CN106432892A - 一种防电磁辐射材料的制备方法 - Google Patents

一种防电磁辐射材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防电磁辐射材料的制备方法，属于防电磁辐射材料技术领域。针对目前传统防电磁辐射材料存在容易被氧化，在聚合物中的分散性不好，导致其使用范围受到限制的缺陷，本发明取粉碎后的毛竹进行蒸汽***，经过氧化氢，氢氧化钠溶液等反应制备竹炭纤维，再将其与单丁基三氯化锡、二氧化钛、硫酸铜等混合反应制得屏蔽材料，最后将屏蔽材料与EVA707乳液等搅拌共混，于聚乙烯塑料流延成膜即得防电磁辐射材料，本发明所得防电磁辐射材料导电性能和屏蔽性能更佳，长时间使用性质稳定，与聚合物材料的相容性和分散性很好，具有广泛的应用前景。

Description

一种防电磁辐射材料的制备方法
技术领域
本发明公开了一种防电磁辐射材料的制备方法，属于防电磁辐射材料技术领域。
背景技术
电磁辐射在人们的生活环境中随处可见，它主要来源于手机、电脑、电磁炉、微波炉、电冰箱、电视机等电器及各种电子设备。早在上世纪，世界卫生组织就已经宣布：电磁辐射已成为大气污染、水污染、噪音污染之后的世界第四大污染源。随着人类生产和生活逐渐进入全面电气化时代，该类污染日益严重，所带来的危害不容忽视。它容易导致儿童罹患白血病及智力残缺、引发男性生殖***疾病、加速人体癌细胞增殖、影响心血管***等；同时，电磁辐射也给信息安全带来危害，一些不良份子利用电磁波窃取商业机密、盗取网络宽带等，给人们的信息安全带来危害。针对电磁辐射带来的危害，目前已开发出种种防电磁辐射的产品，如防电磁辐射涂料、防电磁辐射服等等，以此来降低电磁辐射对人体的伤害，保证人们的生活健康，确保人们工作、生活的信息安全。
随着电子技术的不断发展，大量电工、电子、电器产品相继问世。交变的电场在其周围激发磁场，交变的磁场又能在其周围激发电场，电场和磁场交替产生，在空气中传播，我们称之为电磁波。由于其看不见，摸不着，短时间内接触不会产生不适感觉，一旦积累成疾，很难治疗，因而科学界称之为“无形杀手”，电磁波污染己成为继空气、水、噪音污染之后的第四大污染源。随着国防科研、放射性医学和核技术应用的不断发展。各种放射性射线被广泛应用，射线对人体的伤 害和对环境的破坏也逐渐为人类所认知，对防辐射材料的研究成为材料研究的一个重要方向。然而，近年来随着射线装置和核技术应用的进一步发展，传统、单一的屏蔽材料已经不能满足诸如移动式反应堆和可携带辐射源等的防护要求。如混凝土体积大、可移动性差、有毒，存在“X射线弱吸收区”，对中子屏蔽效果差；硼热中子吸收性能递减等，为克服由此带来的挑战，制备质轻、无毒、物理性质优异、屏蔽效果好且性能持久的新型防辐射材料具有重要意义。目前传统防电磁辐射材料屏蔽效果显著，但存在容易被氧化，在聚合物中的分散性不好的缺陷。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前传统防电磁辐射材料存在容易被氧化，在聚合物中的分散性不好，导致其使用范围受到限制的缺陷，本发明取粉碎后的毛竹进行蒸汽***，经过氧化氢，氢氧化钠溶液等反应制备竹炭纤维，再将其与单丁基三氯化锡、二氧化钛、硫酸铜等混合反应制得屏蔽材料，最后将屏蔽材料与EVA707乳液等搅拌共混，于聚乙烯塑料流延成膜即得防电磁辐射材料，本发明所得防电磁辐射材料导电性能和屏蔽性能更佳，长时间使用性质稳定，与聚合物材料的相容性和分散性很好，具有广泛的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）称取2～3kg毛竹，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的毛竹粉末装入蒸汽***罐中，加热至110～120℃，并向蒸汽***罐中通入水蒸气至罐内压力为1.7～1.9MPa，保持压力5～8min后，打开蒸汽***罐阀门泄压，泄压至常压后过滤并取出毛竹粉末，用60～80℃去离子水淋洗3～5次，得蒸汽***处理毛竹粉末；
（2）称取200～300g上述蒸汽***处理毛竹粉末，浸泡在500～800mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在60～70℃恒温水浴下反应1～2h，再用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH为10～11，在80～90℃恒温水浴下继续反应1～2h，随后真空抽滤，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤滤饼至洗涤液呈中性，将洗涤后的毛竹粉末转入105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得毛竹纤维；
（3）称取50～80g上述毛竹纤维，加入100～150mL去离子水中，以300～400r/min搅拌10～15min，加入3～5mL单丁基三氯化锡，3～5g二氧化钛，1～3g硫酸铜继续搅拌1～2h，得混合液，加入1.0～1.2g多巴胺盐酸盐，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为8.0～9.0，在75～80℃恒温水浴下反应1～2h，过滤，用去离子水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，将滤渣置于干燥箱中，在60～70℃下干燥5～6h，得屏蔽填料；
（4）按重量份数计，将70～75份质量分数为5%聚乙烯醇溶液，80～100份EVA707乳液，20～30份上述屏蔽填料混合，以300～500r/min搅拌2～3h，得共混乳液，随后用涂膜棒将共混乳液在玻璃基材上流延成膜，并置入60～65℃干燥箱中，干燥15～20h，得防电磁辐射材料。
本发明的应用方法是：将毛坯玻璃清洗3～5次，取本发明制得的防电磁辐射材料镀制在其表面，经过切割、磨边、清洗，再取一层为镀膜的洁净玻璃与其合片进行高温热弯，膜的厚度为10～12nm，可见光透射率为80～90%，红外反射率为90～95%，使用寿命较传统防辐射材料延长2～4年。
本发明的有益效果是：
（1）本发明产品无毒无害，不污染环境，可广泛应用于家庭、办公室、电教室、通讯基站、电信机房、候机大厅、地铁站等环境；
（2）本发明防射材料制成的薄膜不仅拉伸强度大、透光率高，而且屏蔽范围广、屏蔽性能持久，制备工艺简单，制得的产品无毒无害，使用方便适合大规模生产应用。
具体实施方式
首先称取2～3kg毛竹，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的毛竹粉末装入蒸汽***罐中，加热至110～120℃，并向蒸汽***罐中通入水蒸气至罐内压力为1.7～1.9MPa，保持压力5～8min后，打开蒸汽***罐阀门泄压，泄压至常压后过滤并取出毛竹粉末，用60～80℃去离子水淋洗3～5次，得蒸汽***处理毛竹粉末；称取200～300g上述蒸汽***处理毛竹粉末，浸泡在500～800mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在60～70℃恒温水浴下反应1～2h，再用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH为10～11，在80～90℃恒温水浴下继续反应1～2h，随后真空抽滤，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤滤饼至洗涤液呈中性，将洗涤后的毛竹粉末转入105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得毛竹纤维；称取50～80g上述毛竹纤维，加入100～150mL去离子水中，以300～400r/min搅拌10～15min，加入3～5mL单丁基三氯化锡，3～5g二氧化钛，1～3g硫酸铜继续搅拌1～2h，得混合液，加入1.0～1.2g多巴胺盐酸盐，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为8.0～9.0，在75～80℃恒温水浴下反应1～2h，过滤，用去离子水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，将滤渣置于干燥箱中，在60～70℃下干燥5～6h，得屏蔽填料；按重量份数计，将70～75份质量分数为5%聚乙烯醇溶液，80～100份EVA707乳液，20～30份上述屏蔽填料混合，以300～500r/min搅拌2～3h，得共混乳液，随后用涂膜棒将共混乳液在玻璃基材上流延成膜，并置入60～65℃干燥箱中，干燥15～20h，得防电磁辐射材料。
实例1
首先称取2kg毛竹，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的毛竹粉末装入蒸汽***罐中，加热至110℃，并向蒸汽***罐中通入水蒸气至罐内压力为1.7MPa，保持压力5min后，打开蒸汽***罐阀门泄压，泄压至常压后过滤并取出毛竹粉末，用60℃去离子水淋洗3次，得蒸汽***处理毛竹粉末；称取200g上述蒸汽***处理毛竹粉末，浸泡在500mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在60℃恒温水浴下反应1h，再用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH为10，在80℃恒温水浴下继续反应1h，随后真空抽滤，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤滤饼至洗涤液呈中性，将洗涤后的毛竹粉末转入105℃干燥箱中干燥至恒重，得毛竹纤维；称取50g上述毛竹纤维，加入100mL去离子水中，以300r/min搅拌10min，加入3mL单丁基三氯化锡，3g二氧化钛，1g硫酸铜继续搅拌1h，得混合液，加入1.0g多巴胺盐酸盐，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为8.0，在75℃恒温水浴下反应1h，过滤，用去离子水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，将滤渣置于干燥箱中，在60℃下干燥5h，得屏蔽填料；按重量份数计，将70份质量分数为5%聚乙烯醇溶液，80份EVA707乳液，20份上述屏蔽填料混合，以300r/min搅拌2h，得共混乳液，随后用涂膜棒将共混乳液在玻璃基材上流延成膜，并置入60℃干燥箱中，干燥15h，得防电磁辐射材料。
本发明的应用方法是：将毛坯玻璃清洗3次至洁净，取本发明制得的防电磁辐射材料镀制在其表面，经过切割、磨边、清洗，再取一层为镀膜的洁净玻璃与其合片进行高温热弯，膜的厚度为10nm，可见光透射率为80%，红外反射率为90%，使用寿命较传统防辐射材料延长2年。
实例2
首先称取3kg毛竹，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的毛竹粉末装入蒸汽***罐中，加热至120℃，并向蒸汽***罐中通入水蒸气至罐内压力为1.9MPa，保持压力8min后，打开蒸汽***罐阀门泄压，泄压至常压后过滤并取出毛竹粉末，用80℃去离子水淋洗5次，得蒸汽***处理毛竹粉末；称取300g上述蒸汽***处理毛竹粉末，浸泡在800mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在70℃恒温水浴下反应2h，再用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH为11，在90℃恒温水浴下继续反应2h，随后真空抽滤，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤滤饼至洗涤液呈中性，将洗涤后的毛竹粉末转入110℃干燥箱中干燥至恒重，得毛竹纤维；称取80g上述毛竹纤维，加入150mL去离子水中，以400r/min搅拌15min，加入5mL单丁基三氯化锡，5g二氧化钛，3g硫酸铜继续搅拌2h，得混合液，加入1.2g多巴胺盐酸盐，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为9.0，在80℃恒温水浴下反应2h，过滤，用去离子水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，将滤渣置于干燥箱中，在70℃下干燥6h，得屏蔽填料；按重量份数计，将75份质量分数为5%聚乙烯醇溶液，100份EVA707乳液，30份上述屏蔽填料混合，以500r/min搅拌3h，得共混乳液，随后用涂膜棒将共混乳液在玻璃基材上流延成膜，并置入65℃干燥箱中，干燥20h，得防电磁辐射材料。
本发明的应用方法是：将毛坯玻璃清洗5次至洁净，取本发明制得的防电磁辐射材料镀制在其表面，经过切割、磨边、清洗，再取一层为镀膜的洁净玻璃与其合片进行高温热弯，膜的厚度为12nm，可见光透射率为90%，红外反射率为95%，使用寿命较传统防辐射材料延长4年。
实例3
首先称取2.5kg毛竹，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的毛竹粉末装入蒸汽***罐中，加热至115℃，并向蒸汽***罐中通入水蒸气至罐内压力为1.8MPa，保持压力7min后，打开蒸汽***罐阀门泄压，泄压至常压后过滤并取出毛竹粉末，用70℃去离子水淋洗4次，得蒸汽***处理毛竹粉末；称取250g上述蒸汽***处理毛竹粉末，浸泡在700mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在65℃恒温水浴下反应1.5h，再用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH为10.5，在85℃恒温水浴下继续反应1.5h，随后真空抽滤，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤滤饼至洗涤液呈中性，将洗涤后的毛竹粉末转入107℃干燥箱中干燥至恒重，得毛竹纤维；称取70g上述毛竹纤维，加入130mL去离子水中，以350r/min搅拌13min，加入4mL单丁基三氯化锡，4g二氧化钛，2g硫酸铜继续搅拌1.5h，得混合液，加入1.1g多巴胺盐酸盐，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为8.5，在77℃恒温水浴下反应1.5h，过滤，用去离子水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，将滤渣置于干燥箱中，在65℃下干燥5.5h，得屏蔽填料；按重量份数计，将73份质量分数为5%聚乙烯醇溶液，90份EVA707乳液，25份上述屏蔽填料混合，以400r/min搅拌2.5h，得共混乳液，随后用涂膜棒将共混乳液在玻璃基材上流延成膜，并置入63℃干燥箱中，干燥17h，得防电磁辐射材料。
本发明的应用方法是：将毛坯玻璃清洗4次至洁净，取本发明制得的防电磁辐射材料镀制在其表面，经过切割、磨边、清洗，再取一层为镀膜的洁净玻璃与其合片进行高温热弯，膜的厚度为11nm，可见光透射率为85%，红外反射率为95%，使用寿命较传统防辐射材料延长3年。

Claims (1)

1.一种防电磁辐射材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取2～3kg毛竹，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的毛竹粉末装入蒸汽***罐中，加热至110～120℃，并向蒸汽***罐中通入水蒸气至罐内压力为1.7～1.9MPa，保持压力5～8min后，打开蒸汽***罐阀门泄压，泄压至常压后过滤并取出毛竹粉末，用60～80℃去离子水淋洗3～5次，得蒸汽***处理毛竹粉末；
（2）称取200～300g上述蒸汽***处理毛竹粉末，浸泡在500～800mL质量分数为10%过氧化氢溶液中，在60～70℃恒温水浴下反应1～2h，再用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH为10～11，在80～90℃恒温水浴下继续反应1～2h，随后真空抽滤，并用质量分数为50%乙醇溶液洗涤滤饼至洗涤液呈中性，将洗涤后的毛竹粉末转入105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得毛竹纤维；
（3）称取50～80g上述毛竹纤维，加入100～150mL去离子水中，以300～400r/min搅拌10～15min，加入3～5mL单丁基三氯化锡，3～5g二氧化钛，1～3g硫酸铜继续搅拌1～2h，得混合液，加入1.0～1.2g多巴胺盐酸盐，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合液pH为8.0～9.0，在75～80℃恒温水浴下反应1～2h，过滤，用去离子水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，将滤渣置于干燥箱中，在60～70℃下干燥5～6h，得屏蔽填料；
（4）按重量份数计，将70～75份质量分数为5%聚乙烯醇溶液，80～100份EVA707乳液，20～30份上述屏蔽填料混合，以300～500r/min搅拌2～3h，得共混乳液，随后用涂膜棒将共混乳液在玻璃基材上流延成膜，并置入60～65℃干燥箱中，干燥15～20h，得防电磁辐射材料。
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