一种电磁屏蔽复合织物及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种电磁屏蔽复合织物及其制备和应用，包括：碳纳米管/石墨烯复合膜(1)、聚苯胺薄膜(2)、粘合剂(3)、基体织物(4)，其中碳纳米管/石墨烯复合膜中石墨烯复合于碳纳米管膜的上表面，聚苯胺薄膜通过粘合剂粘附于碳纳米管膜的下表面。制备：将石墨烯悬浮液沉积于一层碳纳米管薄膜上，室温自然晾干，得到石墨烯/碳纳米管复合膜；通过粘合剂，将聚苯胺薄膜粘附于碳纳米管薄膜的下表面，得到碳纳米管/石墨烯/聚苯胺复合膜；通过粘合剂，将上述碳纳米管/石墨烯/聚苯胺复合膜的表面粘合基体织物，固化，即得。本发明专利技术所制备的电磁屏蔽复合织物的电磁屏蔽性能优良，又能保持织物材料透气、柔韧、可折叠、粘结等特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于柔性电磁屏蔽材料及其制备领域，特别涉及一种电磁屏蔽复合织物及其制备和应用。
技术介绍
当今社会飞速发展，现代技术日新月异，电器产品越来越普遍，电磁辐射产生的问题也日益严重。屏蔽是抑制电磁干扰的重要手段，在屏蔽材料中电磁屏蔽织物不仅具有屏蔽性好、柔软、易变形等优点，而且利于裁剪缝合，更贴近人民的生活，既满足人们日常生活的需要，又能起到防护的作用。因而，电磁屏蔽织物成为大家研究的热点，在近年来发展迅速，有良好的应用前景。传统的电磁屏蔽织物可分为镀金属织物、表面涂覆织物、贴金属箔织物、导电纤维混纺织物等。镀金涂覆织物存在金属与织物的结合力较差，容易脱落，镀层容易被刮擦而失去屏蔽性能，制备过程污染严重等问题，至今在电磁屏蔽领域内未得到广泛应用，而金属纤维混纺织物也存在织造过程中易缠绕、金属纤维易断、生产效率低，生产成本高等问题，由此生产的产品屏蔽性能也相对较差。因此探索高效电磁屏蔽材料尤其是柔性电磁屏蔽织物，对于防止电磁波引起的电磁干扰、提高电子产品、弹药、引信、精密电子武器设备等的安全可靠性及人身安全等具有十分重要的意义。新型的电磁屏蔽织物材料将向吸波织物材料的方向发展，并且要求屏蔽织物材料具有“薄、轻、宽、强”的特性，碳纳米管是一种新型功能材料，电磁性能优于传统材料，同时又拥有较大的长径比，相对于其它金属颗粒和石墨颗粒，用很少的量就能形成导电网链，且其密度比金属颗粒小得多，不易因重力的作用而聚沉，同时还具有吸收频带宽、多功能、质量轻、厚度薄等特点，有作为优秀电磁屏蔽材料的巨大潜力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电磁屏蔽复合织物及其制备和应用，本专利技术采用基体织物与复合电磁屏蔽膜复合，使得其可应用于智能纺织品中，同时也起到了保护碳纳米管膜的作用，使其不易磨损破坏，电磁屏蔽性能稳定，提高了材料的耐久性；本专利技术制备方法简单易行，适合产业化推广，具有广泛的应用前景。本专利技术的一种电磁屏蔽复合织物，所述电磁屏蔽复合织物包括：碳纳米管/石墨烯复合膜(1)、聚苯胺薄膜(2)、粘合剂(3)、基体织物(4)，其中碳纳米管/石墨烯复合膜中石墨烯复合于碳纳米管膜的上表面，聚苯胺薄膜通过粘合剂粘附于碳纳米管膜的下表面；碳纳米管/石墨烯复合膜(1)、聚苯胺薄膜(2)总膜厚可根据需要控制在0.5mm-3mm，优选为1mm。所述粘合剂为液体粘合剂，聚二甲基硅氧烷、丙烯酸、聚氨酯中的一种；基体织物为氨纶弹性织物或尼龙耐磨织物。本专利技术的一种电磁屏蔽复合织物的制备方法，包括：(1)将石墨烯沉积于碳纳米管薄膜的上表面，室温自然晾干，得到碳纳米管/石墨烯复合膜；(2)通过粘合剂，将聚苯胺薄膜粘附于碳纳米管薄膜的下表面，得到碳纳米管/石墨烯/聚苯胺复合膜；(3)通过粘合剂，将上述碳纳米管/石墨烯/聚苯胺复合膜的表面粘合基体织物，固化，即得电磁屏蔽复合织物。所述步骤(1)中石墨烯沉积于碳纳米管薄膜的上表面具体为：将石墨烯悬浮液通过布氏漏斗抽滤沉积于一层碳纳米管薄膜上。所述石墨烯悬浮液的浓度为1mg/ml-50mg/ml。所述步骤(1)中碳纳米管薄膜为：可由单壁或多壁碳纳米管制得，碳纳米管直径为10nm-100nm，薄膜厚度为10μm-50μm，孔隙率为35％-75％，拉伸强度为100MPa-500MPa，电导率为104-105S/m。所述步骤(2)、(3)中粘合剂均为液体粘合剂，聚二甲基硅氧烷、丙烯酸、聚氨酯中的一种。所述步骤(2)中聚苯胺膜为：通过乙醇助溶分散—溶液浇注成膜/压片成膜的方法制备。具体制备过程：将聚苯胺研磨10-15min，然后分散到无水乙醇中，接着用细胞粉碎机粉碎5-10min，将得到的溶液超声1-1.5h后，在玻璃板上浇注成膜，在水中浸泡3-10分钟，得到自支撑聚苯胺薄膜；或将聚苯胺研磨10-15min，然后分散到无水乙醇中，接着用细胞粉碎机粉碎5-10min，将得到的溶液超声1-1.5h后，最后水浴加热蒸发多余的乙醇得到聚苯胺粉末，在室温、压强2-3MPa下压制成薄膜。步骤(2)石墨烯/碳纳米管/聚苯胺复合膜进行裁剪，然后层叠铺放粘合，得到多层石墨烯/碳纳米管/聚苯胺复合膜；其中层数为1-10层。所述步骤(3)中固化参数(如固化时间、温度等条件)由所选择的树脂决定，一般为温度：25℃-150℃，时间：0.5h-24h。本专利技术的一种电磁屏蔽复合制备的应用，其特征在于：用于屏蔽服、屏蔽帐篷、屏蔽室材料。本专利技术的复合织物具有使用方向性，将聚苯胺层朝向被屏蔽体，其对电磁波的反射可加强复合膜对电磁波的多次吸收；将石墨烯层朝向被屏蔽体，对电磁波的反射效率增强，可根据使用需求合理安排复合织物的使用方向。本专利技术提供了一种柔性电磁屏蔽复合织物，采用了碳纳米管膜作为柔性复合电磁屏蔽膜的主体材料，并将石墨烯、聚苯胺分别复合于碳纳米管膜的上下两表面，再通过粘结复合工艺，制得柔性电磁屏蔽复合织物。本专利技术制备工艺简单，适合工业化生产，制备得到的电磁屏蔽织物柔韧性好、电磁屏蔽性能优良(1-5GHz频率内，电磁波吸收率99％以上)，还可以对其进行裁剪，选择不同形状和大小，满足不同应用的需求。此外还能保持织物材料透气、柔韧、可折叠、粘结等特性，可制成屏蔽服、屏蔽帐篷及屏蔽室材料等，以保障人身、信息安全等，是理想的电磁屏蔽材料。有益效果(1)本专利技术采用碳纳米管膜制备电磁屏蔽材料，电磁性能优于传统材料，同时又拥有较大的长径比，具有纳米尺寸效应，相对于其它金属颗粒和石墨颗粒，具有吸收频带宽、多功能、质量轻、厚度薄、柔性可变形等特点；(2)本专利技术采用电磁屏蔽材料的多重复合方法，若聚苯胺朝向被屏蔽体，可以达到超高电磁屏蔽吸收效率：石墨烯加强了碳纳米管膜对电磁波的吸收，同时聚苯胺对电磁波的反射使得复合膜进一步对电磁波加以吸收；(3)本专利技术采用基体织物与复合电磁屏蔽膜复合，使得其可应用于智能纺织品中，同时也起到了保护碳纳米管膜的作用，使其不易磨损破坏，电磁屏蔽性能稳定，提高了材料的耐久性；(4)本专利技术制备方法简单易行，适合产业化推广，具有广泛的应用前景。附图说明图1是超薄柔性电磁屏蔽复合织物示意图；图2是超高屏蔽效能的电磁屏蔽织物示意图；图3是防水透气的柔性电磁屏蔽复合织物示意图；其中，图1-3中，1—碳纳米管/石墨烯复合膜；2—聚苯胺薄膜；3—粘合剂；4—基体织物。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1材料：(1)选用尺寸为40×40cm2的碳纳米管膜1(中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所)，膜厚度为20um，孔隙率为75％，拉伸强度为约200MPa，电导率约1×105S/m；(2)选用2mg/ml的石墨烯悬浮液(纽美泰新材料有限公司)；(3)聚苯胺2(阿法埃莎公司)，其电导率为1S/cm。(4)将PDMS(聚二甲基硅氧烷)液体(道康宁公司DC184)与固化剂按10:1比例混合均匀得到粘合剂3。(5)选用超细超薄莱卡布4，克重：110g/m2，纱支：20D，成分及含量：锦纶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁屏蔽复合织物，其特征在于：所述电磁屏蔽复合织物包括：碳纳米管/石墨烯复合膜(1)、聚苯胺薄膜(2)、粘合剂(3)、基体织物(4)，其中碳纳米管/石墨烯复合膜中石墨烯复合于碳纳米管膜的上表面，聚苯胺薄膜通过粘合剂粘附于碳纳米管膜的下表面。

【技术特征摘要】
1.一种电磁屏蔽复合织物，其特征在于：所述电磁屏蔽复合织物包括：碳纳米管/石墨烯复合膜(1)、聚苯胺薄膜(2)、粘合剂(3)、基体织物(4)，其中碳纳米管/石墨烯复合膜中石墨烯复合于碳纳米管膜的上表面，聚苯胺薄膜通过粘合剂粘附于碳纳米管膜的下表面。2.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽复合织物，其特征在于：所述粘合剂为聚二甲基硅氧烷、丙烯酸、聚氨酯中的一种；基体织物为氨纶弹性织物或尼龙耐磨织物。3.一种如权利要求1-2任一所述的电磁屏蔽复合织物的制备方法，包括：(1)将石墨烯沉积于碳纳米管薄膜的上表面，室温自然晾干，得到碳纳米管/石墨烯复合膜；(2)通过粘合剂，将聚苯胺薄膜粘附于碳纳米管薄膜的下表面，得到碳纳米管/石墨烯/聚苯胺复合膜；(3)通过粘合剂，将上述碳纳米管/石墨烯/聚苯胺复合膜的表面粘合基体织物，固化，即得电磁屏蔽复合织物。4.根据权利要求3所述的一种电磁屏蔽复合织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中石墨烯沉积于碳纳米管薄膜的上表面具体为：将石墨烯悬浮液通过布氏漏斗抽滤沉积于一层碳纳米管薄膜上。5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：许福军，孙立军，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31