[發(fā)明專利]一種三維結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物及其制備方法

在審

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• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108035049A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許福軍;周夢婕
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: D03D25/00
• 分類號: D03D25/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王文穎

本發(fā)明公開了一種三維結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物及其制備方法。所述織物包括由經(jīng)紗和緯紗組成的上、下面紗層及由間隔紗組成的介于上、下面紗層之間的間隔層，間隔層與上、下面紗層之間填充有具有電磁屏蔽功能的納米結(jié)構(gòu)碳材料集合體組成的填充物。制備方法為：織造上、下面紗層；將填充物織入中空間隔層中；織造完畢后將三維織物浸入膨松劑與相容劑的混合溶液中，混合溶液浸入填充物內(nèi)部分解產(chǎn)生的氣泡，使得填充物結(jié)構(gòu)逐漸疏松膨脹填滿整個(gè)三維中空結(jié)構(gòu)，從而制得三維結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物。本發(fā)明采用三維間隔織物作為骨架支撐材料，為蓬松后的碳管材料提供容納空間和力學(xué)支撐，制得三維結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物，具有力學(xué)性能好、電磁屏蔽能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁屏蔽領(lǐng)域，特別是一種三維結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物。

背景技術(shù)

近年來，納米技術(shù)的進(jìn)步給電磁屏蔽材料帶來了新的選擇，如納米金屬、納米氧化物、納米陶瓷以及碳納米管等。其中，碳納米管自從被日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)以來，因其獨(dú)特的物理性能而備受各國科學(xué)家的關(guān)注。碳納米管具有高電導(dǎo)率、高介電常數(shù)、高比表面積，以及密度小、高溫抗氧化能力強(qiáng)、能吸收不同波段的電磁波等優(yōu)點(diǎn)，是一種很好的電磁波屏蔽材料。碳納米管/聚合物復(fù)合材料可以作為低密度的電磁屏蔽材料，為電子電器設(shè)備提供電磁保護(hù)，降低或隔絕電磁干擾。然而，如果碳納米管在高分子基體材料中的分散不均勻，或者碳納米管與高分子材料之間的界面粘合性不強(qiáng)，復(fù)合材料物理性能的提高就很難實(shí)現(xiàn)。

理想的電磁屏蔽材料應(yīng)具有質(zhì)量輕、厚度薄、吸收電磁波頻段寬、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠有效的吸收電磁波。納米碳材料，如碳納米管、石墨烯等就有優(yōu)異的電磁波吸收性能，通常與聚合物混合用以提高聚合物的電磁波屏蔽性能，但是由于納米材料的團(tuán)聚效應(yīng)，該類材料中納米功能材料的含量很低，因此性能改進(jìn)并不明顯。如果使用一定厚度的純碳納米管層作為電磁屏蔽層將會(huì)獲得非常好的電磁波屏蔽效能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是：現(xiàn)有電磁屏蔽織物中碳納米管在高分子基體材料中分散不均勻的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用了一種三維結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物，其特征在于，包括由經(jīng)紗和緯紗組成的上、下面紗層及由間隔紗組成的介于上、下面紗層之間的間隔層，間隔層與上、下面紗層之間填充有具有電磁屏蔽功能的納米結(jié)構(gòu)碳材料集合體組成的填充物。

優(yōu)選地，所述的三維結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物為三維間隔機(jī)織物、三維間隔針織物、三維編織物或蜂窩結(jié)構(gòu)織物。

優(yōu)選地，所述經(jīng)紗、緯紗、間隔紗為芳綸，玻璃纖維，碳纖維、滌綸、錦綸、氨綸、維綸、棉纖維或麻纖維。

更優(yōu)選地，所述的經(jīng)紗、緯紗的密度為2～50根/厘米，間隔紗的密度為2～50根/厘米。

優(yōu)選地，所述填充物為碳納米管膜、碳納米管紗線或石墨烯紗線。

優(yōu)選地，所述填充物為未經(jīng)處理的原材料或經(jīng)化學(xué)試劑修飾過的材料。

本發(fā)明還提供了上述三維結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于，織造上、下面紗層，每層面紗層包括兩層經(jīng)紗和一層緯紗，然后采用兩組間隔紗相互交織將上、下面紗層捆綁成為一個(gè)整體；控制間隔紗的高度，同時(shí)將填充物織入中空間隔層中；織造完畢后將三維織物浸入膨松劑與相容劑的混合溶液中，混合溶液浸入填充物內(nèi)部分解產(chǎn)生的氣泡具有微爆破作用，使得填充物結(jié)構(gòu)逐漸疏松膨脹填滿整個(gè)三維中空結(jié)構(gòu)，從而制得三維結(jié)構(gòu)電磁屏蔽織物。

采用具有中空間隔層的三維間隔織物作為電磁屏蔽織物的載體，為蓬松后的填充物提供容納空間和力學(xué)支撐，并對蓬松的填充物起到密封作用。

優(yōu)選地，所述間隔紗的高度由隔距片來控制或采用定伸長送經(jīng)紗的方式控制。