专利名称：一种电磁屏蔽纺织品及其制备方法
技术领域：
本发明提供一种通过在非金属纤维纺织品的纤维表面覆盖金属导电层使纺织品产生屏蔽效果的电磁屏蔽纺织品及其制备方法。
背景技术：
随着电信、计算机、微波炉等的迅猛发展和日益普及，环境中的电磁辐射能量密度正逐年增长。电磁环境污染已成为继大气、水质、噪音后的第四大污染，越来越引起人们的关注。金属化纺织品是一种很好的电磁屏蔽材料，它兼有金属的导电、电磁屏蔽特性和纺织品的柔软、透气特性。该技术生产的镍铜金属化布用于导电衬垫，导电衬垫具有良好的屏蔽性能，是目前新兴的广泛应用的屏蔽材料，屏蔽效能可以达到100DB以上。该材料还可运用于电磁兼容EMC领域，电磁兼容是一个高速发展的产业，具有广泛的发展前景，国内需求旺盛。目前国内外已有化学镀铜、镀镍纺织品的研究，但对化学镀金属纺织品的生产制备研究甚少。虽然已有在金属表面化学镀铜镍合金的报道，但结合纺织品表面有其独特的结构与特性，同时要求镀层有良好的耐磨性，并尽可能保持纺织品原有的风格，如柔软性、透气性、强伸力等均表现出不足，成本较高。因此本发明与金属表面纯化学镀的要求不完全相同。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种电磁屏蔽纺织品及其制备方法。
本发明提供一种专用于针对某些特定频率，如20MHz-1GHz的电磁辐射屏蔽保护的电磁屏蔽纺织品及其制备方法。
本发明所述的电磁屏蔽纺织品及其制备方法是通过对作为基质材料的纤维纺织品，经过粗化，使其表面粗糙以增加附着能力；敏化及活化，使纤维表层分子层与可置换的金属盐产生离子结合，以备后续的化学镀反应；强化，以加强纤维的表层结构；第一次化学镀，以产生基本导电铜金属镀层；第二次电镀，镀覆镍金属镀层，达到防止铜氧化和屏蔽特定频率电磁辐射的目的；以及最后涂覆保护层得到一种纤维表面均匀镀覆一层特定的导电金属薄膜的电磁屏蔽纺织品而完成。
具体的技术方案如下一种电磁屏蔽纺织品，其特点在于，在基材纤维表面上镀覆有金属铜、镍、锡等，形成铜、镍等复合金属导电膜。
一种电磁屏蔽纺织品的制备方法，其特点在于，在基材纤维表面先采用化学镀铜，然后电镀镍，在基材表面形成铜镍复合金属导电膜，制备得到电磁屏蔽纺织品。
上述制备步骤如下第一步、预处理，采用氢氧化钠溶液降解去除基材纤维表面浆料及纤维表面污物；第二步、敏化及活化，以重金属盐与树脂配合表面活性剂处理基材纤维，使纤维表面形成极薄的金属催化层；第三步、强化，采用35～45％浓度的甲醛溶液浸洗，强化纤维的表层结构；第四步、第一次化学镀，采用下列配方配制镀铜液硫酸铜 5～100g/L酒石酸钾钠 10～50g/L乙二胺四乙酸 10～50g/L碱剂 2～20g/L浓度为37～40％甲醛 10～30g/L氯化镍 0～10g/L镀铜稳定剂 2～100mg/L氰化钾 1～15mg/L渗透剂 0～10g/L在40～70℃温度下混合搅拌，加入镀铜稳定剂，调整pH值达到10～13，基质材料常温下浸镀至置换反应完成，得到一种镀覆有铜的导电纤维纺织品；其中所述的碱剂为氢氧化钠或碳酸钠，镀铜稳定剂为α，α’-联吡啶或2-巯基苯并噻唑；第五步、第二次电镀采用含硫镍阳极、含炭镍阳极、含氧镍阳极，具体采用下列配方配制镀镍液镍盐溶液、硫酸镍铵或氨基磺酸镍 100～500g/L阳极活化剂 7～20g/l缓冲剂 25～40g/l导电盐 30～50g/l防针孔剂 0.01～2g/l在温度10～66℃，阴极电流在0.5～5A/dm2，调节pH达到3～6，加入水或其它导电液体配成总浓度为5～40％的水溶液，在室温10～50℃温度范围内浸镀由第一次化学镀得到的纤维纺织品至置换反应完成，得到一种镀覆有镍的导电纤维纺织品；其中镍盐溶液硫酸镍、氯化镍；阳极活化剂是氯化钠、氯化镍；缓冲剂是硼酸、氯化铵；导电盐是硫酸镁；防针孔剂是双氧水或十二烷基磺酸钠。
第六步、涂覆保护层，将电镀得到的纤维纺织品经水洗后，涂覆保护树脂，经过烘干后完成。
上述基材纤维是尼龙、涤纶、腈纶。
电磁屏蔽织物导电布性能示意图。
具体实施例方式
下面以具体实施例对本发明作进一步的阐述，但实施例仅用于说明，并不限制发明的范围。
实施例1本实施例采用尼龙66纺织品“RIPSTOP”为基材，制备步骤如下第一步、预处理，采用氢氧化钠溶液退浆精练，使基材纤维表面洁净，并除去纤维表面污物；第二步、敏化及活化，用氯化钯活化液处理后，使纤维表面形成极薄的金属催化层，经过热定型机MONFORTS 328烘干；第三步、强化，采用40％浓度的甲醛溶液浸洗，强化纤维的表层结构；第四步、化学镀铜工艺镀液配方硫酸铜CuSO4·5H2O15g/L酒石酸钾钠NaKC4H4O6·4H2O 14g/LEDTA四纳盐 25g/L碱剂如NaOH 25g/L甲醛HCHO(浓度37～40％) 15g/L氯化镍NiCl2·6H2O1g/Lα，α’-联吡啶 20mg/L氰化钾 8mg/L渗透剂JFC 2g/LpH值12.3～13温度47℃以上配方镀液采用A、B两组分开配制，使用前混合，最后加入稳定剂，调整pH值。
A组包括硫酸铜和甲醛，用去离子水溶解给定量的硫酸铜，然后加入给定量的甲醛。
B组包括络合剂如EDTA钠盐、酒石酸盐，碱剂如NaOH、碳酸钠Na2CO3先用纯水溶解碱性物质，然后加入络合剂。混合时在搅拌下将A组徐徐加入B组镀液中，搅拌、过滤、稀释调整pH值，加入稳定剂可以使用。
基质材料在指定温下浸镀至置换反应完成，得到一种镀覆有铜金属导电层的导电纤维纺织品。
第五步、电镀工艺配方采用含硫镍阳极氨基磺酸镍(Ni(SO3NH2)2·4H2O450g/L氯化镍NiCl2·6H2O 28g/l硼酸 30g/l镀镍光亮剂B 0.37ml/L硫酸镁34g/l
十二烷基磺酸钠 0.03g/l调节pH4.3 温度35℃ 电镀时间6min阴极电流1.5～2A/dm2经过以上步骤，得到致密光亮的金属化纺织品。
第六步、涂覆保护层用于保护纤维镀层免受磨损及污染，将第二次电镀得到的纤维纺织品经水洗后，涂覆低浓度的水性树脂，再经热定型机如烘干即得到本发明所述的电磁屏蔽纺织品。
经测试，使用本发明实施例的电磁屏蔽纺织品，由于选取了具有特殊屏蔽特性的铜金属和镍金属，可将20MHz～1GHz的电磁辐射衰减到平均85db，且手感柔软、透气性好，广泛用于导电机织布、导电无纺布、导电编织布、屏蔽衬垫等方面。
实施例2本实施例采用涤纶塔夫绸为基材，制备步骤如下其它制备步骤不变，相应的将第四步化学镀铜工艺的镀液配方改为如下硫酸铜CuSO4·5H2O 16g/L酒石酸钾钠NaKC4H4O6·4H2O 15g/LEDTA四纳盐 25g/L碱剂如NaOH 20g/L甲醛HCHO(浓度37～40％) 20g/L氯化镍NiCl2·6H2O 1g/Lα，α’-联吡啶 20mg/L氰化钾 8mg/L渗透剂JFC2g/LpH值12～13温度47℃以上配方镀液采用A、B两组分开配制，使用前混合，最后加入稳定剂，调整pH值。
A组包括硫酸铜和甲醛，用去离子水溶解给定量的硫酸铜，然后加入给定量的甲醛。
B组包括络合剂如EDTA钠盐、酒石酸盐，碱剂如NaOH、碳酸钠Na2CO3先用纯水溶解碱性物质，然后加入络合剂。混合时在搅拌下将A组徐徐加入B组镀液中，搅拌、过滤、稀释调整pH值，加入稳定剂可以使用。
基质材料在指定温下浸镀至置换反应完成，得到一种镀覆有铜金属导电层的导电涤纶纤维纺织品。
将第五步的二次电镀配方改为采用含硫镍阳极氨基磺酸镍(Ni(SO3NH2)2·4H2O 450g/L氯化镍NiCl2·6H2O 28g/l硼酸 30g/l
萘三磺酸钠7.5g/L镀镍光亮剂B 0.37ml/L硫酸镁34g/l十二烷基磺酸钠0.03g/l调节pH4.3 温度35℃ 电镀时间6min阴极电流1.5～2A/dm2经过以上步骤，得到致密光亮的金属化纺织品。
第六步，涂覆保护层用于保护纤维镀层免受磨损及污染，将第二次电镀得到的纤维纺织品经水洗后，涂覆4％浓度的聚乙烯醇，再经热定型机如烘干即得到本发明所述的电磁屏蔽纺织品。
经测试，使用本发明实施例的电磁屏蔽纺织品，由于选取了具有特殊屏蔽特性的铜金属和镍金属，可将20MHz～1GHz的电磁辐射衰减到平均75db，且手感柔软、透气性好，广泛用于导电机织布、导电无纺布、导电编织布、屏蔽衬垫等方面。
实施例3本实施例采用涤纶塔夫绸为基材，制备步骤如下其它制备步骤不变，相应的将第四步化学镀铜工艺的镀液配方改为如下硫酸铜CuSO4·5H2O 16g/L酒石酸钾钠NaKC4H4O6·4H2O 15g/LEDTA四纳盐 25g/L碱剂如NaOH 20g/L甲醛HCHO(浓度37～40％) 20g/L氯化镍NiCl2·6H2O 1g/Lα，α’-联吡啶 20mg/L氰化钾KCN8mg/L硫氰酸钾(KSCN) 12mg/L渗透剂JFC2g/LpH值12～13温度47℃以上配方镀液采用A、B两组分开配制，使用前混合，最后加入稳定剂，调整pH值。
A组包括硫酸铜和甲醛，用去离子水溶解给定量的硫酸铜，然后加入给定量的甲醛。
B组包括络合剂如EDTA钠盐、酒石酸盐，碱剂如NaOH、碳酸钠Na2CO3先用纯水溶解碱性物质，然后加入络合剂。混合时在搅拌下将A组徐徐加入B组镀液中，搅拌、过滤、稀释调整pH值，加入稳定剂可以使用。
基质材料在指定温下浸镀至置换反应完成，得到一种镀覆有铜金属导电层的导电涤纶纤维纺织品。
将第五步的二次电镀配方改为
采用含硫镍阳极氨基磺酸镍(Ni(SO3NH2)2·4H2O450g/L氯化镍NiCl2·6H2O 28g/l硼酸 30g/l镀镍光亮剂B 0.37ml/L硫酸镁34g/l十二烷基磺酸钠0.03g/l调节pH4.3 温度35℃ 电镀时间6min阴极电流1.5～2A/dm2经过以上步骤，得到致密光亮的金属化纺织品。
第六步，涂覆保护层用于保护纤维镀层免受磨损及污染，将第二次电镀得到的纤维纺织品经水洗后，涂覆3％浓度的聚氨酯，再经热定型机如烘干即得到本发明所述的电磁屏蔽纺织品。
经测试，使用本发明实施例的电磁屏蔽纺织品，由于选取了具有特殊屏蔽特性的铜金属和镍金属，可将20MHz～1GHz的电磁辐射衰减到平均85db，且手感柔软、透气性好，广泛用于导电机织布、导电无纺布、导电编织布、屏蔽衬垫等方面。
实施例应用效果如附图1所示，电磁屏蔽纺织品导电布性能屏蔽效能20-1000MHz 屏蔽效能85db，屏蔽衰减率99.999％重量80-150克/平方米表面电阻每平方米仅0.015欧姆表面结合力折弯次数大于50万次，耐摩擦性能4-5级。
防腐性与铝，电镀钢等电化学兼容。
权利要求
1.一种电磁屏蔽纺织品，其特征在于，在基材纤维表面上镀覆有金属铜、镍，形成铜、镍复合金属导电膜。
2.一种电磁屏蔽纺织品的制备方法，其特征在于，在基材纤维表面先采用化学镀铜，然后电镀镍，在基材表面形成铜镍复合金属导电膜，制备得到电磁屏蔽纺织品。
3.根据权利要求2所述的电磁屏蔽纺织品的制备方法，其特征在于，制备步骤如下第一步、预处理，采用氢氧化钠溶液降解去除基材纤维表面浆料及纤维表面污物；第二步、敏化及活化，以重金属盐与树脂配合表面活性剂处理基材纤维，使纤维表面形成极薄的金属催化层；第三步、强化，采用35～45％浓度的甲醛溶液浸洗，强化纤维的表层结构；第四步、第一次化学镀，采用下列配方配制镀铜液硫酸铜 5～100g/L酒石酸钾钠 10～50g/L乙二胺四乙酸10～50g/L碱剂2～20g/L浓度为37～40％甲醛 10～30g/L氯化镍 0～10g/L镀铜稳定剂 2～100mg/L氰化钾 1～15mg/L渗透剂 0～10g/L在40～70℃温度下混合搅拌，加入镀铜稳定剂，调整pH值达到10～13，基质材料常温下浸镀至置换反应完成，得到一种镀覆有铜的导电纤维纺织品；第五步、第二次电镀采用含硫镍阳极、含炭镍阳极、含氧镍阳极，具体采用下列配方配制镀镍液镍盐溶液、硫酸镍铵或氨基磺酸镍 100～500g/L阳极活化剂 7～20g/l缓冲剂 25～40g/l导电盐 30～50g/l防针孔剂0.01～2g/l在温度10～66℃，阴极电流在0.5～5A/dm2，调节pH达到3～6，加入水或其它导电液体配成总浓度为5～40％的水溶液，在室温10～50℃温度范围内浸镀由第一次化学镀得到的纤维纺织品至置换反应完成，得到一种镀覆有镍的导电纤维纺织品；第六步、涂覆保护层，将电镀得到的纤维纺织品经水洗后，涂覆保护树脂，经过烘干后完成。
4.根据权利要求3所述的电磁屏蔽纺织品及其制备方法，其特征在于，其中所述的碱剂为氢氧化钠或碳酸钠，镀铜稳定剂为α，α’-联吡啶或2-巯基苯并噻唑。
5.根据权利要求3所述的电磁屏蔽纺织品及其制备方法，其特征在于，其中镍盐溶液硫酸镍、氯化镍；阳极活化剂是氯化钠、氯化镍；缓冲剂是硼酸、氯化铵；导电盐是硫酸镁；防针孔剂是双氧水或十二烷基磺酸钠。
6.根据权利要求1、2、3所述的电磁屏蔽纺织品及其制备方法，其特征在于，基材纤维是尼龙、涤纶、腈纶。
全文摘要
本发明提供一种通过在非金属纤维纺织品的纤维表面覆盖金属导电层使纺织品产生屏蔽效果的电磁屏蔽纺织品及其制备方法，是在基材纤维表面上镀覆有金属铜、镍，形成铜、镍复合金属导电膜。即在基材纤维表面先采用化学镀铜，然后电镀镍，在基材表面形成铜镍复合金属导电膜，制备得到电磁屏蔽纺织品。基材纤维是尼龙、涤纶、腈纶。
文档编号H05K9/00GK1587494SQ20041005340
公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月3日 优先权日2004年8月3日
发明者王炜, 李成新, 潘仁昌 申请人:东华大学, 浙江三元集团有限公司