專利名稱：一種黑色金屬化電磁屏蔽織物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電磁波屏蔽織物及其制備方法，特別涉及一種黑色金屬化電磁屏蔽織物及其 制備方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)電磁屏蔽織物的研究越來(lái)越多。大多數(shù)研究者將研究重點(diǎn)放在提高織 物的導(dǎo)電性上，所制備出的樣品在10mHz lGHz下具有良好的屏蔽效能。
常見的電磁屏蔽織物廣泛用于電腦、通訊機(jī)柜、各類家用電器的電磁兼容材料如屏蔽 壓條、軟排線導(dǎo)電布、導(dǎo)電襯墊帶等。使用方便、重量輕、性價(jià)比優(yōu)良，在電磁兼容性設(shè) 計(jì)中越來(lái)越為人們所認(rèn)識(shí)和采用。國(guó)內(nèi)外在這方面的研究很多，并己形成了產(chǎn)業(yè)。
電磁波屏蔽織物是當(dāng)今屏蔽高頻率、大功率電磁輻射較為理想的先進(jìn)材料，在電磁波 屏蔽和導(dǎo)電等服用和產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。如在P常工作和生活中，還可將電 磁波屏蔽織物為孕婦制成圍裙、背心；為家庭主婦制成微波爐罩等；為長(zhǎng)期在電腦前工作 的人員縫制成防護(hù)服裝、手套和帽子等；還可將電磁波屏蔽織物粘接制成不同的幾何形狀 對(duì)輻射源進(jìn)行屏蔽等。另外，還可利用電磁波屏蔽織物來(lái)實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)的兼容性，如制作 計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備內(nèi)的軟接觸開關(guān)。由于導(dǎo)電布對(duì)電阻的要求很高(<50mQ/cm2)，目前 國(guó)內(nèi)廠家主要依靠進(jìn)口，因而具有較大的應(yīng)用范圍和良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
最早用于電磁輻射防護(hù)的織物出現(xiàn)于上世紀(jì)60年代，是由金屬絲和紡織纖維混編的 織物。它對(duì)電磁輻射有一定的屏蔽作用，但手感較硬，厚而重，服用性能較差。在此基礎(chǔ) 上，又出現(xiàn)了金屬纖維和紡織纖維混紡的織物，其服用性能有較大改善。但由于這兩種纖 維難于混合均勻，屏蔽性能不理想，還有尖端放電和刺人的現(xiàn)象。到上世紀(jì)70年代初， 出現(xiàn)了鍍銀織物，其保護(hù)效果好，輕而薄，服用性能較好，但手感仍然較硬。由于電子產(chǎn) 品的普及，接觸電磁波的人越來(lái)越多，而化學(xué)鍍銀織物價(jià)格昂貴，因而不能得到廣泛應(yīng)用。 上世紀(jì)70年代末，國(guó)內(nèi)外又研制成了化學(xué)鍍銅或鍍鎳織物，用來(lái)代替鍍銀織物，其性能 相似，但價(jià)格較低廉，為實(shí)際應(yīng)用提供了有利條件。到了上世紀(jì)80年代，又研制出含多 元素或多離子的織物，既可屏蔽電場(chǎng)，又可消除磁場(chǎng)，還可以阻隔少量的x射線、紫外線 等。
為提高電磁屏蔽織物的電磁屏蔽性能、導(dǎo)電性能以及耐腐蝕耐磨擦性能，中國(guó)專利
CN1587494 "—種電磁屏蔽紡織品及其制備方法"公開了一種通過(guò)在非金屬纖維紡織品的 纖維表面覆蓋金屬導(dǎo)電層使紡織品產(chǎn)生屏蔽效果的電磁屏蔽紡織品及其制備方法。該方法 是在基材纖維表面上鍍覆有金屬銅、鎳，形成銅、鎳復(fù)合金屬導(dǎo)電膜。即在基材纖維表面 先采用化學(xué)鍍銅，然后電鍍鎳，在基材表面形成銅鎳復(fù)合金屬導(dǎo)電膜，制備得到電磁屏蔽 紡織品。雖然通過(guò)化學(xué)鍍銅電鍍鎳等步驟，會(huì)降低織物表面電阻值，提高織物的電磁屏蔽 效能，但該方法仍存在一下缺點(diǎn)
1、 在化學(xué)鍍銅后的織物上進(jìn)行電鍍鎳后，織物表面呈銀白色，易臟污，裝飾性較差， 特別是在一些特殊場(chǎng)合，如比裝飾性黑色電器中，較暗的環(huán)境中，電器散熱通風(fēng)口；
2、 電鍍鎳后，織物表面色澤較淺，吸熱、散熱性能較差；
3、 電鍍鎳后，織物表面呈現(xiàn)金屬光澤，反光強(qiáng)烈，易傷害工作人員的視力；
4、 電鍍鎳后，織物的耐腐蝕耐磨擦性能差強(qiáng)人意。
隨著科技的發(fā)展，由于普通的導(dǎo)電布修飾性能、吸光性能、耐磨擦耐腐蝕性能較差， 現(xiàn)已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)的要求。
黑色膜有高雅、古樸的色澤，具有美觀裝飾作用；黑色膜均勻、致密，具有優(yōu)良防蝕 性能；黑色膜具有特殊的吸光、消光性能，在儀器儀表、軍工工業(yè)中有特殊應(yīng)用；黑色膜 具有優(yōu)良的吸熱、散熱性能，對(duì)太陽(yáng)光或其他的熱輻射吸收率極強(qiáng)，在太陽(yáng)能開發(fā)利用中， 有良好的應(yīng)用前景。因而，金屬表面黑色處理已成功應(yīng)用于輕工、機(jī)械、日用五金、工藝 品、建筑裝潢等行業(yè)中。近年來(lái)，由于太陽(yáng)能利用、光學(xué)儀器等特殊要求，使黑色膜的應(yīng) 用更為廣泛。
自1900年代，德國(guó)科學(xué)家發(fā)明熱堿性硝酸鹽黑化氧化金屬以來(lái)，已經(jīng)發(fā)展了一個(gè)世
紀(jì)了，黑化工藝相對(duì)較為成熟。
電化學(xué)黑化法就是在鍍件上用電鍍的方法形成黑色覆蓋膜。它與化學(xué)黑化法相比，雖
然工序較為繁雜，然而它的膜層具有膜層薄、致密、耐高溫、導(dǎo)電性能好等化學(xué)黑化法無(wú) 法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種黑色金屬化電磁屏蔽織物及其制備方法，通過(guò)對(duì)作為基質(zhì) 材料的纖維紡織品，經(jīng)過(guò)鍍覆金屬后，在通過(guò)電鍍的方法鍍覆一層黑色的金屬，得到的織 物具有較好的修飾性能、吸光性能、耐磨擦耐腐蝕性能等。
本發(fā)明的一種黑色金屬化電磁屏蔽織物，是由化學(xué)鍍銅后的織物進(jìn)行電沉積黑鎳處理 后制得，具有利用電鍍覆蓋Ni-Zn-S、 Ni-Mo中的一種黑色處理面。
所述的黑色金屬化電磁屏蔽織物，在可見光范圍內(nèi)，平均光線吸收率至少在70%以上， 布面顏色濃度K/S值不低于10，織物的表面電阻不高于1Q/cm2，經(jīng)50g/LNaCl鹽霧沉降 24hr對(duì)織物表面進(jìn)行腐蝕后其表面電阻不高于110mQ/cn^，經(jīng)10s內(nèi)IO次垂直壓力為9N， 往復(fù)動(dòng)程100mm對(duì)織物表面磨擦后其表面電阻不高于90 mQ/cm2。
本發(fā)明的一種黑色金屬化電磁屏蔽織物的制備方法，包括下列步驟
(1) 用3md/L的鉻酸溶液浸泡化學(xué)鍍銅的纖維紡織品后，清水沖洗；
(2) 配制電鍍黑鎳溶液，調(diào)節(jié)pH2 6，采用鎳陽(yáng)極，10 5(TC下，浸鍍化學(xué)鍍銅的纖 維紡織品至置換反應(yīng)完成，得鍍覆有黑色金屬鎳的導(dǎo)電纖維紡織品；
(3) 電鍍后的纖維紡織品水洗，涂覆保護(hù)樹脂，烘干即可。 所述的電鍍黑鎳溶液包括鎳鹽溶液、黑化劑、緩沖劑、導(dǎo)電鹽和陽(yáng)極活化劑，濃度為
5~40%;
所述的鎳鹽為金屬鎳的硫酸鹽或氯化鎳中的一種；
所述的黑化劑是鉬酸銨、硫氰酸銨、硫酸鋅中的一種或兩種；
所述的緩沖劑是硼酸；
所述的導(dǎo)電鹽是乙酸鈉或硫酸鎳銨
所述的陽(yáng)極活化劑是氯化鈉、氯化鎳；
所述的電鍍是指陰極電流為在0.5 10A/dm2，電鍍時(shí)間為10min左右。 本發(fā)明的有益效果
(1) 織物中含有的銅金屬和鎳金屬具有特殊屏蔽特性；
(2) 電磁屏蔽紡織品導(dǎo)電性能優(yōu)異，同時(shí)還具有良好的耐磨性能、耐腐蝕性能，具有裝飾、保護(hù)、吸光、消光、吸熱、散熱等性能，具有較高的服用性能，而且手感柔軟、 透氣性好，可廣泛用于導(dǎo)電布膠帶、導(dǎo)電機(jī)織布、導(dǎo)電無(wú)紡布、屏蔽襯墊等方面。


圖1是對(duì)化學(xué)鍍銅后的織物進(jìn)行電沉積黑色Ni-Zn-S后的掃描顯微鏡照片; 圖2是對(duì)化學(xué)鍍銅后的織物進(jìn)行電沉積黑色M-Zn-S后的掃描電鏡照片； 圖3是對(duì)化學(xué)鍍銅后的織物進(jìn)行電沉積黑色Ni"Mo后的掃描顯微鏡照片； 圖4是對(duì)化學(xué)鍍銅后的織物進(jìn)行電沉積黑色Ni-Mo后的掃描電鏡照片； 圖5對(duì)化學(xué)鍍銅后的織物進(jìn)行電沉積黑鎳后織物纖維的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4的工藝流程框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限 定的范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例采用三元電子科技有限公司生產(chǎn)的鍍銅滌綸布/230T為基材，其步驟如下 第一步，預(yù)處理。采用3moL/L的鉻酸溶液降解以去除化學(xué)鍍銅后的織物纖維表面的 氧化物及污物；
用清水洗去織物上殘留的酸液，以及重金屬離子； 采用鎳陽(yáng)極，下列配方配制電鍍黑鎳溶液
第二步，水洗( 第三歩，電鍍c 采用鎳陽(yáng)極
鉬酸銨 硼酸 乙酸鈉 PH 溫度 陰極電《 電鍍時(shí)間
減
NiS04'6H20 (NH4)6Mo7024-4H20 H3B03
CH3COONa'3H20
33 °C l~2A/dm 600s
135g/L 25g/L 25g/L 20g/L
2
經(jīng)過(guò)以上步驟，得到致密均勻的黑色的金屬化紡織品t
第四步，涂覆保護(hù)層。用于保護(hù)纖維鍍層免受磨損及污染，將第二次電鍍得到的纖維 紡織品經(jīng)水洗后，涂覆低濃度的水性樹脂，再經(jīng)熱定型機(jī)如烘干即得到本發(fā)明所述的電磁 屏蔽紡織品。
經(jīng)測(cè)試，使用本發(fā)明實(shí)施例的電磁屏蔽紡織品，由于選取了具有特殊屏蔽特性的銅金 屬和鎳金屬，手感柔軟、透氣性好，廣泛用于導(dǎo)電機(jī)織布、導(dǎo)電無(wú)紡布、導(dǎo)電編織布、屏 蔽襯墊等方面。
經(jīng)過(guò)實(shí)施例1的方法在織物上進(jìn)行電鍍后，鍍銅織物表面明顯地鍍覆上一層黑色的金 屬層(圖l)。鍍覆上的金屬層細(xì)致光滑，均勻地包圍在金屬銅的表面，顆粒較小(圖2)。
實(shí)施例2
本實(shí)施例采用三元電子科技有限公司生產(chǎn)的鍍銅尼龍布為基材，其步驟如下
第一步，預(yù)處理。采用3moL/L的鉻酸溶液降解以去除化學(xué)鍍銅后的織物纖維表面的 氧化物及污物；
第二步，水洗。用清水洗去織物上殘留的酸液，以及重金屬離子； 第三步，電鍍。采用鎳陽(yáng)極，下列配方配制電鍍黑鎳溶液 采用鎳陽(yáng)極
T+^ /:白 鄰it敗珠NiS04-6H2070g/L
硫酸鎳銨NiS04'(NH4)2S04.6H2025g/L
硼酸H3B0325g/L
硫酸鋅ZnS0420g/L
硫氰酸銨NH4CNS20g/L
PH4
溫度35 °C
陰極電流0.5~lA/dm2
電鍍時(shí)間600s
經(jīng)過(guò)以卜歩驟，得到致密均勻的黑色的金屬化紡織品。 第四步，涂覆保護(hù)層。用于保護(hù)纖維鍍層免受磨損及污染，將第二次電鍍得到的纖維 紡織品經(jīng)水洗后，涂覆低濃度的水性樹脂，再經(jīng)熱定型機(jī)如烘干即得到本發(fā)明所述的電磁
屏蔽紡織品。
經(jīng)測(cè)試，使用本發(fā)明實(shí)施例的電磁屏蔽紡織品，由于選取了具有特殊屏蔽特性的銅金 屬和鎳金屬，手感柔軟、透氣性好，廣泛用于導(dǎo)電布膠帶、導(dǎo)電機(jī)織布、導(dǎo)電無(wú)紡布、屏 蔽襯墊等方面。
在織物上用實(shí)施例2的方法進(jìn)行電鍍后，鍍銅織物表面明顯地鍍覆上一層致密黝黑的 金屬層(圖3)。鍍覆上的金屬層能較好地包圍在金屬銅的表面，顆粒較小(圖3)。
實(shí)施例3
本實(shí)施例采用三元電子科技有限公司生產(chǎn)的鍍銅網(wǎng)格布MF36為基材，其步驟如下 第一步，預(yù)處理。采用3moL/L的鉻酸溶液降解以去除化學(xué)鍍銅后的織物纖維表面的 氧化物及污物；
第二步，水洗。用清水洗去織物上殘留的酸液，以及重金屬離子； 第三步，電鍍。采用鎳陽(yáng)極，下列配方配制電鍍黑鎳溶液
采用鎳陽(yáng)極
硫酸鎳 鉬酸銨 硼酸 乙酸鈉 pH 溫度
陰極電流
丄-— i .、-i
屯扱H、J間
NiS04.6H20
(NH4)6Mo7024.4H20
H3B03
CH3COONa3H20
135g/L 25g/L 25g/L 20g/L
33 °C l 2A/dm2 600s
經(jīng)過(guò)以上步驟，得到致密均勻的黑色的金屬化網(wǎng)格布。
第四步，涂覆保護(hù)層。用于保護(hù)纖維鍍層免受磨損及污染，將第二次電鍍得到的纖維 紡織品經(jīng)水洗后，涂覆低濃度的水性樹脂，再經(jīng)熱定型機(jī)如烘干即得到本發(fā)明所述的電磁 屏蔽紡織品。
經(jīng)測(cè)試，使用本發(fā)明實(shí)施例的電磁屏蔽紡織品，由于選取了具有特殊屏蔽特性的銅金 屬和鎳金屬，手感柔軟、透氣性好，廣泛用于導(dǎo)電機(jī)織布、導(dǎo)電無(wú)紡布、導(dǎo)電編織布、屏
蔽襯墊等方面。
實(shí)施例4
本實(shí)施例采用三元電子科技有限公司生產(chǎn)的鍍銅網(wǎng)格紗Mesh為基材，其步驟如下 第一步，預(yù)處理。采用3moL/L的鉻酸溶液降解以去除化學(xué)鍍銅后的織物纖維表面的 氧化物及污物；
第二步，水洗。用清水洗去織物上殘留的酸液，以及重金屬離子； 第三步，電鍍。采用鎳陽(yáng)極，下列配方配制電鍍黑鎳溶液 采用鎳陽(yáng)極
硫酸鎳NiS04.6H2070g/L
硫酸鎳銨NiS04'(NH4)2S04-6H2025g/L
硼酸H3B0325g/L
硫酸鋅ZnS0420g/L
硫氰酸銨NH4CNS20g/L
pH4
溫度35。C
陰極電流0.5~lA/dm2
電鍍時(shí)間600s
經(jīng)過(guò)以上步驟，得到致密均勻的黑色的金屬化Mesh。
第四步，涂覆保護(hù)層。用于保護(hù)纖維鍍層免受磨損及污染，將第二次電鍍得到的纖維 紡織品經(jīng)水洗后，涂覆低濃度的水性樹脂，再經(jīng)熱定型機(jī)如烘干即得到本發(fā)明所述的電磁 屏蔽紡織品。
經(jīng)測(cè)試，使用本發(fā)明實(shí)施例的電磁屏蔽紡織品，由于選取了具有特殊屏蔽特性的銅金 屬和鎳金屬，手感柔軟、透氣性好，廣泛用于導(dǎo)電機(jī)織布、導(dǎo)電無(wú)紡布、導(dǎo)電編織布、屏 蔽襯墊等方面。
權(quán)利要求
1.一種黑色金屬化電磁屏蔽織物，其特征在于是由化學(xué)鍍銅后的織物進(jìn)行電沉積黑鎳處理后制得，具有利用電鍍覆蓋Ni-Zn-S、Ni-Mo中的一種黑色處理面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種黑色金屬化電磁屏蔽織物，其特征在于在可見光范圍內(nèi)，織 物的平均光線吸收率至少在70%以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑色金屬化電磁屏蔽織物，其特征在于布面顏色濃度K/S值 不低于10。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑色金屬化電磁屏蔽織物，其特征在于織物的表面電阻不高于lQ/cm2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑色金屬化電磁屏蔽織物，其特征在于經(jīng)50g/LNaCl鹽霧沉 降24hr對(duì)織物表面進(jìn)行腐蝕后其表面電阻不高于110 mQ/cm2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑色金屬化電磁屏蔽織物，其特征在于經(jīng)10s內(nèi)10次垂直 壓力為9N，往復(fù)動(dòng)程100mm對(duì)織物表面磨擦后其表面電阻不高于90 mQ/cm2。
7. —種黑色金屬化電磁屏蔽織物的制備方法，包括下列步驟(1) 用3mol/L的鉻酸溶液浸泡化學(xué)鍍銅的纖維紡織品后，清水沖洗；(2) 配制電鍍黑鎳溶液，調(diào)節(jié)pH2~6，采用鎳陽(yáng)極，10 5(TC下，浸鍍化學(xué)鍍銅的纖維 紡織品至置換反應(yīng)完成，得鍍覆有黑色金屬鎳的導(dǎo)電纖維紡織品；(3) 電鍍后的纖維紡織品水洗，涂覆保護(hù)樹脂，烘干即可。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種黑色金屬化電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于所述的電 鍍是指陰極電流為在0.5 10A/dm2，電鍍時(shí)間為10min。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種黑色金屬化電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于所述的電 鍍黑鎳溶液包括鎳鹽溶液、黑化劑、緩沖劑、導(dǎo)電鹽和陽(yáng)極活化劑，濃度為540%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種黑色金屬化電磁屏蔽織物的制備方法，其特征在于所述的鎳鹽為金屬鎳的硫酸鹽或氯化鎳中的一種；黑化劑是鉬酸銨、硫氰酸銨、硫酸鋅中的一種或 兩種；緩沖劑是硼^;導(dǎo)電鹽是乙酸鈉或硫酸鎳銨；陽(yáng)極活化劑是氯化鈉、氯化鎳。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種黑色金屬化電磁屏蔽織物及其制備方法，制備包括(1)用3mol/L的鉻酸溶液浸泡化學(xué)鍍銅的纖維紡織品后，清水沖洗；(2)配制電鍍黑鎳溶液，調(diào)節(jié)pH2～6，采用鎳陽(yáng)極，10～50℃下，浸鍍化學(xué)鍍銅的纖維紡織品至置換反應(yīng)完成，得鍍覆有黑色金屬鎳的導(dǎo)電纖維紡織品；(3)電鍍后的纖維紡織品水洗，涂覆保護(hù)樹脂，烘干即可。該織物導(dǎo)電性能優(yōu)異，同時(shí)還具有良好的耐磨性能、耐腐蝕性能以及吸光性能，具有裝飾、保護(hù)、吸光等作用，具有較高的服用性能，可廣泛用于導(dǎo)電布膠帶、導(dǎo)電機(jī)織布、導(dǎo)電無(wú)紡布、屏蔽襯墊等方面。
文檔編號(hào)C25D3/12GK101113568SQ20071004465
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日
發(fā)明者賓 孫, 朱美芳, 李成新, 煒 王, 田海玉, 陸邵聞 申請(qǐng)人:東華大學(xué);三元控股集團(tuán)有限公司