[發明專利]一種三維結構電磁屏蔽織物及其制備方法

在審

• 申請號: 201711439286.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108035049A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 許福軍;周夢婕
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 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

本發明公開了一種三維結構電磁屏蔽織物及其制備方法。所述織物包括由經紗和緯紗組成的上、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構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部分解產生的氣泡，使得填充物結構逐漸疏松膨脹填滿整個三維中空結構，從而制得三維結構電磁屏蔽織物。本發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支撐，制得三維結構電磁屏蔽織物，具有力學性能好、電磁屏蔽能力強的優點。

技術領域

本發明涉及電磁屏蔽領域，特別是一種三維結構電磁屏蔽織物。

背景技術

近年來，納米技術的進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家發現以來，因其獨特的物理性能而備受各國科學家的關注。碳納米管具有高電導率、高介電常數、高比表面積，以及密度小、高溫抗氧化能力強、能吸收不同波段的電磁波等優點，是一種很好的電磁波屏蔽材料。碳納米管/聚合物復合材料可以作為低密度的電磁屏蔽材料，為電子電器設備提供電磁保護，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，復合材料物理性能的提高就很難實現。

理想的電磁屏蔽材料應具有質量輕、厚度薄、吸收電磁波頻段寬、環境適應性強等特點，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聚效應，該類材料中納米功能材料的含量很低，因此性能改進并不明顯。如果使用一定厚度的純碳納米管層作為電磁屏蔽層將會獲得非常好的電磁波屏蔽效能。

發明內容

本發明所要解決的問題是：現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，本發明采用了一種三維結構電磁屏蔽織物，其特征在于，包括由經紗和緯紗組成的上、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構碳材料集合體組成的填充物。

優選地，所述的三維結構電磁屏蔽織物為三維間隔機織物、三維間隔針織物、三維編織物或蜂窩結構織物。

優選地，所述經紗、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。

更優選地，所述的經紗、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。

優選地，所述填充物為未經處理的原材料或經化學試劑修飾過的材料。

本發明還提供了上述三維結構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整體；控制間隔紗的高度，同時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部分解產生的氣泡具有微爆破作用，使得填充物結構逐漸疏松膨脹填滿整個三維中空結構，從而制得三維結構電磁屏蔽織物。

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支撐，并對蓬松的填充物起到密封作用。

優選地，所述間隔紗的高度由隔距片來控制或采用定伸長送經紗的方式控制。