一种抗电磁波母粒及其在纺织品中的应用的制作方法

本发明涉及一种抗电磁波母粒及其在纺织品中的应用，属于电磁屏蔽材料。

背景技术：

1、电磁波在现代社会中无处不在，其影响已经渗透到我们日常生活的各个方面。随着无线通信、电子设备和电力设施的普及，人们对于电磁波辐射的关注与日俱增。因此，开发出能够有效抵御电磁波辐射的材料变得至关重要。

2、抗电磁波母粒是一种具有特殊结构的微纳级颗粒，其结构和组成使其具有优异的电磁波吸收和屏蔽性能。这些母粒通常由一种或多种电磁波吸收材料组成，如铁氧体、铜基材料等，通过调控其形态和尺寸，可以实现对特定波段电磁波的吸收和屏蔽效果。在纺织品中应用抗电磁波母粒的主要目的是为了赋予纺织品抗电磁波辐射的能力，保护人体免受电磁波的危害。通过将抗电磁波母粒与纺织品纤维相结合，可以使纺织品具备良好的电磁波屏蔽性能，有效减少电磁波对人体的影响。这种技术在医疗、军事、航空航天等领域有着广泛的应用前景，特别是在手机电磁辐射防护、电子设备防护等方面有着重要的意义。

3、随着人们对于电磁波辐射影响健康的认识不断加深，抗电磁波母粒在纺织品中的应用将会越来越受到关注。未来，随着相关技术的不断发展和完善，抗电磁波纺织品有望成为一种重要的功能性材料，为人们的健康和安全提供更加全面的保障。

4、目前，研究电磁波辐射织物的报道也较多，如：专利cn107523025a公开了一种具有电磁屏蔽功能的导电母粒，主要由以下组分组成：高分子聚合物、石墨烯材料、炭黑和磁铁矿粉；制备方法包括：将制备导电母粒的各个组分混合后，经过混炼、熔融挤出、水冷、切粒、烘干、筛分后即得，然而该方法制备的纤维和织物抗电磁屏蔽性能较差；专利cn104452298b公开了防电磁辐射织物涂层胶及其制备方法，其中，防电磁辐射织物涂层胶是将苯乙烯、丙烯酸等通过聚合反应制成乳液，然后与聚苯胺等复配制得，但该防电磁辐射织物涂层胶经过多次水洗后，该涂层胶有可能被洗掉，使得织物的防电磁辐射性能会削弱。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、常规抗电磁波织物的电磁屏蔽性能差，力学性能差，不耐水洗。

3、[技术方案]

4、为了解决以上技术问题，本发明先将纳米二氧化铈、硅烷偶联剂改性的四氧化三钴、过氧化锌和分散剂加入到聚丙烯树脂中，超声混合均匀，通过螺杆挤出机共混挤出，切粒，干燥，得到抗电磁波母粒；之后以抗电磁波母粒为皮层，pet母粒为芯层，制备了皮芯结构抗电磁波纤维；最后将抗电磁波纤维和涤纶纤维通过热轧和针刺的方式制备得到抗电磁波织物。本发明所制备的抗电磁波织物拥有良好的电磁屏蔽性能、力学性能和耐水洗性能。

5、本发明的第一个目的是提供一种制备抗电磁波母粒的方法，包括如下步骤：

6、(1)将四氧化三钴采用硅烷偶联剂进行改性，得到硅烷偶联剂改性的四氧化三钴；

7、(2)将纳米二氧化铈、硅烷偶联剂改性的四氧化三钴、过氧化锌和分散剂加入到聚丙烯树脂中，超声混合均匀；之后通过螺杆挤出机共混挤出，切粒，干燥，得到抗电磁波母粒。

8、在一种实施方式中，步骤(1)中硅烷偶联剂改性的四氧化三钴的制备方法如下：

9、将四氧化三钴加入无水乙醇中，在20～30℃、200～300hz下超声20～60min，然后边搅拌(50～70r/min)边滴加(4～6g/min)苯胺甲基三乙氧基硅烷，在ph2～5、50～70℃、80～120r/min下反应8～12h，反应结束后，洗涤，干燥，得到硅烷偶联剂改性的四氧化三钴；

10、其中，四氧化三钴、无水乙醇和苯胺甲基三乙氧基硅烷的用量比为2g：100～150ml：2～3g；

11、四氧化三钴使用之前需要进行干燥，干燥是50～70℃下真空干燥8～12h；

12、ph2～5是采用柠檬酸或者醋酸进行调节；

13、洗涤是采用无水乙醇洗涤。

14、在一种实施方式中，步骤(2)中纳米二氧化铈、硅烷偶联剂改性的四氧化三钴、过氧化锌、分散剂、聚丙烯树脂的质量比为1～3：3～6：4～7：1～2：100。

15、在一种实施方式中，步骤(2)中纳米二氧化铈的粒径为20～40nm；四氧化三钴的粒径为40～60nm。

16、在一种实施方式中，步骤(2)中聚丙烯酸树脂的有效成分含量为50-60％。

17、在一种实施方式中，步骤(2)中分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸、聚乙二醇2000中的一种或多种。

18、在一种实施方式中，步骤(2)中超声是在20～30℃、250～350hz下超声20～40min。

19、在一种实施方式中，步骤(2)中通过螺杆挤出机共混挤出是在180～220℃、150～250rpm下共混挤出。

20、本发明的第二个目的是提供一种抗电磁波母粒，其是采用上述方法制备得到。

21、本发明的第三个目的是提供一种制备抗电磁波纤维的方法，包括如下步骤：

22、以上述的抗电磁波母粒为皮层，pet母粒为芯层，将皮层和芯层对应的原料加入到复合纺丝机对应的料斗中，通过熔融挤出——纺丝——吹风冷却——卷绕喂入——油浴拉伸——蒸汽浴拉伸——紧张热定型——上油——叠丝——卷曲——松弛——切断工序，制得皮芯结构抗电磁波纤维；

23、其中，皮层的熔融挤出温度为160～200℃，芯层的熔融挤出温度为180～240℃，纺丝的速度为200～300m/min，油浴拉伸的温度为80～100℃，油浴拉伸的倍数为3～5倍，蒸汽浴拉伸的温度为110～130℃，蒸汽浴拉伸的倍数为1～3倍，紧张热定型的温度为120～140℃，皮层和芯层的质量比为40～60：60～40。

24、本发明的第四个目的是提供一种皮芯结构抗电磁波纤维，其是采用上述方法制备得到。

25、在一种实施方式中，皮芯结构抗电磁波纤维的长度为30-100mm。

26、本发明的第五个目的是提供一种制备抗电磁波织物的方法，包括如下步骤：

27、将上述的皮芯结构抗电磁波纤维在180～200℃下热轧30～90s，形成抗电磁波纤维层；

28、将涤纶短纤在160～200℃下热轧20～60s，形成涤纶纤维层；

29、将抗电磁波纤维层和涤纶纤维层通过针刺进行复合，制备得到抗电磁波织物；

30、其中，涤纶短纤的长度为60-70mm；

31、抗电磁波纤维层的密度为60-80g/m2，厚度为200-400μm；

32、涤纶纤维层的密度为60-80g/m2，厚度为200-400μm；

33、针刺密度为2～6针/cm2。

34、本发明的第六个目的是提供一种抗电磁波织物，其是采用上述方法制备得到。

35、本发明的第七个目的是提供上述的抗电磁波母粒、皮芯结构抗电磁波纤维或抗电磁波织物在医疗、军事、航空航天或电子设备防护领域的应用。

36、[有益效果]

37、(1)本发明的抗电磁波母粒制备工艺简单，具有良好的电磁屏蔽性能，可用于制备功能性纺织品。

38、(2)本发明所制备的皮芯结构抗电磁波纤维具有良好的拉伸性能和电磁屏蔽性能，可以用于制备纺织品。

39、(3)本发明所制备的抗电磁波织物具有良好的电磁屏蔽性能，在0.3～300ghz电磁屏蔽效能可以达到60db以上；具有良好的力学性能，横向断裂强力能达到350n以上，纵向断裂强力能达到700n以上；耐水洗性能优异，在水洗50次之后在0.3～300ghz电磁屏蔽效能可以达到58db以上。