本發(fā)明涉及安全防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料、制備方法及制品。
背景技術(shù)：
目前的國內(nèi)功能帳篷材料一般只有電磁屏蔽功能或者只有核生化防護(hù)功能，且一般都沒有阻燃功能。傳統(tǒng)的電磁屏蔽帳篷一般都采用屏蔽面料與防雨帆布制成。屏蔽面料為不銹鋼混紡面料、鍍銀面料以及銅鎳鍍層面料，防雨帆布一般為滌綸涂層布。這兩種材料組合使用可以滿足一般性帳篷的使用要求，防風(fēng)、防雨、電磁屏蔽，但是這種帳篷對化學(xué)、生物戰(zhàn)劑沒有防護(hù)能力，不能應(yīng)對核生化環(huán)境下的作戰(zhàn)指揮以及醫(yī)療作業(yè)。
中國專利CN104786574A公開了一種阻燃能有效防止電磁波面料，包括棉布層、防靜電層和阻燃涂層組成，該材料的屏蔽層主要是納米金屬屏蔽纖維紗線交織而成，阻燃主要是阻燃聚氨酯涂層實(shí)現(xiàn)，但該材料對芥子氣等生化毒劑沒有防護(hù)功能，同時(shí)屏蔽效能較差。
中國專利CN101709510A公開了一種高阻燃性與高導(dǎo)電高導(dǎo)磁性兼容為一體的屏蔽功能織物，該織物是在阻燃滌綸上進(jìn)行鐵、鎳的物理氣相沉積，達(dá)到阻燃、屏蔽協(xié)同的目的。但是該材料不防水氣密，沒有核生化防護(hù)功能。
國內(nèi)核生化防護(hù)帳篷材料一般以聚氯乙烯(PVC)、丁基橡膠、氯丁橡膠為主。PVC材料要實(shí)現(xiàn)對毒劑的防滲透性能，必須達(dá)到一定的厚度，材料重量會達(dá)到900g/m2以上，且耐候性較差。橡膠類產(chǎn)品缺點(diǎn)是低溫下有明顯的結(jié)晶傾向，容易變硬，且成型工藝復(fù)雜，制作不便。
中國專利2006101036538公開了一種紡織復(fù)合材料，包括防護(hù)層和織物層，該材料對芥子氣、氮氧化物、偏二甲肼的阻隔時(shí)間大于24小時(shí)，但是該材料不阻燃，同時(shí)沒有對芥子氣的防護(hù)能力達(dá)到72小時(shí)的報(bào)道，也沒有電磁屏蔽功能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料及制備方法，該復(fù)合材料同時(shí)具備核生化防護(hù)能力和電磁屏蔽功能，并且具有優(yōu)異的阻燃協(xié)同性，滿足使用者在復(fù)雜環(huán)境下的防護(hù)要求，其核生化防護(hù)能力比現(xiàn)有材料高出3倍多，對芥子氣防護(hù)時(shí)間達(dá)到72小時(shí)以上；其電磁屏蔽性能，在200MHz～40GHz頻段內(nèi)達(dá)到70dB以上，對于100KHz～20MHz的低頻磁場的屏蔽效能也可達(dá)到20dB以上；并且具有阻燃、防雨、防風(fēng)、抗氧化、耐腐蝕等功效。該制備方法能將多層功能材料有效牢固結(jié)合在一起。采用該復(fù)合材料制成的制品，如防護(hù)帳篷能夠用于國內(nèi)核生化防護(hù)帳篷使用，重量輕、厚度較薄，加工更加方便，該制品集核生化防護(hù)、電磁屏蔽與阻燃于一體，更能滿足軍事等尖端要求的需要。
本發(fā)明解決所述復(fù)合材料技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提供一種防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料，該復(fù)合材料由外到內(nèi)依次包括低頻屏蔽層、阻隔層和低高頻屏蔽層，各層之間通過膠黏劑依次連接在一起；所述低頻屏蔽層為阻燃金屬纖維混紡織物；所述阻隔層為聚酰胺(PA)、聚酯(PET)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)中的至少一種；所述低高頻屏蔽層為銅鎳鍍層織物；
該復(fù)合材料的平米克重為100～700g/m2，對芥子氣防護(hù)時(shí)間達(dá)到72小時(shí)以上，在200MHz～40GHz頻段內(nèi)電磁屏蔽性能達(dá)到70dB以上，對于在100KHz～20MHz頻段內(nèi)的低頻磁場的屏蔽效能達(dá)到20dB以上，續(xù)燃≤10s，陰燃≤10s。
本發(fā)明解決所述制備方法技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提供一種上述的防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料的制備方法，該方法采用涂層整理與重壓復(fù)合工藝，具體步驟是：
第一步：測試低頻屏蔽層和低高頻屏蔽層的織物的阻燃性能，若低頻屏蔽層和低高頻屏蔽層的織物的續(xù)燃均不大于10s，則直接進(jìn)行第三步；若低頻屏蔽層和/或低高頻屏蔽層的織物的續(xù)燃>10s，則進(jìn)行第二步；
第二步：對續(xù)燃大于10s的低頻屏蔽層和/或低高頻屏蔽層進(jìn)行單面阻燃涂層整理，涂層整理的具體工藝是：
a)制備聚氨酯涂層液
所述氨酯涂層液由阻燃劑A、交聯(lián)劑B、分散劑C以及聚氨酯乳液D構(gòu)成，其中A：B：C：D的重量比為50～120：8～12：2～5:100；所述阻燃劑A為聚磷酸銨、三聚氰胺或季戊四醇中的至少一種，所述交聯(lián)劑B為二甲基硅油和氫氧化鎂中的至少一中；所述分散劑C為聚丙烯酸酯水溶液；將阻燃劑A、交聯(lián)劑B和分散劑C投入到反應(yīng)桶中，加熱至60-70℃，恒溫30-50min，然后加入聚氨酯乳液D繼續(xù)恒溫30-50min形成混合溶液，最后在離心機(jī)下進(jìn)行勻混，得到25℃下初始黏度為10000～20000cP的聚氨酯涂層液；
b)對待涂層的低頻屏蔽層和/或低高頻屏蔽層的織物進(jìn)行軋光及前處理；
c)將步驟a)制備好的聚氨酯涂層液涂在經(jīng)步驟b)處理后的低頻屏蔽層和/或低高頻屏蔽層的織物上，涂層時(shí)低頻屏蔽層和/或低高頻屏蔽層的織物車速為8-15m/min；然后將涂層后的織物進(jìn)行烘干，烘干采用兩室烘箱進(jìn)行，兩室烘箱的溫度分別為90-120℃和150-165℃，烘干時(shí)間為1-2min，即得涂層后的低頻屏蔽層或低高頻屏蔽層；
第三步：將低頻屏蔽層與阻隔層通過重壓復(fù)合工藝進(jìn)行結(jié)合，形成兩層半成品；
具體過程是：對低頻屏蔽層進(jìn)行前處理；然后對前處理過的低頻屏蔽層的織物用底涂劑進(jìn)行表面整理，再進(jìn)行預(yù)烘干處理、固化；接著將膠黏劑刮涂在底涂劑表層，然后通過重壓復(fù)合將低頻屏蔽層和阻隔層連接在一起，重壓壓力為30MPa～40MPa；重壓復(fù)合后的兩層織物經(jīng)過烘箱進(jìn)行培烘，培烘溫度為145-180℃，焙烘時(shí)間1.5～3min；
第四步：將經(jīng)過第三步重壓復(fù)合工藝后的阻隔層的內(nèi)表面與低高頻屏蔽層通過重壓復(fù)合工藝進(jìn)行結(jié)合，形成三層復(fù)合材料；
對低高頻屏蔽層進(jìn)行前處理，前處理過的低高頻屏蔽層的織物用底涂劑進(jìn)行表面整理，然后進(jìn)行預(yù)烘干處理，并固化，接著將膠黏劑刮涂在底涂劑表層，然后通過重壓復(fù)合將阻隔層與低高頻屏蔽層連接在一起，重壓壓力為30MPa～40MPa，然后進(jìn)行培烘。
本發(fā)明還保護(hù)一種制品，該制品采用上述的防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料制成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明的防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料的總體厚度不大于0.7mm，克重為100g/m2～700g/m2，對芥子氣“液-氣”防護(hù)時(shí)間達(dá)到72小時(shí)以上；其電磁屏蔽性能，在200MHz～40GHz頻段內(nèi)達(dá)到70dB以上，對于100KHz～20MHz的低頻磁場的屏蔽效能也可達(dá)到20dB以上；阻燃性能按照GB/T 5455《紡織品燃燒性能垂直方向損毀長度陰燃和續(xù)燃時(shí)間的測定》測試，續(xù)燃0s，陰燃≤10s；本發(fā)明材料經(jīng)過高周波焊接、熱封焊接、超聲波焊接、縫紉后熱封貼條、縫紉后高周波焊接貼條、超聲波焊接后熱封貼條或超聲波焊接后高周波焊接貼條后可制成防護(hù)服、防護(hù)帳篷或防護(hù)掩體等。
本發(fā)明的復(fù)合材料，其核生化防護(hù)能力比現(xiàn)有材料高出3倍多，對芥子氣防護(hù)時(shí)間達(dá)到72小時(shí)以上；其電磁屏蔽性能，在200MHz～40GHz頻段內(nèi)達(dá)到70dB以上，對于100KHz～20MHz的低頻磁場的屏蔽效能也可達(dá)到20dB以上；整體復(fù)合材料較薄，并且具有阻燃、防雨、防風(fēng)、抗氧化、耐腐蝕等功效，集防毒、電磁屏蔽、阻燃于一體，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的阻燃協(xié)同(即電磁屏蔽功能與阻燃功能協(xié)同作用)，內(nèi)成型層選用可氣密加工的膜材，使復(fù)合材料能可氣密加工。本發(fā)明使用不同材料的雙屏蔽層無論是對高頻還是低頻，電場還是磁場均能起到很好的屏蔽作用。
本發(fā)明所提供的防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料適用于制作個(gè)體或集體防護(hù)裝備，也可以用于制作其他安全防護(hù)載體，如防護(hù)手套、防護(hù)靴套、防護(hù)服裝、防護(hù)掩體、防護(hù)帳篷等。
附圖說明
圖1為本發(fā)明防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1外防護(hù)層、2低頻屏蔽層、3阻隔層、4低高頻屏蔽層、5內(nèi)成型層、6膠黏劑。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。這些實(shí)施例和附圖僅用于進(jìn)一步說明本發(fā)明，并不以此限制本申請權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
本發(fā)明防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料(簡稱復(fù)合材料，參見圖1)，該復(fù)合材料由外到內(nèi)依次包括低頻屏蔽層2、阻隔層3和低高頻屏蔽層4，各層之間通過膠黏劑6依次連接在一起；所述低頻屏蔽層為阻燃金屬纖維混紡織物；所述阻隔層3為聚酰胺(PA)、聚酯(PET)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)中的至少一種；所述低高頻屏蔽層為銅鎳鍍層織物；
該復(fù)合材料的平米克重為100～700g/m2，對芥子氣防護(hù)時(shí)間達(dá)到72小時(shí)以上，在200MHz～40GHz頻段內(nèi)電磁屏蔽性能達(dá)到70dB以上，對于在100KHz～20MHz頻段內(nèi)的低頻磁場的屏蔽效能達(dá)到20dB以上，續(xù)燃≤10s，陰燃≤10s。
本發(fā)明復(fù)合材料的進(jìn)一步特征在于該復(fù)合材料還包括外防護(hù)層1和內(nèi)成型層5，外防護(hù)層1通過膠黏劑與低頻屏蔽層的外表面連接，內(nèi)成型層5通過膠黏劑與低高頻屏蔽層4的內(nèi)表面連接；所述外防護(hù)層1為聚偏氟乙烯(PVDF)共聚物、聚偏二氯乙烯(PVDC)共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)中的至少一種；所述內(nèi)成型層為阻燃聚氨酯聚合物、阻燃聚烯烴聚合物、阻燃乙烯-乙烯醇共聚物中的至少一種。該復(fù)合材料的整體厚度為0.3-0.6mm。
本發(fā)明復(fù)合材料的進(jìn)一步特征在于所述外防護(hù)層通過擠出或涂覆和擠出共同應(yīng)用的加工方式形成連續(xù)的致密層狀結(jié)構(gòu)，外防護(hù)層呈薄膜狀或片狀，厚度為0.02mm～0.1mm。外防護(hù)層主要是保證復(fù)合材料對有毒有害物質(zhì)、三合二洗消液的防護(hù)性能，同時(shí)還具有耐磨、耐腐蝕、耐鹽霧、抗霉菌、阻燃等性能，該層的形態(tài)為薄膜或片材。阻隔層和內(nèi)成型層均為通過吹塑或擠出的加工方式制成的連續(xù)致密層狀結(jié)構(gòu)，阻隔層和內(nèi)成型層均呈薄膜狀或片狀，阻隔層厚度為0.012mm～0.2mm；內(nèi)成型層厚度為0.05mm～0.2mm。阻隔層使復(fù)合材料能有效阻隔有毒有害物質(zhì)，同時(shí)增加了復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度；內(nèi)成型層的設(shè)置更加方便加工，滿足材料的成型要求，同時(shí)該層還增加了復(fù)合材料的阻燃性能以及力學(xué)性能，為復(fù)合材料的整體阻燃協(xié)同提供支撐。外防護(hù)層和阻隔層均能起到防毒的作用。
本發(fā)明復(fù)合材料的進(jìn)一步特征在于所述低頻屏蔽層中的阻燃金屬纖維混紡織物為聚酯纖維、棉纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯纖維、聚對苯二甲酰對苯二胺(芳綸)中的至少一種與不銹鋼纖維或鎳?yán)w維的混紡織物。該層主要保證復(fù)合材料低頻磁場的電磁屏蔽性能，同時(shí)可作為承載層，提供較高的機(jī)械性能與屏蔽效能。所述低頻是指對于在100KHz～20MHz頻段內(nèi)的低頻磁場能起到屏蔽作用。
本發(fā)明復(fù)合材料的進(jìn)一步特征在于本發(fā)明復(fù)合材料的進(jìn)一步特征在于低高頻屏蔽層中的銅鎳鍍層織物為滌綸(聚酯)纖維銅鎳鍍層織物、錦綸(聚酰胺)纖維銅鎳鍍層織物或芳綸纖維銅鎳鍍層織物。該層主要賦予防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料低頻電場和高頻電場的電磁屏蔽性能，同時(shí)可作為承載層，提供復(fù)合材料一定的機(jī)械性能。所述低高頻是指既能對在100KHz～20MHz頻段內(nèi)的低頻磁場能起到屏蔽作用，又能對在200MHz～40GHz頻段內(nèi)電磁屏蔽起作用。
本發(fā)明防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料的制備方法，該方法采用涂層整理與重壓復(fù)合工藝，具體步驟是：
第一步：測試低頻屏蔽層2和低高頻屏蔽層4的織物的阻燃性能，若低頻屏蔽層2和低高頻屏蔽層4的織物的續(xù)燃均不大于10s，則直接進(jìn)行第三步；若低頻屏蔽層2和/或低高頻屏蔽層4的織物的續(xù)燃>10s，則進(jìn)行第二步；
第二步：對續(xù)燃大于10s的低頻屏蔽層2和/或低高頻屏蔽層4進(jìn)行單面阻燃涂層整理，涂層整理的具體工藝是：
a)制備聚氨酯涂層液
所述氨酯涂層液由阻燃劑A、交聯(lián)劑B、分散劑C以及聚氨酯乳液D構(gòu)成，其中A：B：C：D的重量比為50～120：8～12：2～5：100；所述阻燃劑A為聚磷酸銨、三聚氰胺或季戊四醇中的至少一種，所述交聯(lián)劑B為二甲基硅油和氫氧化鎂中的至少一中；所述分散劑C為聚丙烯酸酯水溶液；將阻燃劑A、交聯(lián)劑B和分散劑C投入到反應(yīng)桶中，加熱至60-70℃，恒溫30-50min，然后加入聚氨酯乳液D繼續(xù)恒溫30-50min形成混合溶液，最后在離心機(jī)下進(jìn)行勻混，得到25℃下初始黏度為10000～20000cP的聚氨酯涂層液；
b)對待涂層的低頻屏蔽層2和/或低高頻屏蔽層4的織物進(jìn)行軋光及前處理；
c)將步驟a)制備好的聚氨酯涂層液涂在處理后的低頻屏蔽層2和/或低高頻屏蔽層4的織物上，涂層時(shí)低頻屏蔽層2和/或低高頻屏蔽層4的織物車速為8-15m/min；然后將涂層后的織物進(jìn)行烘干，烘干采用兩室烘箱進(jìn)行，兩室烘箱的溫度分別為90-120℃和150-165℃，烘干時(shí)間為1-2min，即得涂層后的低頻屏蔽層2或低高頻屏蔽層4；涂層重量與相應(yīng)層織物的整體重量有關(guān)，一般為織物重量的40％～60％；
第三步：將低頻屏蔽層2與阻隔層3通過重壓復(fù)合工藝進(jìn)行結(jié)合，形成兩層半成品；
具體過程是：對低頻屏蔽層進(jìn)行前處理，即對織物表面進(jìn)行等離子處理，提高表面附著力，增強(qiáng)復(fù)合牢度；然后對前處理過的低頻屏蔽層的織物用底涂劑進(jìn)行表面整理，增強(qiáng)功能層間的結(jié)合強(qiáng)度，然后進(jìn)行預(yù)烘干處理，預(yù)烘溫度為100-110℃，時(shí)間1.5～3min；再進(jìn)行固化，固化時(shí)間為20-30h，固化溫度為20～28℃；接著將膠黏劑刮涂在底涂劑表層，然后通過重壓復(fù)合將低頻屏蔽層2和阻隔層3連接在一起，重壓壓力為30MPa～40MPa；重壓復(fù)合后的兩層織物經(jīng)過烘箱進(jìn)行培烘，培烘溫度為145-180℃，時(shí)間1.5～3min；
第四步：將經(jīng)過第三步重壓復(fù)合工藝后的阻隔層3的內(nèi)表面與低高頻屏蔽層4通過重壓復(fù)合工藝進(jìn)行結(jié)合，形成三層復(fù)合材料；
對低高頻屏蔽層4進(jìn)行前處理，前處理過的低高頻屏蔽層的織物用底涂劑進(jìn)行表面整理，然后進(jìn)行預(yù)烘干處理，并固化，接著將膠黏劑刮涂在底涂劑表層，然后通過重壓復(fù)合將阻隔層3與低高頻屏蔽層4連接在一起，重壓壓力為30MPa～40MPa，然后進(jìn)行培烘，具體重壓復(fù)合工藝參見第三步；即得到三層防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料。
當(dāng)復(fù)合材料為五層結(jié)構(gòu)時(shí)，完成上述四步后還要將外防護(hù)層1和內(nèi)成型層5與三層防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料結(jié)合在一起，具體還包括以下步驟：
第五步：將三層復(fù)合材料的外表面與外防護(hù)層1的內(nèi)表面通過重壓復(fù)合進(jìn)行結(jié)合，形成四層半成品；
將膠黏劑刮涂在外防護(hù)層1內(nèi)表面(電暈面)上，然后通過重壓復(fù)合將三層復(fù)合材料的外表面與外防護(hù)層1的內(nèi)表面連接在一起，重壓壓力為30MPa～40MPa；然后進(jìn)行培烘，培烘溫度為145～180℃，培烘時(shí)間為1.5～3min，具體重壓復(fù)合過程參見第三步；
第六步：將四層半成品的內(nèi)表面與內(nèi)成型層5的內(nèi)表面進(jìn)行重壓復(fù)合，形成成品，即得到五層防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料；
將膠黏劑刮涂在內(nèi)成型層5的內(nèi)表面(電暈面)上，然后通過重壓復(fù)合將四層半成品的內(nèi)表面與內(nèi)成型層5的內(nèi)表面(內(nèi)成型層5的內(nèi)表面為電暈面)連接在一起，重壓壓力為30MPa～40MPa，然后進(jìn)行培烘，具體過程參見第三步。
本發(fā)明制備方法的進(jìn)一步特征在于所述底涂劑為溶劑型聚氨酯底涂劑；所述膠黏劑為聚氨酯型熱熔膠，也可以是聚氨酯型溶劑膠，環(huán)氧樹脂膠等。
本發(fā)明復(fù)合材料能集核生化防護(hù)與電磁波屏蔽、阻燃于一體。
本發(fā)明制備方法中在第一步中要嚴(yán)格控制聚氨酯涂層液的黏度和涂層速度(即織物車速)，如果聚氨酯涂層液的初始黏度不足8000cP則涂層溶液可能滲透到屏蔽背面(透膠)，從而影響織物屏蔽效能以及外觀，如果初始黏度大于25000則涂層工藝性變差，這里優(yōu)選聚氨酯涂層液的初始黏度為10000～20000cP，聚氨酯涂層液的黏度隨溫度變化會發(fā)生變化，這里以25℃下的黏度值為初始黏度；低頻屏蔽層2和低高頻屏蔽層4的根據(jù)實(shí)際情況選擇是否需要進(jìn)行涂層整理，當(dāng)?shù)皖l屏蔽層2和/或低高頻屏蔽層4的阻燃性能足夠時(shí)，不需要進(jìn)行涂層整理；當(dāng)?shù)皖l屏蔽層2和/或低高頻屏蔽層4的阻燃性能不滿足要求時(shí)，進(jìn)行涂層整理。
涂層整理的過程為：軋光——前處理——涂層——預(yù)烘——培烘；重壓復(fù)合工藝是將兩層材料結(jié)合在一起，將各種材料各自性能進(jìn)行疊加，實(shí)現(xiàn)材料的功能多元性；重壓復(fù)合工藝的流程為：前處理——底涂——固化——刮膠——重壓復(fù)合——培烘，根據(jù)具體的織物對象及工藝要求可以將前處理、底涂、固化過程省去，直接進(jìn)行刮膠、重壓復(fù)合及培烘。傳統(tǒng)的干法復(fù)合工藝是將刮膠后的兩層材料在一定壓力下連接到一起，一般壓力為0.3MPa左右，適合柔軟輕薄織物，復(fù)合牢度較低；而本發(fā)明中重壓壓力要求上壓輥與下膠輥之間的壓力在30MPa～40MPa，在較大的壓力下使得兩層織物的粘結(jié)強(qiáng)度提高，保證功能層能夠更好的牢固連接在一起。
本發(fā)明還保護(hù)采用上述防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料制成的制品，如防護(hù)帳篷、防護(hù)掩體、防護(hù)服裝(防護(hù)手套、衣服等)等。本發(fā)明通過將上述防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料通過縫紉、熱合、高周波等加工工藝制成防毒阻燃電磁屏蔽防護(hù)制品。
實(shí)施例1
本實(shí)施例防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料由外到內(nèi)依次包括外防護(hù)層1、低頻屏蔽層2、阻隔層3、低高頻屏蔽層4和內(nèi)成型層5，各層之間通過膠黏劑依次連接在一起；該復(fù)合材料的平米克重為420±20g/m2，對芥子氣防護(hù)時(shí)間達(dá)到72小時(shí)以上，在200MHz～40GHz頻段內(nèi)電磁屏蔽性能達(dá)到70dB以上，對于在100KHz～20MHz頻段內(nèi)的低頻磁場的屏蔽效能達(dá)到20dB以上。
本實(shí)施例的外防護(hù)層1為聚偏氟乙烯薄膜，厚度0.03mm，該薄膜具有良好的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫低溫性、耐氧化性、耐射線輻射性等特殊性能，同時(shí)表面光滑，能減少塵埃的附著；低頻屏蔽層2為芳綸不銹鋼纖維混紡織物，平米克重為180g/m2；阻隔層3為雙向拉伸尼龍膜，厚度0.015mm，機(jī)械強(qiáng)度較好，硬度適中，同時(shí)具有優(yōu)良的阻隔性能，并且耐低溫、環(huán)保無毒，廣泛應(yīng)用于食品、衛(wèi)生化工產(chǎn)品的包裝阻隔方面；低高頻屏蔽層4為滌綸銅鎳鍍層織物，平米克重為55g/m2；內(nèi)成型層5為阻燃聚氨酯薄膜，厚度0.06mm，具有很好的耐磨性、抗寒性、柔軟、強(qiáng)韌耐老化等特性，是優(yōu)良的環(huán)保材料。
所述芳綸不銹鋼纖維混紡織物的紗線為多種材料混紡，混紡比例芳綸1414：芳綸1313：不銹鋼纖維＝20:60:20，紗支40s/2?？椢锩芏葹?0(經(jīng)向)×60(緯向)，織物平米克重為180±10g/m2。芳綸纖維(芳綸1414和芳綸1313)的極限氧指數(shù)LOI為29％～32％，不銹鋼纖維本身不燃燒，所以芳綸纖維與不銹鋼纖維混紡后織物的阻燃性能優(yōu)異；不銹鋼纖維屏蔽效果好尤其是對低頻磁場的屏蔽，同時(shí)耐高溫、強(qiáng)度高、柔軟；芳綸纖維具有極高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量，熱收縮和蠕變性能穩(wěn)定，與不銹鋼纖維混紡后既能滿足材料的電磁屏蔽要求，又能兼顧復(fù)合材料的整體物理機(jī)械性能；低頻屏蔽層2選用芳綸不銹鋼纖維混紡織物，本身具有優(yōu)良的阻燃效果(具體相關(guān)性能參數(shù)見表1)，在制備復(fù)合材料時(shí)不需要進(jìn)行涂層整理。
表1芳綸不銹鋼纖維混紡織物
低高頻屏蔽層4為滌綸銅鎳鍍層織物，即金屬銅與金屬鎳的復(fù)合鍍層織物，單一銅鍍層織物雖然屏蔽效能高，但是容易被氧化而失去屏蔽效能；金屬鎳的導(dǎo)電能力有限，單一鍍層屏蔽效能低。通過銅鎳復(fù)合鍍層方法制備的金屬鍍層織物，不僅可以保證織物的電磁屏蔽效能，同時(shí)抗氧化、耐腐蝕。制備滌綸銅鎳鍍層織物的基材選用210T滌塔夫，平米克重為40g/m2，織物輕薄、柔軟、致密，對鍍層的附著力較強(qiáng)，屏蔽效能高，鍍層后的織物平米克重為55g/m2。采用真空濺射工藝將金屬粒子(金屬銅與金屬鎳)鍍覆在基材表面，在200MHz～3GHz頻段內(nèi)，織物屏蔽效能達(dá)到70dB以上。低高頻屏蔽層4的織物需要進(jìn)行阻燃涂層整理。
本實(shí)施例防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料的制備方法，該方法采用涂層整理與重壓復(fù)合工藝，具體步驟是：
第一步：測試低頻屏蔽層2和低高頻屏蔽層4的織物的阻燃性能，低頻屏蔽層2不大于10s，低高頻屏蔽層4的織物的續(xù)燃>10s，需要對低高頻屏蔽層4的織物進(jìn)行涂層整理；
第二步、對低高頻屏蔽層4的織物進(jìn)行單面阻燃涂層整理，涂層整理的具體工藝是：
a)制備聚氨酯涂層液
所述氨酯涂層液由阻燃劑A、交聯(lián)劑B、分散劑C以及聚氨酯乳液D構(gòu)成，其中A：B：C：D的重量比為90：8：4：100；所述阻燃劑A為聚磷酸銨，所述交聯(lián)劑B為二甲基硅油；所述分散劑C為聚丙烯酸酯水溶液；阻燃劑A、交聯(lián)劑B和分散劑C投入到反應(yīng)桶中，加熱至60℃，恒溫30min；然后加入聚氨酯乳液D繼續(xù)恒溫30min，形成混合溶液，在離心機(jī)下進(jìn)行勻混；得到初始黏度為12000cP(25℃)的聚氨酯涂層液；
b)將制備好的聚氨酯涂層液涂在低高頻屏蔽層4的織物上，涂層重量控制在30g/m2；涂層時(shí)低高頻屏蔽層4的織物車速為10m/min；然后將涂層后的織物進(jìn)行烘干，烘干采用兩室烘箱進(jìn)行，兩室烘箱的溫度分別為100℃和160℃，烘干時(shí)間為1.5min，即得涂層后的低高頻屏蔽層4；
第三步：將低頻屏蔽層2的非涂層面與阻隔層3通過重壓復(fù)合工藝進(jìn)行結(jié)合，形成兩層半成品；
具體過程是：對低頻屏蔽層2進(jìn)行前處理，即對織物表面進(jìn)行等離子處理，提高表面附著力，增強(qiáng)復(fù)合牢度；然后對前處理過的低頻屏蔽層的織物用溶劑型聚氨酯底涂劑在低頻屏蔽層2的非涂層面進(jìn)行表面整理，增強(qiáng)功能層間的結(jié)合強(qiáng)度，然后進(jìn)行預(yù)烘干處理，預(yù)烘溫度為100℃，時(shí)間1.5min；再進(jìn)行固化，固化時(shí)間為24h，固化溫度為25℃；接著將Liofol LA7525膠黏劑刮涂在底涂劑表層，然后通過重壓復(fù)合將低頻屏蔽層2和阻隔層3連接在一起，重壓壓力為30MPa；重壓后的兩層材料放入烘箱進(jìn)行培烘，培烘溫度145℃，時(shí)間2min；
第四步：將經(jīng)過第三步重壓復(fù)合工藝后的阻隔層3的內(nèi)表面與低高頻屏蔽層4的非涂層面通過重壓復(fù)合工藝進(jìn)行結(jié)合，形成三層半成品；
對低高頻屏蔽層4進(jìn)行前處理，前處理過的低高頻屏蔽層的織物用溶劑型聚氨酯底涂劑在低高頻屏蔽層4的非涂層面進(jìn)行表面整理，然后進(jìn)行預(yù)烘干處理，并固化，接著將Liofol LA7525膠黏劑刮涂在底涂劑表層，然后通過重壓復(fù)合將阻隔層3與低高頻屏蔽層4連接在一起，重壓壓力為30MPa，將重壓復(fù)合后的材料經(jīng)過烘箱，進(jìn)行培烘工藝，培烘溫度145℃，時(shí)間2min，具體重壓復(fù)合工藝參見第三步；
第五步：將三層半成品的外表面與外防護(hù)層1內(nèi)表面通過重壓復(fù)合進(jìn)行結(jié)合，形成四層半成品；
這里的重壓復(fù)合過程省去了第三步中的前處理、底涂及固化步驟，直接進(jìn)行刮膠、重壓、培烘，即將Liofol LA 7525膠黏劑刮涂在外防護(hù)層1內(nèi)表面(電暈面)，然后通過重壓復(fù)合將三層半成品的外表面與外防護(hù)層1內(nèi)表面(電暈面)連接在一起，重壓壓力為30MPa，將重壓復(fù)合后的材料經(jīng)過烘箱，進(jìn)行培烘，培烘溫度145℃，時(shí)間2min；
第六步：將四層半成品的內(nèi)表面與內(nèi)成型層5的內(nèi)表面進(jìn)行重壓復(fù)合，形成成品，即得到防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料；
將Liofol LA 7525膠黏劑刮涂在內(nèi)成型層內(nèi)表面(電暈面)，然后通過重壓復(fù)合將四層半成品的內(nèi)表面與內(nèi)成型層5的內(nèi)表面(電暈面)連接在一起，重壓壓力為30MPa，將重壓復(fù)合后的材料經(jīng)過烘箱，進(jìn)行培烘，培烘溫度145℃，時(shí)間2min，具體重壓復(fù)合工藝參見第四步。
將本實(shí)施例制得的復(fù)合材料進(jìn)行相關(guān)性能測試，芥子氣防護(hù)時(shí)間按照GJB535進(jìn)行測試，防護(hù)時(shí)間＞72小時(shí)，即達(dá)到了美軍最新裝備的CBPSS系統(tǒng)對毒劑防護(hù)的要求；電磁屏蔽效能在200MHz～10GHz頻段內(nèi)的屏蔽效能＞70dB，滿足GJB5792-2006《軍用涉密信息系統(tǒng)電磁屏蔽體等級劃分和測量方法》中B級要求；阻燃性能按照GB/T 5455《紡織品燃燒性能垂直方向損毀長度陰燃和續(xù)燃時(shí)間的測定》測試，續(xù)燃0s，陰燃8s；斷裂強(qiáng)度(經(jīng)/緯)達(dá)到2560N/2120N，撕破強(qiáng)度(經(jīng)/緯)達(dá)到120N/160N；整體平均平米克重為420g/m2，厚度為0.45mm。
實(shí)施例2
本實(shí)施例復(fù)合材料的組成及制備方法同實(shí)施例1，不同之處在于本實(shí)施例外防護(hù)層為聚偏二氯乙烯共聚物薄膜，厚度為0.05mm；低頻屏蔽層為滌綸不銹鋼纖維混紡織物，平米克重為120g/m2；阻隔層為聚酯(PET)薄膜，厚度為0.015mm，機(jī)械強(qiáng)度較好，硬度較高，同時(shí)具有優(yōu)良的阻隔性能，并且耐低溫、環(huán)保無毒；低高頻屏蔽層為錦綸銅鎳鍍層織物，平米克重為50g/m2；內(nèi)成型層為阻燃聚乙烯共聚物薄膜，厚度0.05mm；所述的各層材料之間采用聚氨酯膠黏劑點(diǎn)狀粘合復(fù)合。該復(fù)合材料的平米克重為335±20g/m2，整體厚度為0.4mm。
所述滌綸不銹鋼纖維混紡織物的紗線為多種材料混紡，混紡比例滌綸纖維：不銹鋼纖維＝50:50，紗支40s/2?？椢锩芏葹?0(經(jīng)向)×60(緯向)，織物平米克重為200±10g/m2；不銹鋼纖維屏蔽效果好尤其是低頻磁場的屏蔽，同時(shí)耐高溫、強(qiáng)度高、柔軟；滌綸纖維具有較高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量，與不銹鋼纖維混紡后既能滿足材料的電磁屏蔽要求，又能兼顧復(fù)合材料的整體物理機(jī)械性能(具體相關(guān)性能參見表2)；低頻屏蔽層選用滌綸不銹鋼纖維混紡織物需要進(jìn)行阻燃涂層整理，具體涂層工藝參考實(shí)施例1的第一步。
表2滌綸不銹鋼纖維混紡織物
低高頻屏蔽層為錦綸銅鎳鍍層織物，基材選用210T錦絲綢(聚酰胺纖維布)，平米克重35g/m2，織物輕薄、柔軟、致密，對鍍層的附著力較強(qiáng)，屏蔽效能高，鍍層后的織物平米克重為50g/m2。采用真空濺射工藝將金屬粒子(金屬銅與金屬鎳)鍍覆在基材表面，在200MHz～3GHz頻段內(nèi)，織物屏蔽效能達(dá)到70dB以上。低高頻屏蔽層選用錦綸銅鎳鍍層織物需要進(jìn)行阻燃涂層整理，具體涂層工藝參考實(shí)施例1的第一步。
本實(shí)施例復(fù)合材料的制備方法中，測試低頻屏蔽層2和低高頻屏蔽層4的織物的續(xù)燃均大于10s，需對低頻屏蔽層2和低高頻屏蔽層4的織物都要進(jìn)行單面阻燃涂層整理，具體過程參見實(shí)施例1。
將本實(shí)施例制得的復(fù)合材料進(jìn)行相關(guān)性能測試，檢測結(jié)果表明，芥子氣防護(hù)時(shí)間按照GJB535進(jìn)行測試，防護(hù)時(shí)間＞72小時(shí)，即達(dá)到了美軍最新裝備的CBPSS系統(tǒng)對毒劑防護(hù)的要求；電磁屏蔽效能在200MHz～10GHz頻段內(nèi)的屏蔽效能＞70dB，滿足GJB5792-2006《軍用涉密信息系統(tǒng)電磁屏蔽體等級劃分和測量方法》中B級要求；阻燃性能按照GB/T 5455《紡織品燃燒性能垂直方向損毀長度陰燃和續(xù)燃時(shí)間的測定》測試，續(xù)燃0s，陰燃5s；斷裂強(qiáng)力(經(jīng)/緯)為2100N/1700N，撕破強(qiáng)度(經(jīng)/緯)為125N/82N；整體平均平米克重340g/m2，厚度0.4mm。
實(shí)施例3
本實(shí)施例為一種防毒阻燃電磁屏蔽防護(hù)帳篷，該防護(hù)帳篷采用實(shí)施例1的防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料制成。
實(shí)施例4
本實(shí)施例為一種防毒阻燃電磁屏蔽服裝，該服裝采用實(shí)施例2的防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料通過縫紉、熱合、高周波等加工工藝制成制成。
實(shí)施例5
本實(shí)施例為一種防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料。該復(fù)合材料的組成及具體制備過程同實(shí)施例1，不同之處在于所述外防護(hù)層為乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和聚偏二氯乙烯(PVDC)共聚物的混合物，即EVOH共擠膜與PVDC膜的復(fù)合膜；所述低頻屏蔽層為棉纖維與鎳?yán)w維的混紡織物；所述阻隔層為聚酰胺薄膜和乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的復(fù)合膜；所述低高頻屏蔽層可為芳綸纖維銅鎳鍍層織物；所述內(nèi)成型層為阻燃聚烯烴聚合物(PP薄膜)和阻燃乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的共擠膜；制備方法中，低頻屏蔽層和低高頻屏蔽層均需要進(jìn)行單面阻燃涂層整理。
將本實(shí)施例制得的復(fù)合材料進(jìn)行性能測試，該復(fù)合材料對芥子氣防護(hù)時(shí)間達(dá)到72小時(shí)以上，在200MHz～40GHz頻段內(nèi)電磁屏蔽性能達(dá)到70dB以上，對于在100KHz～20MHz頻段內(nèi)的低頻磁場的屏蔽效能達(dá)到20dB以上。阻燃性能按照GB/T 5455《紡織品燃燒性能垂直方向損毀長度陰燃和續(xù)燃時(shí)間的測定》測試，續(xù)燃0s，陰燃4s；斷裂強(qiáng)力(經(jīng)/緯)為2600N/2200N，撕破強(qiáng)度(經(jīng)/緯)為220N/150N；整體平均平米克重345g/m2，厚度0.45mm；
實(shí)施例6
本實(shí)施例為一種防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料。該復(fù)合材料的組成及具體制備過程同實(shí)施例5，不同之處在于所述外防護(hù)層為乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏氟乙烯(PVDF)共聚物和聚偏二氯乙烯(PVDC)共聚物的混合物，即EVOH共擠膜/PVDF膜/PVDC膜的復(fù)合膜；低頻屏蔽層為聚酯纖維和棉纖維與不銹鋼纖維的混紡織物。
將本實(shí)施例制得的復(fù)合面料進(jìn)行性能測試，該復(fù)合材料對芥子氣防護(hù)時(shí)間達(dá)到72小時(shí)以上；在200MHz～40GHz頻段內(nèi)電磁屏蔽性能達(dá)到70dB以上，對于在100KHz～20MHz頻段內(nèi)的低頻磁場的屏蔽效能達(dá)到20dB以上。阻燃性能按照GB/T 5455《紡織品燃燒性能垂直方向損毀長度陰燃和續(xù)燃時(shí)間的測定》測試，續(xù)燃0s，陰燃8s；斷裂強(qiáng)力(經(jīng)/緯)為2750N/2300N，撕破強(qiáng)度(經(jīng)/緯)為225N/160N；整體平均平米克重490g/m2，厚度0.5mm。
實(shí)施例7
本實(shí)施例為一種防毒阻燃電磁屏蔽復(fù)合材料。該復(fù)合材料由外到內(nèi)依次包括低頻屏蔽層2、阻隔層3和低高頻屏蔽層4，各層之間通過膠黏劑依次連接在一起；低頻屏蔽層2為芳綸不銹鋼纖維混紡織物，平米克重為180g/m2；阻隔層3為雙向拉伸尼龍膜，厚度0.015mm；低高頻屏蔽層4為滌綸銅鎳鍍層織物，平米克重為55g/m2；具體制備過程同實(shí)施例1的前四步。
該復(fù)合材料的平米克重為300g/m2，對芥子氣防護(hù)時(shí)間達(dá)到72小時(shí)以上，在200MHz～40GHz頻段內(nèi)電磁屏蔽性能達(dá)到70dB以上，對于在100KHz～20MHz頻段內(nèi)的低頻磁場的屏蔽效能達(dá)到20dB以上。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定保護(hù)范圍為準(zhǔn)。