一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物及其制备方法，属于柔性电磁屏蔽织物领域，该方法将羧基化处理的碳纳米管涂覆于预处理的织物表面，再在织物表面原位聚合苯胺，使聚苯胺将碳纳米管包覆，即得到聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物；本发明专利技术通过原位聚合的方法在羧基化碳纳米涂层织物的表面包裹聚苯胺，无需特殊设备、工艺简单、成本低、生产效率高，可在现有的纺织印染设备中大规模生产；解决了聚苯胺难溶于有机溶剂，碳纳米管分散性差的双重难点，有效结合了聚苯胺与碳纳米管的优点，在发挥优异的电磁屏蔽性能方面发挥了协同作用。

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物及其制备方法
本专利技术涉及柔性电磁屏蔽织物领域，特别是涉及一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物及其制备方法。
技术介绍
电子信息技术突飞猛进，随之产生的电磁辐射污染越来越严重。柔性高效电磁屏蔽织物的制备成了材料工程师关注的重点。现有的技术中有采用金属丝混纺或交织、织物表面镀覆金属、聚吡咯或聚苯胺涂层及其中两者的组合等方法。如专利CN109267199A所述，先制备聚苯胺包覆碳纳米管纤维束，再通过加捻的方式制备聚苯胺/碳纳米管纤维复合材料。所述复合材料是一种碳纳米管纤维集合体，将聚苯胺与碳纳米管纤维束进行复合而得。又如专利CN104005224N所述，先制备聚苯胺涂层织物，然后再在其表面镀覆金属镍，制备吸波型电磁屏蔽织物。专利CN104846620B，在织物表面接枝聚苯胺，制备电磁屏蔽织物。专利CN106835712A，先在织物表面沉积聚苯胺，然后利用树脂涂层加固的方法复合铁氧体，得到电磁屏蔽织物。专利CN109736079A，在棉织物表面接枝碳纳米管，然后再在其表面化学镀镍磷合金，得到电磁屏蔽织物。专利CN110195351A，借助聚丙烯腈溶液，制备多壁碳纳米管/硫化铜复合涂层电磁屏蔽织物。上述现有技术的缺陷如下：难以进一步形成织物，如专利CN109267199A，将碳纳米纤维束包覆聚苯胺后加捻形成复合材料，聚苯胺涂覆碳纳米纤维束难以连续生产，进一步形成织物。又如中国专利CN104810734A中所用的聚苯胺导电纱线，作为导电聚合物的原材料聚苯胺因为自身结构，在中性和碱性条件下导电性变差。并且对纱线处理后再进行织造，工作量大，不适合批量生产。专利CN105742474B中的方法利用细胞粉碎虽然有效提高了碳纳米管的分散性能，但是也降低了碳纳米管的长度，不利于导电网络的形成；苯胺聚合过程中有一部分会包覆碳纳米管，另一部分在水溶液中聚合，但是聚苯胺难溶，形成的固体颗粒，靠物理吸附和范德华力沉积到织物表面，与织物的结合力较弱。又如专利CN102153862B，采用抽滤的方法制备了聚苯胺/碳纳米管复合电磁屏蔽复合材料，由于抽滤复合材料中聚苯胺包裹碳纳米管之间的接触电阻较大，使其导电性能受到限制，最终得到的电磁屏蔽效能不超过7dB，离商用的20dB要求仍有一定的差距。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，以提高织物的导电性能和电磁屏蔽性能。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物的制备方法，所述方法包括，将羧基化处理的碳纳米管涂层于预处理的织物表面，再在织物表面原位聚合苯胺，使聚苯胺将碳纳米管包覆，即得到聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物。进一步地，所述织物包括纤维素纤维类织物、化学纤维织物和羊毛织物；所述织物的预处理根据织物的类型采用不同的预处理方法。进一步地，所述纤维素纤维类织物包括棉、麻、再生纤维素织物；所述纤维素纤维类织物的预处理方法为：将纤维素纤维类织物于热碱溶液中浸泡，洗涤至中性，烘干。进一步地，所述化学纤维织物包括涤纶、腈纶、丙纶织物；所述化学纤维织物的预处理方法为：先用丙酮和乙醇洗涤化学织物，烘干后，再利用等离子体处理增强表面活性。进一步地，所述羊毛织物的预处理方法为：先用丙酮和乙醇洗涤羊毛织物，再用酸浸泡。进一步地，所述碳纳米管的羧基化处理包括：将碳纳米管在混合酸中回流处理，冷却后，用蒸馏水稀释，并抽滤，将滤渣进行浸泡酸洗，再抽滤去除酸液，采用去离子水、乙醇反复洗涤至中性，抽滤、烘干，待用；将烘干后的碳纳米管加入到十二烷基苯磺酸钠溶液中，使碳纳米管的浓度为1-10mg/mL且十二烷基苯磺酸钠的浓度为10-20mg/mL，超声分散，即得碳纳米管分散液。进一步地，所述涂层的过程为：将织物放入碳纳米管分散液中，碳纳米管分散液与织物的质量比为50:1，磁力搅拌反应。进一步地，涂层完毕后，将织物从碳纳米管分散液中取出，放入掺杂有HCl的苯胺溶液中，缓慢滴加氧化剂溶液，反应完毕后，取出织物，洗涤烘干，即可。进一步地，所述苯胺溶液的浓度为0.2-2mol/L，掺杂HCl的量为3wt％；所述氧化剂溶液的浓度为0.4-2mol/L，所述氧化剂溶液为过硫酸铵或氧化铁溶液，并掺杂有5wt％的HCl。本专利技术还提供一种上述的制备方法制备得到的聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物。本专利技术先将羧基化处理的碳纳米管涂层于织物表面，然后再在织物表面原位聚合苯胺，聚苯胺将碳纳米管包覆，得到聚苯胺包覆碳纳米管的涂层织物。碳纳米管的羧基化提高了织物与碳纳米管之间的作用力，聚苯胺的包覆不仅填补了碳纳米管羧基化产生的缺陷，有助于提高涂层织物的导电性能，而且进一步解决了碳纳米管在织物表面的“再团聚”问题。羧基化的碳纳米管带有负电荷，聚苯胺带有正电荷，两者通过静电相互作用力能够紧密融合，同时聚苯胺与织物间存在大量的氢键、范德华力，有效提高了聚苯胺包覆碳纳米管涂层与织物间的作用力，有利于电磁屏蔽耐久性的提高。通过原位聚合的方法在羧基化碳纳米涂层织物的表面包裹聚苯胺，无需特殊设备、工艺简单、成本低、生产效率高，可在现有的纺织印染设备中大规模生产；解决了聚苯胺难溶于有机溶剂，碳纳米管分散性差的双重难点，有效结合了聚苯胺与碳纳米管的优点，在发挥优异的电磁屏蔽性能方面发挥了协同作用。本专利技术公开了以下技术效果：1、对柔性织物进行一定的预处理，除去油污杂质、增加织物的活性，为织物吸附碳纳米管和聚苯胺提供优良的柔性基底。同时，预处理增强了织物与碳纳米管、聚苯胺之间的结合力，有利于涂层织物电磁屏蔽性能的耐久保持。2、碳纳米管的羧基化处理，提高了碳纳米管的分散性和它与织物之间的作用力，苯胺在碳纳米管表面原位聚合时，能以羧基等活性位点作为聚合锚点，弥补碳纳米管在导电性方面的缺陷；形成的聚苯胺包裹层，进一步有效解决了碳纳米管“再团聚”问题。3、通过聚苯胺包裹碳纳米管，形成“皮芯结构”，皮层聚苯胺有效吸收入射电磁波，芯层多壁碳纳米管通过皮芯层界面极化吸收电磁波、多壁的碳纳米管形成具有梯度结构的电磁波反射和吸收层，有效提高聚苯胺包裹碳纳米管涂层织物的电磁屏蔽性能。4、聚苯胺包裹碳纳米管涂层织物时，无需特殊的粘合剂，属于清洁绿色生产。对于柔性织物而言，没有粘合剂的存在，有效避免了织物中纤维与纤维、纱线与纱线之间的黏连现象，从而对织物的柔性影响不大，具有较好的实际应用价值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例1制备的聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物的制备方法，其特征在于，将羧基化处理的碳纳米管涂覆于预处理的织物表面，再在织物表面原位聚合苯胺，使聚苯胺将碳纳米管包覆，即得到聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物的制备方法，其特征在于，将羧基化处理的碳纳米管涂覆于预处理的织物表面，再在织物表面原位聚合苯胺，使聚苯胺将碳纳米管包覆，即得到聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物。


2.根据权利要求1所述的一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物的制备方法，其特征在于，所述织物包括纤维素纤维类织物、化学纤维织物或羊毛织物；所述织物的预处理根据织物的类型采用不同的预处理方法。


3.根据权利要求2所述的一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物的制备方法，其特征在于，所述纤维素纤维类织物包括棉、麻、再生纤维素织物；所述纤维素纤维类织物的预处理方法为：将纤维素纤维类织物于热碱溶液中浸泡，洗涤至中性，烘干。


4.根据权利要求2所述的一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物的制备方法，其特征在于，所述化学纤维织物包括涤纶、腈纶、丙纶织物；所述化学纤维织物的预处理方法为：先用丙酮和乙醇洗涤化学织物，烘干后，再利用等离子体处理增强表面活性。


5.根据权利要求2所述的一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物的制备方法，其特征在于，所述羊毛织物的预处理方法为：先用丙酮和乙醇洗涤羊毛织物，再用酸浸泡。


6.根据权利要求1所述的一种聚苯胺包覆碳纳米管涂层柔性电磁屏蔽织物的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹梨花，阮芳涛，杨莉，徐珍珍，阎琳，谢艳霞，倪庆清，曹昊天，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34