一种电磁屏蔽柔性织物及制备方法及用途与流程

1.本发明涉及电磁屏蔽领域，尤其涉及一种电磁屏蔽柔性织物及制备方法及用途。


背景技术：

2.镀镍织物的用处广泛，一是可以直接作为电磁屏蔽织物应用于航空航天、医疗、电子通信、军事雷达等领域，二是可以作为基底继续进行镀层处理从而实现多镀层金属织物的制备。传统涂刷工艺制备的ni、fe、co基电磁屏蔽涂层厚度只能达到毫米级，而且氧含量高，均匀性较差，制备在传统织物上薄膜易脱落；而最新的pvd真空镀膜技术对设备要求较高，存在薄膜生长成本高的问题，而且常见织物存在不耐受真空腔室内高温，较多的纤维也会影响真空度等问题，不易制作大尺寸，另外同样也存在着附着力较低的问题。而化学镀由于成本较低，且便于控制镀层厚度从而具有应用潜力。
3.现有技术中对于柔性织物的化学镀流程为1)对基体进行去污去油处理、2)粗化处理，3)敏化处理，4)活化处理，5)金属化处理；但是如图1所示采用现有技术制备的电磁屏蔽织物的镀层质量不佳存在平整性不佳、孔隙较多、镀层严重开裂、结合力不好、厚度不均匀等问题，从而导致电磁屏蔽效果不好。因此，需要一种镀层质量好、电磁屏蔽效果好的电磁屏蔽柔性织物；同时提供一种工艺简单、生产效率高的制备方法；并且将该种电磁屏蔽柔性织物用于制作防护用品。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种化学镀层质量好、电磁屏蔽效果好的电磁屏蔽柔性织物。
5.本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种用于制备上述电磁屏蔽柔性织物的工艺简单、生产效率高的制备方法。
6.本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种使用上述电磁屏蔽柔性织物制作电磁屏蔽防护用品的用途。
7.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
8.该种电磁屏蔽柔性织物，包括柔性织物基底、其特征在于：覆盖于所述柔性织物基底上的有机改性层，所述柔性织物基底与所述有机改性层共同构成改性柔性织物基底，所述改性柔性织物基底的表面粗糙度为0.7～30μm，所述改性柔性织物基底的刚度满足垂悬高度(ram)小于8cm大于3cm；所述有机改性层上覆盖有化学镀镍膜。
9.优选的，表面粗糙度为4～20μm，刚度满足垂悬高度(ram)小于5cm。
10.现有技术的柔性织物基底的平整度一般大于0.5mm，垂悬高度(ram)大于10cm，为了使得改性柔性织物基底能获得适当的粗糙度和刚度，所述柔性织物基底的平整度为ra1，所述有机改性层的厚度为n，满足ra1＜n≤1.8ra1。该种有机改性层厚度能够使得改性柔性织物基底的粗糙度和刚度达到较好的化学镀膜效果，有机改性层太薄则改性柔性织物基底的表面粗糙度过高，会影响化学镀镍膜的平整性和质量，从而影响电磁屏蔽效果；并且适当
的刚度适当该改性柔性织物基底在施镀过程中保持平整，从而保证施镀过程中镀液的均匀，从而提高了镀膜质量；有机改性层过厚则刚度过高，容易在加工过程中造成有机改性层的开裂，影响电磁屏蔽效果。
11.优选的，所述有机改性层选用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等热塑性成膜物中的任意一种。其中，进一步优选的为聚氯乙烯，聚氯乙烯成膜质量好，涂塑得到的膜层不易破碎，且具有较好的柔性，另外聚氯乙烯的涂塑工艺广泛应用于柔性织物基底上，工艺成熟。
12.为了便于制备优选的，所述有机改性层为涂塑层。另外该有机改性层也可采用涂胶工艺制备。
13.柔性织物基底可以根据实际需要选用帆布、尼龙布、牛津布、丹宁布、涤纶布、粘胶布等常规柔性织物基底中的任意一种。
14.由于有机改性层一般为疏水表面，为了改善化学镀的效果，所述改性柔性织物基底表面的疏水角为大于90
°
小于120
°
。选用或制备满足该条件的有机改性层。
15.为了获得良好的电磁屏蔽效果，所述化学镀镍膜的厚度m为0.5
‑
40μm。进一步优选的为1
‑
10μm。
16.用于上述电磁屏蔽柔性织物的制备方法，包括以下步骤：
17.(1)改性柔性织物基体的准备：准备表面粗糙度为0.7～20μm、刚度满足垂悬高度(ram)小于5cm的改性柔性织物基体，可以直接采购符合要求的市售产品，也可以自己制备；
18.(2)去油：将改性柔性织物基体放入有机溶剂中，完全浸没，常温下超声清洗25～35min，随后取出该改性柔性织物基体，蒸馏水清洗3～5min；有机溶剂优选无水乙醇或丙酮等无毒无害的有机溶剂。进一步优选为无水乙醇，不选择其他如氢氧化钠、碳酸钠等混合溶液作为去油溶液，减小了废液排放危害，提高生产过程的安全性；并且相对于丙酮更为环保。
19.(3)敏化：将去油后的改性柔性织物基体放入敏化液中，常温下浸泡4～6min，随后蒸馏水清洗3～5min。优选敏化液成分为sncl
2 15～25g/l；该种敏化液的配制过程为：将sncl2在干燥容器中先用无水乙醇溶解，再加入少量浓hcl溶解。
20.(4)活化：将敏化后的改性柔性织物基体放入活化液中，常温下浸泡4～6min，随后蒸馏水清洗3～5min。优选活化液成分为pdcl
2 0.3～0.7g/l、以及1.5～2.5％vol浓hcl。
21.上述的敏化、活化步骤使用了浓度较低的溶液，降低了成本。
22.为了提供足够的活化位点，根据需要重复上述(3)、(4)步骤多次，当改性柔性织物基底的表面粗糙度大于10μm时，重复至少两次；当表面粗糙度大于20μm时，重复至少三次；
23.(5)化学镀镍：将最终活化后的改性柔性织物基体放入镀液中，45℃～70℃浸泡10～35min，镀液成分为niso
4 25～35g/l、次亚磷酸钠15～25g/l、柠檬酸钠20～30g/l，镀液配制过程中需加入氨水调ph在7～10。
24.另外，本发明还提供将前述电磁屏蔽柔性织物制作电磁屏蔽防护用品的用途。前述电磁屏蔽防护用品为服装、围裙、手套等个人防护用品，以及遮盖布、遮盖罩等工业防护用品。如图所示，该种防护用品在8.2～12.4ghz范围内均能获得70db以上的屏蔽效果，并且在小于8.75ghz、以及大于12ghz的范围均能得到大于75db以上的屏蔽效果；最高的屏蔽效果可达80.5db。
25.与现有技术相比，本发明的优点在于：
26.1、本发明的电磁屏蔽柔性织物包括有机改性层，因此无论柔性织物基底的类型都能得到如图所示平整性较好、孔隙少、镀层完整性好、结合力好、厚度均匀的高质量化学镀镍膜，均能得到70db以上的屏蔽效果，从而能够根据不同的使用环境需求选用各种不同的柔性织物基底；
27.2、改性柔性织物基底的表面粗糙度为0.7～30μm，刚度满足垂悬高度(ram)大于3cm小于8cm；该种参数范围内的改性柔性织物基底能够得到高质量的化学镀镍层；表面粗糙度小于0.7μm则会使得镀膜无法通过机械咬合力与基底结合，表面粗糙度大于30μm则会使得镀膜出现厚度不均匀、质量极差等情况；而刚度满足垂悬高度(ram)小于8cm，刚度过小会使得镀镍过程中织物卷曲，导致镀镍浓度不均，影响镀膜质量；垂悬高度(ram)大于3cm，刚度过大会使得织物镀镍后弯曲加工时产生镀层开裂掉落，影响电磁屏蔽效果。
28.3、对有机改性层，去除常规工艺中的氢氧化钠的粗化步骤，防止对有机改性层表面的大面积破坏，从而影响其平整度；而前述步骤的去油步骤采用有机溶剂可以部分溶解该有机改性层，从而适当增加其表面粗糙度，提高后续化学镀镍膜的结合力。
29.并且去除粗化步骤，可以简化工艺提高生产效率。
30.4、将前述电磁屏蔽柔性织物用于制作电磁屏蔽防护用品，在8.2～12.4ghz范围内均能获得70db以上的屏蔽效果，并且在小于8.75ghz、以及大于12ghz的范围均能得到大于75db以上的屏蔽效果；最高的屏蔽效果可达80.5db。
附图说明
31.图1为采用常规工艺在帆布上化学镀镍层的表面照片；
32.图2为本发明的实施例1的柔性织物基底帆布的表面照片；
33.图3为本发明的实施例1的改性柔性织物基底的表面照片；
34.图4为本发明的实施例1的粗糙度测试范围的sem照片；
35.图5为本发明的实施例1的粗糙度曲线图；
36.图6为本发明的实施例1的化学镀镍后的电磁屏蔽柔性织物的表面照片；
37.图7为本发明的实施例1的改性柔性织物基底的500x扫描电镜照片；
38.图8为本发明的实施例1的化学镀镍后的电磁屏蔽柔性织物的1000x扫描电镜照片；
39.图9为本发明的实施例1的的电磁屏蔽柔性织物8.2～12.4ghz屏蔽效能曲线。
具体实施方式
40.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
41.实施例1：
42.如图2所示本实施例所用的柔性织物基底为帆布，厚度为3mm，粗糙度为0.6mm，采用圆环法(心形法)测试织物垂悬高度(ram)为11cm；有机改性层为聚氯乙烯层，采用常规的涂塑工艺制备，厚度n为0.7mm；改性柔性织物基底如图3所示，如图4
‑
5分别为粗糙度测试范
围的sem照片、粗糙度曲线图，从中可以得到粗糙度为16.65μm，刚度的垂悬高度(ram)为4cm。
43.(1)改性柔性织物基体的准备：准备前述表面粗糙度为16.65μm，织物垂悬高度(ram)为7cm的改性柔性织物基体；
44.(2)去油：将改性柔性织物基体放入有机溶剂中，完全浸没，常温下超声清洗30min，随后取出该改性柔性织物基体，蒸馏水清洗3min；
45.(3)敏化：将去油后的改性柔性织物基体放入敏化液中，常温下浸泡5min，随后蒸馏水清洗3min，敏化液成分为sncl220g/l；该种敏化液的配制过程为：将sncl2在干燥容器中先用无水乙醇溶解，再加入少量浓hcl溶解；
46.(4)活化：将敏化后的改性柔性织物基体放入活化液中，常温下浸泡5min，随后蒸馏水清洗3min，活化液成分为pdcl
2 0.5g/l、以及2％vol浓hcl。
47.本实施例重复步骤(3)、(4)两次
48.(5)化学镀镍：将最终活化后的改性柔性织物基体放入镀液中，50℃～65℃浸泡10min，镀液成分为niso
4 30g/l、次亚磷酸钠20g/l、柠檬酸钠25g/l，镀液配制过程中需加入氨水调ph在7～10。
49.制备得到的化学镀镍膜的厚度约为2μm，制备得到的电磁屏蔽柔性织物如图6所示，光泽性良好、平整性较好、孔隙少、镀层完整性好、厚度均匀；如图7所示，为改性柔性织物基体的500x扫描电镜照片，从图中可以看到有机改性层表面平整；如图8所示，为电磁屏蔽柔性织物的1000x扫描电镜照片，从图中可以看出镍镀层平整且致密均匀，未见镀层剥离，说明镀层和改性柔性织物基底之间有良好的结合性能。
50.如图9所示，在8.2～12.4ghz范围内均能获得70db以上的屏蔽效果，并且在小于8.75ghz、以及大于12ghz的范围均能得到大于75db以上的屏蔽效果；最高的屏蔽效果可达80.5db。
51.实施例2
52.本实施例的柔性织物基底为帆布，有机改性层为聚氯乙烯层，采用常规的涂塑工艺制备，改性柔性织物基底的表面粗糙度为6.07μm，织物垂悬高度(ram)为5cm。
53.(1)改性柔性织物基体的准备：准备表面粗糙度为6.07μm，织物垂悬高度(ram)为6cm的改性柔性织物基体；
54.(2)去油：将改性柔性织物基体放入有机溶剂中，完全浸没，常温下超声清洗28min，随后取出该改性柔性织物基体，蒸馏水清洗4min；
55.(3)敏化：将去油后的改性柔性织物基体放入敏化液中，常温下浸泡4min，随后蒸馏水清洗3min，敏化液成分为sncl215g/l；该种敏化液的配制过程为：将sncl2在干燥容器中先用无水乙醇溶解，再加入少量浓hcl溶解；
56.(4)活化：将敏化后的改性柔性织物基体放入活化液中，常温下浸泡4min，随后蒸馏水清洗3min，活化液成分为pdcl20.3g/l、以及1.5％vol浓hcl。
57.本实施例步骤(3)、(4)只进行一次
58.(5)化学镀镍：将最终活化后的改性柔性织物基体放入镀液中，50℃～65℃浸泡30min，镀液成分为niso
4 30g/l、次亚磷酸钠20g/l、柠檬酸钠25g/l，镀液配制过程中需加入氨水调ph在7～10。
59.本实施例制备得到的镍镀层厚度约为40μm。
60.本实施例制备得到的电磁屏蔽柔性织物的质量与实施例1类似，镍镀层质量好，镍镀层与有机改性层表面的结合力好；在8.2～12.4ghz范围内均能获得70db以上的屏蔽效果。
61.实施例3
62.本实施例的柔性织物基底为帆布，有机改性层为聚氯乙烯层，采用常规的涂塑工艺制备，改性柔性织物基底的表面粗糙度为6.37μm，织物垂悬高度(ram)为6cm。
63.(1)改性柔性织物基体的准备：准备表面粗糙度为6.37 μm，织物垂悬高度(ram)为6cm的改性柔性织物基体；
64.(2)去油：将改性柔性织物基体放入有机溶剂中，完全浸没，常温下超声清洗35min，随后取出该改性柔性织物基体，蒸馏水清洗3min；
65.(3)敏化：将去油后的改性柔性织物基体放入敏化液中，常温下浸泡6min，随后蒸馏水清洗3min，敏化液成分为sncl225g/l；该种敏化液的配制过程为：将sncl2在干燥容器中先用无水乙醇溶解，再加入少量浓hcl溶解；
66.(4)活化：将敏化后的改性柔性织物基体放入活化液中，常温下浸泡6min，随后蒸馏水清洗3min，活化液成分为pdcl20.7g/l、以及2.5％vol浓hcl。
67.本实施例步骤(3)、(4)只进行一次
68.(5)化学镀镍：将最终活化后的改性柔性织物基体放入镀液中，45℃～60℃浸泡20min，镀液成分为niso
4 35g/l、次亚磷酸钠25g/l、柠檬酸钠30g/l，镀液配制过程中需加入氨水调ph在9～10。
69.本实施例制备得到的镍镀层厚度约为23μm。
70.本实施例制备得到的电磁屏蔽柔性织物的质量与实施例1类似，镍镀层质量好，镍镀层与有机改性层表面的结合力好；在8.2～12.4ghz范围内均能获得70db以上的屏蔽效果。
71.本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。