氧水溶液進行過氧處理后，與面料粘合即得到碳纖維基面料。本發(fā)明打破了金屬真空鍍及金屬纖維混編電磁防護技術(shù)的模式，利用碳纖維在一定過氧條件下對電磁波的環(huán)路共振原理，以達(dá)到高效吸收電磁波的效果，具有較強的電磁防護功能，有利于人們在電磁兼容、電磁屏蔽、電磁輻射等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。大大降低了電磁防護成本，結(jié)合牢固，環(huán)保效果好，不存在脫落現(xiàn)象，同時具備防紫外線防護功能。
【IPC分類】B32B9/04, D06M101/06, B32B37/06, D06M11/83, B32B37/12, B32B38/00, B32B9/00, D06M101/40, D06M101/28, D06M101/32, B32B7/12
【公開號】CN105538815
【申請?zhí)枴緾N201610016605
【發(fā)明人】任崇堯, 韓旭
【申請人】襄陽精鑫電子設(shè)備制造有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月12日