一種柔性非織造吸波材料的制備方法及其制品技術(shù)

一種柔性非織造吸波材料的制備方法及其制品，該吸波材料為吸波碳纖維和滌綸混合針刺法非織造布，其中碳纖維的質(zhì)量百分含量為５～１０％，滌綸纖維的質(zhì)量百分含量為９０～９５％；制備方法包括：（１）纖維原料的選配；（２）纖維混合；（３）梳理成網(wǎng)；（４）鋪網(wǎng)；（５）加固。本發(fā)明專利技術(shù)的有益之處在于：①制備方法工藝簡單，控制容易，工業(yè)化實(shí)施容易，可保證產(chǎn)品性能可靠，質(zhì)量穩(wěn)定，成本低廉。②其制品性能優(yōu)良，具有良好的吸波效果，質(zhì)地輕、易鋪卷、存放、使用方便、易于加工成多種形式，使用方式靈活，適合于大面積篷蓋材料的吸波層，如用于制成炮衣、篷布、部隊(duì)及倉庫用帳篷等，還可以制作成多種式樣，作為民用生活中防電磁輻射用品。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)具體涉及一種柔性非織造吸波材料的制備方法及其制品，屬于電磁 輻射的吸收與屏蔽處理技術(shù)及相關(guān)材料。(二)
技術(shù)介紹
隨著無線電技術(shù)的迅速發(fā)展，電子和通信設(shè)備向著靈敏、密集、高頻以及 多樣化的方向發(fā)展，微波頻段的電磁波技術(shù)已在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到越來越廣泛 的應(yīng)用，如手機(jī)、微波爐、無線網(wǎng)絡(luò)、電腦、電視、視頻以及光通信等，這使得電磁輻射無處不在；不僅導(dǎo)致系統(tǒng)故障、圖像失真、雷達(dá)混亂等，還會嚴(yán)重 危害人類身體健。軍用電子設(shè)備的電磁輻射則有可能成為敵方偵察的線索。發(fā)展電磁波吸波及屏蔽材料是治理或消除電磁危害的重要措施之一。電磁 波吸收材料主要依靠把電磁輻射能量轉(zhuǎn)化成其它形式能量的能力，大幅度地降 低電磁波的反射、透射，從而實(shí)現(xiàn)吸波效果。用吸波材料制成微波暗室可以提 供一個(gè)無外界干擾、無向外輻射、無反射回波的電磁波自由傳播空間，對設(shè)備 使用中需要消除環(huán)境干擾的電子組件提供了一個(gè)相對"安全"的電磁環(huán)境。把 吸波材料用在手機(jī)、電視、計(jì)算機(jī)、服裝等上面，可以減少電磁波輻射對人體 的傷害。吸波材料用于建筑行業(yè)，可以減少高大建筑物的電磁波反射作用，提 高廣播、電視播放質(zhì)量。吸波材料用在微電機(jī)及其它電子設(shè)備上，可以減少電 磁干擾引起的電子電器失誤。在軍工領(lǐng)域，吸波材料可以增加武器系統(tǒng)生存和 突防能力，提高作戰(zhàn)效能，目前已經(jīng)受到世界各軍事大國的高度重視。柔性吸波材料是眾多吸波材料中的一類，可用于減少電磁波對人體的危害， 也可用于軍用設(shè)備以躲避雷達(dá)搜索；因其重量輕、使用方便、工藝穩(wěn)定、價(jià)格 低廉、易于批量生產(chǎn)且可實(shí)現(xiàn)多頻譜吸收等特點(diǎn)逐漸成為國際上研究的熱點(diǎn)。 大致可分為兩大類涂層類和結(jié)構(gòu)吸波材料。涂層類吸波材料是采用粘合劑將具有吸波性能的粉體材料涂敷在基層材料 表面以形成吸波層。吸波粉體主要包括石墨、鐵氧體、金屬或合金微粒、鈦酸 鋇、碳化硅等。中國專利CN1664960公開了一種以無紡布為基材，涂層鋁鎂復(fù) 合粉和炭黑而制成的吸波角錐單元體。中國專利CN101139722公開了一種柔性 可巻繞的吸波膜材料，是在柔性絕緣體表面鍍上一層合金膜而制成的。由于涂層耐久性差，這種方法獲得的電磁屏蔽效果不能持久，需要經(jīng)常維修重新涂層 才能得到理想的吸波效果，消耗大量人力物力、成本較高。纖維結(jié)構(gòu)吸波材料屬于結(jié)構(gòu)吸波材料，指將具有吸波功能的纖維分散在基 體材料中形成整體的吸波結(jié)構(gòu)。所采用的纖維主要有碳纖維、金屬纖維、碳化 硅纖維、三氧化二鋁纖維等，其中以碳纖維和金屬纖維應(yīng)用最為廣泛。碳纖維 屬于半導(dǎo)體材料，在高頻交變電磁場中易于形成電阻損耗和介電損耗，所以具有吸收電磁波的性能。中國專利1544723A公開了一種采用聚丙烯腈基碳、納米 碳化硅和鎳粉等制備的吸波復(fù)合納米纖維，該纖維可以用來制成吸波紡織組合 物。金屬纖維吸波材料通常是在織物中添加金屬纖維而制得，如美國專利 US6， 521， 829公開的含金屬纖維的非織造吸波材料，即為含一種含吸波纖維層的 層壓材料，但其吸波范圍有限，僅限于對日常生活中的頻率為1 GHz左右電磁 波進(jìn)行吸收。目前采用碳纖維與其它纖維進(jìn)行共混梳理，然后經(jīng)過針剌而制成的結(jié)構(gòu)型 吸波材料在國內(nèi)尚屬首次，其制備方法的相關(guān)內(nèi)容也未見到公開。本專利技術(shù)的目 的在于提供一種區(qū)別于以往的、工藝簡單、吸波效果好的纖維結(jié)構(gòu)型柔性吸波 材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提出一種由碳纖維和滌綸纖維混合，然后梳理成網(wǎng)，再經(jīng)過針刺加 固來制備結(jié)構(gòu)型柔性吸波材料的方法，及采用非織造工藝制作加工而成的柔性 非織造布吸波材料。其中碳纖維是主要的吸波纖維，它們以5 10%的質(zhì)量百分 含量均勻地分散在滌綸纖維中，起到了吸波功能；滌綸纖維則作為基體纖維保 證了材料的力學(xué)性能，同時(shí)可以起到一定的吸波作用。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的。一種柔性非織造吸波材料，為吸波碳纖維和滌綸纖維混合針刺法非織造布。 其中碳纖維的質(zhì)量百分含量為5 10%，滌綸纖維的質(zhì)量百分含量為90 95%。一種柔性非織造吸波材料的制備方法，該方法包括 (l)纖維原料的選配短切碳纖維，單絲直徑5 10pm，長度30 50mm， 滌綸纖維線密度1.5 3.0dtex，長度30 60mm。選配比例碳纖維5 10°/0， 滌綸纖維90 95%，均為質(zhì)量百分含量。(2) 纖維混合對配置好的兩種纖維開松混合，使得碳纖維充分分散，與 滌綸纖維混合均勻。(3) 梳理成網(wǎng)梳理機(jī)梳理。(4) 鋪網(wǎng)梳理后的單網(wǎng)經(jīng)過鋪網(wǎng)機(jī)交叉鋪網(wǎng)制成所要求的幅寬和厚度的多層纖網(wǎng)。(5) 加固將鋪好的多層纖網(wǎng)送入針刺機(jī)，經(jīng)過預(yù)刺和正反面主刺，制成具有一定強(qiáng)力的非織造布。本專利技術(shù)的有益之處在于一、 本專利技術(shù)制備方法工藝簡單，且清晰明確，工業(yè)化實(shí)施容易，同時(shí)操作 方便，成本低廉；本專利技術(shù)制備方法工藝控制容易，因此可保證產(chǎn)品性能可靠， 質(zhì)量禾急定。二、 利用本專利技術(shù)制備方法所制得的吸波材料性能優(yōu)良，質(zhì)量穩(wěn)定。僅一層 吸波材料就能在2 18GHZ范圍內(nèi)達(dá)到良好的吸波效果，還避免了多層復(fù)合結(jié)構(gòu) 中界面結(jié)合的復(fù)雜問題；使用的纖維原料相對簡單易得，目前碳纖維的制作工 藝也相對成熟，獲得碳纖維的途徑也已經(jīng)較為方便。本專利技術(shù)產(chǎn)品厚度4 8mm， 定量100 500 g/m2，碳纖維百分含量5 10%，針刺密度500 1000剌/cm2。 基于非織造材料的柔性特質(zhì)，本專利技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)地輕、易鋪巻、存放、使用方便、 易于加工成多種形式，使用方式靈活，可以單獨(dú)使用，也可以作為其中一個(gè)元 件與其他材料組合使用。適合于大面積篷蓋材料的吸波層，如用于制成炮衣、 篷布、部隊(duì)及倉庫用帳篷等，還可以制作成多種式樣，作為民用生活中防電磁 輻射用品。(四) 附圖說明附圖為本專利技術(shù)實(shí)例二制得的非織造布吸波材料反射率測試曲線圖。(五) 具體實(shí)施例方式下面以實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本專利技術(shù)。本專利技術(shù)所述的柔性非織造吸波材料的制備方法主要包括五步(1)纖維原 料的選配；(2)纖維混合；(3)梳理成網(wǎng)；(4)鋪網(wǎng)；(5)加固。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，需要解決的技術(shù)問題主要有兩個(gè)纖維選配及混合梳理、吸波材料工藝參數(shù)設(shè)定。本專利技術(shù)制備方法，要求所選纖維材料具有吸波性能，耐日曬、不霉不蛀等性能。本專利技術(shù)選用具有吸波性能的短切碳纖維，單絲直徑5 10um，長度30 50mm，滌綸纖維線密度1.5 3.0dtex,長度30 60mm。按照一定比例選配碳 纖維和滌綸纖維并按照一定比例選配。本專利技術(shù)重點(diǎn)解決的問題是柔性非織造結(jié)構(gòu)吸波材料的纖維選配、混合梳理、 吸波材料工藝參數(shù)設(shè)定。由于碳纖維本身剛性較大，在梳理的過程中易折斷，為了保證碳纖維完整 性和均勻分散，先將碳纖維和一部分滌綸纖維喂入和毛機(jī)進(jìn)行"假和"，然后將 "假和"后的混合成分再和滌綸纖維混合，這樣兩種纖維混合的能更加均勻。 且碳纖維在吸波材料中的百分含量對材料的吸波性影響較大，本專利技術(shù)經(jīng)過試驗(yàn) 找出了最佳質(zhì)量百分含量5 10%。作為吸波材料，要求材料具有一定的孔隙率、厚度薄和較好的吸波性。但 厚度過小會對材料的吸波性產(chǎn)生較大影響，本專利技術(shù)力圖在保證產(chǎn)品吸波性的情 況下盡量使其厚度最小。本專利技術(shù)制備方法未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。下面給出本專利技術(shù)的具體實(shí)施例纖維原料短切碳纖維，單絲直徑5 10um，長度30 50mm，滌綸纖維 線密度1. 5 3. Odtex，長度30 60mm本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種柔性非織造吸波材料，其特征在于：該吸波材料為吸波碳纖維和滌綸混合針刺法非織造布。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：焦曉寧，彭富兵，趙思，
申請(專利權(quán))人：天津工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：12[中國|天津]