本發(fā)明涉及一種纖維及其制備方法，特別是涉及一種具有電磁波吸收特性的纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以及電子、電氣設(shè)備越來越廣泛的應(yīng)用于通信、工業(yè)、科研、醫(yī)療以及廣播等諸多領(lǐng)域，人類的居住環(huán)境和工作環(huán)境幾乎被電子、電器及通訊設(shè)備所包圍，這些設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射導(dǎo)致空間電磁環(huán)境日益惡化，電磁輻射污染已經(jīng)成為一種存在巨大潛在危害的新型污染。吸波材料是可以通過能量轉(zhuǎn)化或干涉作用等將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能損耗掉的一種功能材料，不僅僅應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，在抗干擾、環(huán)境保護(hù)以及人體保護(hù)等領(lǐng)域也應(yīng)用廣泛。

在吸波材料研究中鋼纖維、鐵纖維以及碳纖維等導(dǎo)電纖維應(yīng)用比較廣泛，但由于強(qiáng)導(dǎo)電性纖維之間易相互搭接形成發(fā)達(dá)導(dǎo)電網(wǎng)，增強(qiáng)對(duì)電磁波的反射作用，此類吸波材料在2-18GHz頻率范圍內(nèi)的反射率一般都難以達(dá)到-10dB的水平，或者只在很窄的頻率范圍內(nèi)達(dá)到反射率小于-10dB的吸波效果，吸波性能差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于，提供一種新型的具有電磁波吸收特性的纖維及其制備方法，所要解決的技術(shù)問題是使其制備的纖維吸波性能好，吸收頻帶寬，從而更加適于實(shí)用。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其包括：

1)將5-30wt％膠黏劑、0.5-40wt％吸波劑和50-90wt％水混合，加入分散劑，攪拌均勻，得到吸波漿料；

2)將纖維浸入所述吸波漿料，攪拌，取出干燥，得到具有電磁波吸收特性的纖維；

其中，所述的纖維為有機(jī)或無機(jī)纖維。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的，前述的具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其中所述的分散劑與吸波劑的重量比為1:10-200。

優(yōu)選的，前述的具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其中所述的膠黏劑為水溶性膠黏劑。

優(yōu)選的，前述的具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其中所述的吸波劑為納米石墨粉、納米碳黑、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、納米二氧化錳、納米鐵氧體粉和納米金屬粉中的至少一種。

優(yōu)選的，前述的具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其中所述的纖維的長度為1-50mm。

優(yōu)選的，前述的具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其中所述的纖維為聚丙烯纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯腈纖維、聚氯乙烯纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維或礦物棉纖維。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種具有電磁波吸收特性的纖維，由上述方法制備而成。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的，前述的具有電磁波吸收特性的纖維，其中所述的具有電磁波吸收特性的纖維的最小反射率為-28.6～-11.6dB。

優(yōu)選的，前述的具有電磁波吸收特性的纖維，其中所述的具有電磁波吸收特性的纖維反射率低于-5dB的頻寬為7.9-15.4GHz。

借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有電磁波吸收特性的纖維及其制備方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1)本發(fā)明具有電磁波吸收特性的纖維及其制備方法采用有機(jī)或無機(jī)纖維，具有較低的介電常數(shù)和較好的透波性質(zhì)，將其填充在基體材料中能夠有效改善材料的電磁波透過性；纖維表面進(jìn)行介電材料包覆后會(huì)形成介電損耗層，不易形成發(fā)達(dá)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)影響電磁波入射；此外，介電層與纖維形成的諧振腔會(huì)對(duì)電磁波產(chǎn)生諧振效應(yīng)，同時(shí)電磁波會(huì)在各個(gè)纖維表面介電層之間發(fā)生多次反射，實(shí)現(xiàn)吸波性能的提升，本發(fā)明制備的具有電磁波吸收特性的纖維具有更寬的吸波帶寬、更強(qiáng)的吸波效能；

2)本發(fā)明通過將纖維在吸波漿料中直接浸泡的方式制備吸波纖維，制備方法簡單，原料價(jià)格低廉；

3)本發(fā)明具有電磁波吸收特性的纖維可以填充在不同的基體材料中來制備吸波材料，不僅可以保持纖維材料在增強(qiáng)力學(xué)性能上的優(yōu)勢(shì)，還可以獲得優(yōu)良的吸波性能。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)說明如后。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效,以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的具有電磁波吸收特性的纖維及其制備方法其具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。在下述說明中，不同的“一實(shí)施例”或“實(shí)施例”指的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出的一種具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其包括：

1)將5-30wt％膠黏劑、0.5-40wt％吸波劑和50-90wt％水混合，加入分散劑，攪拌均勻，得到吸波漿料；

2)將纖維浸入所述吸波漿料，攪拌，取出干燥，得到具有電磁波吸收特性的纖維；

其中，所述的纖維為有機(jī)或無機(jī)纖維，為聚丙烯纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯腈纖維、聚氯乙烯纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維或礦物棉纖維，長度為1-50mm。有機(jī)或無機(jī)纖維具有較低的介電常數(shù)和較好的透波性質(zhì)，將其填充在基體材料中能夠有效改善材料的電磁波透過性；纖維表面進(jìn)行介電材料包覆后會(huì)形成介電損耗層，不易形成發(fā)達(dá)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)影響電磁波入射；此外，介電層與纖維形成的諧振腔會(huì)對(duì)電磁波產(chǎn)生諧振效應(yīng)，同時(shí)電磁波會(huì)在各個(gè)纖維表面介電層之間發(fā)生多次反射，實(shí)現(xiàn)吸波性能的提升。

優(yōu)選的，分散劑與吸波劑的重量比為1:10-200。分散劑為A4080、A4050等常規(guī)分散劑，使吸波劑分散均勻。

優(yōu)選的，膠黏劑為水溶性膠黏劑，包括聚乙烯醇、硅酸鈉、苯丙乳液等。

優(yōu)選的，吸波劑為納米石墨粉、納米碳黑、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、納米二氧化錳、納米鐵氧體粉和納米金屬粉中的至少一種。

較佳的，本發(fā)明的另一實(shí)施例提出一種具有電磁波吸收特性的纖維，由上述方法制備而成，最小反射率為-28.6～-11.6dB，反射率低于-5dB的頻寬為7.9-15.4GHz。

實(shí)施例1

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出的一種具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其包括：

1)將9.5wt％膠黏劑、0.5wt％吸波劑和90wt％水混合，加入分散劑，攪拌均勻，得到吸波漿料；其中膠黏劑為硅酸鈉，吸波劑為納米二氧化鈦和納米金屬粉，兩者質(zhì)量比為1:1，分散劑與吸波劑的重量比1:30；

2)將長度為5mm聚丙烯腈纖維浸入所述吸波漿料，攪拌，取出干燥，得到具有電磁波吸收特性的纖維。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出一種具有電磁波吸收特性的纖維，由上述方法制備而得，將所述的具有電磁波吸收特性的纖維與石蠟按1:9的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)合，制成尺寸為180mm×180mm×5mm厚度的纖維石蠟復(fù)合平板，進(jìn)行吸波性能檢測(cè)，測(cè)試頻段為2-18GHz，最小反射率為-12.4dB，反射率低于-5dB的頻寬為8.6GHz，證明所述的具有電磁波吸收特性的纖維在2-18GHz范圍內(nèi)具有優(yōu)異的吸波性能。

實(shí)施例2

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出的一種具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其包括：

1)將15wt％膠黏劑、15wt％吸波劑和70wt％水混合，加入分散劑，攪拌均勻，得到吸波漿料；其中膠黏劑為硅酸鈉，吸波劑為納米鐵氧體粉和納米石墨，兩者質(zhì)量比為2:1，分散劑與吸波劑的質(zhì)量比1:50；

2)將長度為20mm聚乙烯醇纖維浸入所述吸波漿料，攪拌，取出干燥，得到具有電磁波吸收特性的纖維。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出一種具有電磁波吸收特性的纖維，由上述方法制備而得，將所述的具有電磁波吸收特性的纖維與石蠟按1:9的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)合，制成尺寸為180mm×180mm×5mm厚度的纖維石蠟復(fù)合平板，進(jìn)行吸波性能檢測(cè)，測(cè)試頻段為2-18GHz，最小反射率為-15.7dB，反射率低于-5dB的頻寬為9.8GHz，證明所述的具有電磁波吸收特性的纖維在2-18GHz范圍內(nèi)具有優(yōu)異的吸波性能。

實(shí)施例3

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出的一種具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其包括：

1)將8wt％膠黏劑、22wt％吸波劑和70wt％水混合，加入分散劑，攪拌均勻，得到吸波漿料；其中膠黏劑為硅酸鈉，吸波劑為納米二氧化錳和納米炭黑，兩者質(zhì)量比為1:1，分散劑與吸波劑的質(zhì)量比1:10；

2)將長度為15mm聚丙烯纖維浸入所述吸波漿料，攪拌，取出干燥，得到具有電磁波吸收特性的纖維。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出一種具有電磁波吸收特性的纖維，由上述方法制備而得，將所述的具有電磁波吸收特性的纖維與石蠟按1:9的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)合，制成尺寸為180mm×180mm×5mm厚度的纖維石蠟復(fù)合平板，進(jìn)行吸波性能檢測(cè)，測(cè)試頻段為2-18GHz，最小反射率為-23.5dB，反射率低于-5dB的頻寬為14.2GHz，證明所述的具有電磁波吸收特性的纖維在2-18GHz范圍內(nèi)具有優(yōu)異的吸波性能。

實(shí)施例4

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出的一種具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其包括：

1)將30wt％膠黏劑、20wt％吸波劑和50wt％水混合，加入分散劑，攪拌均勻，得到吸波漿料；其中膠黏劑為硅酸鈉，吸波劑為納米二氧化鈦和納米金屬粉，兩者質(zhì)量比為1:1，分散劑與吸波劑的質(zhì)量比1:30；

2)將長度為1mm聚丙烯腈纖維浸入所述吸波漿料，攪拌，取出干燥，得到具有電磁波吸收特性的纖維。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出一種具有電磁波吸收特性的纖維，由上述方法制備而得，將所述的具有電磁波吸收特性的纖維與石蠟按1:9的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)合，制成尺寸為180mm×180mm×5mm厚度的纖維石蠟復(fù)合平板，進(jìn)行吸波性能檢測(cè)，測(cè)試頻段為2-18GHz，最小反射率為-11.6dB，反射率低于-5dB的頻寬為8.2GHz，證明所述的具有電磁波吸收特性的纖維在2-18GHz范圍內(nèi)具有優(yōu)異的吸波性能。

實(shí)施例5

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出的一種具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其包括：

1)將5wt％膠黏劑、40wt％吸波劑和55wt％水混合，加入分散劑，攪拌均勻，得到吸波漿料；其中膠黏劑為聚乙烯醇，吸波劑為納米金屬粉、納米鐵氧體粉以及納米炭黑，三者質(zhì)量比為2:2:1，分散劑與吸波劑質(zhì)量比為1:10；

2)將長度為50mm玻璃纖維浸入所述吸波漿料，攪拌，取出干燥，得到具有電磁波吸收特性的纖維。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出一種具有電磁波吸收特性的纖維，由上述方法制備而得，將所述的具有電磁波吸收特性的纖維與石蠟按1:9的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)合，制成尺寸為180mm×180mm×5mm厚度的纖維石蠟復(fù)合平板，進(jìn)行吸波性能檢測(cè)，測(cè)試頻段為2-18GHz，最小反射率為-28.6dB，反射率低于-5dB的頻寬為15.4GHz，證明所述的具有電磁波吸收特性的纖維在2-18GHz范圍內(nèi)具有優(yōu)異的吸波性能。

實(shí)施例6

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出的一種具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其包括：

1)將20wt％膠黏劑、20wt％吸波劑和60wt％水混合，加入分散劑，攪拌均勻，得到吸波漿料；其中膠黏劑為苯丙乳液，吸波劑為納米鐵氧體粉、納米氧化鋅以及納米石墨，三者質(zhì)量比為2:1:1，分散劑與吸波劑質(zhì)量比為1:10；

2)將長度為10mm聚氯乙烯纖維浸入所述吸波漿料，攪拌，取出干燥，得到具有電磁波吸收特性的纖維。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出一種具有電磁波吸收特性的纖維，由上述方法制備而得，將所述的具有電磁波吸收特性的纖維與石蠟按1:9的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)合，制成尺寸為180mm×180mm×5mm厚度的纖維石蠟復(fù)合平板，進(jìn)行吸波性能檢測(cè)，測(cè)試頻段為2-18GHz，最小反射率為-26.7dB，反射率低于-5dB的頻寬為13.9GHz，證明所述的具有電磁波吸收特性的纖維在2-18GHz范圍內(nèi)具有優(yōu)異的吸波性能。

實(shí)施例7

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出的一種具有電磁波吸收特性的纖維的制備方法，其包括：

1)將15wt％膠黏劑、5wt％吸波劑和80wt％水混合，加入分散劑，攪拌均勻，得到吸波漿料；其中膠黏劑為純丙乳液，吸波劑為納米石墨，分散劑與吸波劑質(zhì)量比為1:200；

2)將長度為30mm玄武巖纖維浸入所述吸波漿料，攪拌，取出干燥，得到具有電磁波吸收特性的纖維。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出一種具有電磁波吸收特性的纖維，由上述方法制備而得，將所述的具有電磁波吸收特性的纖維與石蠟按1:9的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)合，制成尺寸為180mm×180mm×5mm厚度的纖維石蠟復(fù)合平板，進(jìn)行吸波性能檢測(cè)，測(cè)試頻段為2-18GHz，最小反射率為-25.4dB，反射率低于-5dB的頻寬為7.9GHz，證明所述的具有電磁波吸收特性的纖維在2-18GHz范圍內(nèi)具有優(yōu)異的吸波性能。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。