[发明专利]一种镍磷/碳纳米管/织物基功能材料及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种镍磷/碳纳米管/织物基功能材料及其制备和应用，包括：(1)将织物先进行清洗，然后置于碳纳米管水溶液中，接枝聚合反应，得到接枝碳纳米管织物；(2)将接枝碳纳米管织物置氯化钯活化液中，活化处理，得到钯活化织物；(3)将钯活化织物浸渍于镀液中，进行化学镀镍磷合金，即得。本发明的方法操作简单，效率高，节能环保，织物与多壁碳纳米管结合牢度高，镍磷金属层均匀致密，耐久性好，具有优异的导电性及电磁屏蔽性能；而且实现了碳纳米管的吸波性能和金属层的反射性能的协同效应，在电磁屏蔽领域有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于功能织物技术领域，特别涉及一种镍磷/碳纳米管/织物基功能材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着电子科学技术的迅猛发展的阶段，电磁辐射带来了电磁污染、电磁干扰、泄密等问题。比如随着军事作战手段和雷达探测技术的日益发展，由电磁干扰引起的信息泄露问题亦严重威胁着国家政治、经济和军事的安全。再比如由此构筑成的错综复杂的电磁辐射网将大量从事相关工作的人员和普通人群笼罩其中，能量和密度不断增加的电磁辐射不仅严重影响着人类的生存环境，还会引发神经衰弱、失明、心脏病和遗传性疾病等一系列临床症状。因此，防治电磁辐射成为当务之急，而电磁屏蔽便是其中一种最普遍的有效手段。在千兆赫兹频段的电磁波覆盖军工以及移动通信等重要领域，使得该频段的电磁屏蔽研究受到广泛关注和重视。因而，发展电磁屏蔽材料降低电磁污染在军事与民用领域具有重要价值。

常用电磁屏蔽材料包括金属材料、磁性材料、导电聚合物、碳基导电复合材料等，良好的电损耗与磁损耗赋予了它们优异的电磁屏蔽性能。电磁屏蔽原理是通过反射损耗、吸收损耗和多重反射损耗作用将入射到材料表面的电磁波进行屏蔽，从而降低电磁波与人体或电子仪器的接触几率。研究表明，材料的导电性是决定屏蔽效能高低的一个基本特性。

其中，传统金属材料和磁性材料密度较大，随着电子设备向便携式方向发展，这就要求电磁屏蔽材料在具备高屏蔽性能的同时也具有轻质等特点。碳材料，包括碳黑、石墨、碳纳米管、石墨烯等多种同素异形体，具有质量轻、易加工、化学稳定性好、耐高温、导电性高且可调等一系列优点，是制备集轻、薄、高性能电磁屏蔽或吸波性能于一体的理想材料。由此可见，由于具有轻质、耐腐蚀和易加工等优点，碳基电磁屏蔽材料在电磁屏蔽方面具有更加突出的应用价值。

棉纤维作为一种天然纤维，透气性好，吸湿性强，穿着舒适，应用范围广泛。但棉织物属于绝缘材料，其电阻率高达108kΩ·cm，远远达不到导电标准(电阻率小于105kΩ·cm)，因而限制了棉织物在静电防护、电磁屏蔽等领域的应用。使棉纤维导电功能化，制备导电及电磁屏蔽型棉织物具有十分重要的意义。

化学镀是不用另外增加电场的电化学反应过程，它不用为还原反应使用其他电源来产生电子，是通过镀液的化学反应产生，其实就是通过还原剂产生电子，其实质是氧化还原反应，借助适当的还原剂，把金属盐水溶液中的金属离子还原成金属微粒沉积在被镀织物表面的镀覆方法。化学镀工艺简单，节能环保，镀层具有高致密度、厚度均匀、良好的抗蚀性和耐磨性等性能。通过化学镀方法制备的镀镍电磁屏蔽材料的电磁屏蔽性能与镀层内磷的含量有关，一般为条件下屏蔽效能为30～40dB。

中国专利(CN 107557769 A)介绍了一种复合金属层镀覆碳纳米管电磁屏蔽材料的制备方法，采用镀镍碳纳米管为原料，再以共混方法化学镀覆铜或银，进而获得一定的电磁屏蔽性能。该方法制备的材料呈粉末状，与织物之间不具备亲和力，后期整理到织物上具有较大难度。中国专利(CN 107988787 A)通过将棉织物浸渍于碳纳米管分散液中多次浸渍烘干的方法，制备出一种吸波电磁屏蔽织物，然而这种采用物理负载的方法，碳纳米管与织物结合力差，使用时易脱落。中国专利(CN 106183211 B)中制备了一种电磁屏蔽复合织物，将石墨烯和聚苯胺分别通过粘合剂附着在碳纳米管膜上下表面，再通过粘合剂整理到织物上，该方法大量使用粘合剂使织物手感僵硬，柔韧性和透气性差。

发明内容