[發(fā)明專(zhuān)利]基于等離子改性的納米銀原位生成鍍銀方法及鍍銀織物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510434042.0
• 申請(qǐng)日: 2015-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104988720B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃煜晨;黃建華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海晨隆紡織新材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): D06M11/83
• 分類(lèi)號(hào): D06M11/83;D06M10/02;C23C18/44;D06M101/32;D06M101/34
• 代理公司: 上海智信專(zhuān)利代理有限公司31002
• 代理人: 王潔,鄭暄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁屏蔽領(lǐng)域，尤其涉及電磁屏蔽材料，具體是指一種基于等離子改性的納米銀原位生成鍍銀方法及鍍銀織物。

背景技術(shù)

等離子體被認(rèn)為是除固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之外的第四種形態(tài)。它是由離子、電子和中子粒子所組成的電離氣體，整體顯中性，其材料表面改性的作用機(jī)理主要?dú)w結(jié)為高能粒子的非彈性碰撞。等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體。一般來(lái)說(shuō)，高溫等離子體主要應(yīng)用于金屬表面改性，而高分子材料表面改性主要采用低溫等離子體。通過(guò)等離子體改性材料表面可提高其表面的親水性、抗凝血性、抗菌性、生物相容性、抗靜電性等特性。與其它方法相比，等離子體表面改性具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如，等離子體具有更高的溫度和能量密度，在等離子體的輔助作用下易產(chǎn)生活性成分，從而引發(fā)在常規(guī)化學(xué)反應(yīng)中不能或難以實(shí)現(xiàn)的物理變化和化學(xué)變化，活性成分包括紫外和可見(jiàn)光子、電子、離子和自由基，可以精確地控制表面處理工藝參數(shù)，對(duì)表面進(jìn)行微觀改性，并且等離子體處理具有節(jié)省能源，減少污染等特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境保護(hù)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展顯得更有意義。

鍍銀織物是目前被廣泛應(yīng)用的一種電磁屏蔽材料，通常采用化學(xué)鍍銀的方法，使銀離子還原成銀顆粒后沉積在織物表面。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程需要消耗大量的化學(xué)試劑，污染嚴(yán)重。而且，由于化學(xué)纖維表面具有疏水性，使得敏化劑、催化劑在織物表面分布不勻，令還原后沉積的鍍銀層厚度不一。由于這種金屬層的不均勻性導(dǎo)致鍍層織物的表面電阻升高，電磁防輻射效果下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種具有單一形貌和均勻直徑的銀納米球的銀層的基于等離子改性的納米銀原位生成鍍銀方法及鍍銀織物。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有如下構(gòu)成：

該基于等離子改性的納米銀原位生成鍍銀方法，其主要特點(diǎn)是，所述的方法包括：

(1)將已經(jīng)過(guò)去油處理的滌綸或錦綸織物放入使用介質(zhì)阻擋放電技術(shù)的低溫等離子體處理設(shè)備中進(jìn)行等離子處理；

(2)將經(jīng)過(guò)等離子處理的織物放入反應(yīng)容器中，先取10％的配制好的硝酸銀溶液加入到反應(yīng)容器中，使Ag⁺在被刻蝕的織物表面均勻吸附；

(3)先取10％配制好的NaBH₄溶液與配制好的聚乙烯吡咯烷酮溶液混合，在5分鐘時(shí)間內(nèi)緩慢加入到反應(yīng)容器中，使吸附在織物表面的銀離子在原位還原成納米銀微粒，形成晶種；

(4)還原反應(yīng)10分鐘后，分別加入余下的硝酸銀溶液和NaBH₄溶液，并溫度逐漸加熱至保溫，溶液中的銀離子被不斷的還原成納米銀微粒并向織物表面的銀微粒晶種聚集，其中保持溶液均勻循環(huán)，直至溶液澄清，反應(yīng)結(jié)束產(chǎn)生鍍銀織物。

優(yōu)選地，所述的等離子處理的處理時(shí)間為0.5～20min，極板間距4～10mm，氣氛為氧氣，放電功率60～100w。

更優(yōu)選地，所述的Ag⁺吸附過(guò)程中溶液溫度控制在25～30度，銀離子吸附時(shí)間為10～20分鐘；并保持溶液均勻循環(huán)。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的硝酸銀溶液、所述的NaBH₄溶液與所述的聚乙烯吡咯烷酮溶液在配制時(shí)均使用超純水配制，其中所述的聚乙烯吡咯烷酮溶液選擇平均分子量為40000的聚乙烯吡咯烷酮，所述的聚乙烯吡咯烷酮的加入量控制在反應(yīng)溶液總?cè)萘康?.05～0.25克/升。

更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的加熱過(guò)程是以1℃/分鐘的速度將反應(yīng)溫度逐漸加熱到60℃，然后保溫。

基于等離子改性的納米銀原位生成鍍銀方法生產(chǎn)的鍍銀織物，所述的鍍銀織物在經(jīng)過(guò)等離子處理后，織物失重率為0.1～0.35％，表面刻蝕深度為10～45nm。

優(yōu)選地，所述的鍍銀織物在反應(yīng)結(jié)束后的表面電阻小于0.1Ω，在10MHz～6GHz頻率范圍內(nèi)電磁屏蔽效率達(dá)99.9999％。

采用了該發(fā)明中的方法通過(guò)等離子體表面處理改性法及鍍銀織物，使合成纖維表面發(fā)生分裂、刻蝕，纖維表面形成微凹坑和一些微細(xì)裂紋，纖維的表面積增加，提高纖維表面的潤(rùn)濕性；纖維表面的刻蝕同時(shí)也使金屬鍍層與纖維的結(jié)合牢度增強(qiáng)；經(jīng)過(guò)氧氣等離子體工藝處理后，在纖維表面接入了親水性、極性基團(tuán)(—COOH，＝C＝O)，更有利于銀離子的附著，在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在的情況下，以硼氫化鈉(NaBH₄)為還原劑將附著在纖維表面的銀離子直接還原成納米銀微粒，在已經(jīng)刻蝕的纖維表面原位生成連續(xù)致密的銀層。本方法工藝簡(jiǎn)單，節(jié)能環(huán)保，降低成本，生產(chǎn)的鍍銀織物鍍銀層均勻致密，結(jié)合力強(qiáng)，適合大規(guī)模推廣。