阅读说明：本技术 一种电磁屏蔽包芯纱及其制备工艺 (Electromagnetic shielding core-spun yarn and preparation process thereof ) 是由 方招祥 于 2020-12-21 设计创作，主要内容包括：本申请涉及纺纱技术领域,具体公开了一种电磁屏蔽包芯纱及其制备工艺,该电磁屏蔽包芯纱由芯纱和余量的外包纱组成,所述芯纱为改性氨纶丝,所述外包纱包括涤纶纤维、腈纶纤维以及羊毛纤维中的一种或者两种；改性氨纶丝由包含以下重量份的原料制得：聚氨酯颗粒75-85份、防辐射添加剂2-4份、钛酸酯偶联剂0.5-0.8份、分散剂0.8-1.2份,防辐射添加剂由镀银铜粉和碳化硅粉组成；其制备工艺为：将改性氨纶丝进行预牵伸；将外包纱与预牵伸后的改性氨纶丝混合,得到包芯纱；将电磁屏蔽涂料均匀涂于包芯纱表面,并进行干燥冷却得到电磁屏蔽包芯纱成品；本申请的电磁屏蔽包芯纱具有电磁屏蔽和服用舒适的优点；本申请的制备工艺具有提高包芯纱电磁屏蔽性能和电磁屏蔽性分布均匀的优点。(The application relates to the technical field of spinning, and particularly discloses an electromagnetic shielding core-spun yarn and a preparation process thereof, wherein the electromagnetic shielding core-spun yarn consists of a core yarn and the balance of an outer covering yarn, the core yarn is a modified spandex yarn, and the outer covering yarn comprises one or two of polyester fiber, acrylic fiber and wool fiber; the modified spandex filament is prepared from the following raw materials in parts by weight: 75-85 parts of polyurethane particles, 2-4 parts of radiation-proof additive, 0.5-0.8 part of titanate coupling agent and 0.8-1.2 parts of dispersing agent, wherein the radiation-proof additive consists of silver-plated copper powder and silicon carbide powder; the preparation process comprises the following steps: pre-drafting the modified spandex filament; mixing the outer covering yarn with the pre-drafted modified spandex yarn to obtain a covering yarn; uniformly coating the electromagnetic shielding coating on the surface of the core-spun yarn, and drying and cooling to obtain an electromagnetic shielding core-spun yarn finished product; the electromagnetic shielding core-spun yarn has the advantages of electromagnetic shielding and comfortable taking; the preparation technology of the application has the advantages of improving the electromagnetic shielding performance of the core-spun yarn and enabling the electromagnetic shielding performance to be distributed uniformly.)

具体实施方式

以下对本申请作进一步详细说明。

制备例1：一种改性氨纶丝，所包括的具体组分及其重量如表1所示，按照如下步骤制得：

S1:将镀银铜粉与碳化硅粉进行混合，混合均匀后得到混合后的防辐射添加剂.其中镀银铜粉中银与铜粉的质量比为1:10；

S2:将防辐射添加剂、钛酸酯偶联剂、分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚进行充分混合，混合均匀后获得第一混合物；

S3:将聚氨酯颗粒进行真空干燥，干燥至聚氨酯颗粒的含水量为2％，干燥完毕后加入第一混合物并在螺杆挤出机中进行高温熔融，高温熔融的温度为280℃，螺杆挤出机的速度为100r/min、压力60MPa；高温熔融后通过40目的金属网进行过滤,去除杂质后得到第二混合物；

S4:对第二混合物进行分配，分配完毕后进行纺丝、喷丝后绕卷并进行分纤，得到改性氨纶丝。

注：分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚的用量为0.8kg。

制备例2：一种改性氨纶丝，与制备例1的区别在于，各组分及其重量不同，所包括的具体组分及其重量如表1所示。

制备例3-4：一种改性氨纶丝，与制备例2的区别在于，分散剂的组分及重量不同，所包括的具体组分及其重量如表1所示。

制备例5-6：一种改性氨纶丝，与制备例4的区别在于，在步骤S2中加入羟甲基纤维素，所包括的具体组分及其重量如表1所示。

表1制备例1-6的具体组分及重量

制备例7：一种改性氨纶丝，与制备例6的区别在于，步骤S3中干燥后的聚氨酯颗粒含水量为0.01％。

制备例8：一种改性氨纶丝，与制备例7的区别在于，步骤S3中干燥后的聚氨酯颗粒含水量为3％。

实施例

各实施例中的组分及生产厂家如表2所示。

表2组分及生产厂家

组分	生产厂家
		镀银铜粉	深圳市夏特科技有限公司
碳化硅粉	安阳市嘉尔硅业有限公司
		环烷硫酸钠	湖北津乐达科技有限公司
聚乙烯吡咯烷酮	连云港荣禾新材料科技有限公司
		聚氨酯颗粒	河北河间市天海塑业有限公司
涤纶纤维	临沂祥久包装材料有限公司
		腈纶纤维	瑞宁环境科技有限公司
羊毛纤维	山东奥博环保科技有限公司
		丙烯酸树脂	东莞市鼎信塑胶原料有限公司
石墨烯	河南六工石墨有限公司
		纳米二氧化硅	山东省寿光市昌泰微纳化工厂
硅烷偶联剂	寿光市隆泰新材料科技有限公司
		碳纤维	威海光威复合材料有限公司
乙醇	济南双盈化工有限公司
		钛酸酯偶联剂	南京全希化工有限公司
羟甲基纤维素	任丘市岩鼎化工有限公司
		脂肪醇聚氧乙烯醚	邢台鑫蓝星科技有限公司

实施例1:

一种电磁屏蔽包芯纱，所包括的具体组分以及重量如表3所示，由以下步骤制得：

B1:将由制备例1制得的改性氨纶丝进行预牵伸，预牵伸倍数为3，得到预牵伸后的氨纶丝。

B2:将外包纱与预牵伸后的氨纶丝在前罗拉钳口混合，混合完毕后得到包芯纱；

B3:将丙烯酸树脂、硅烷偶联剂、乙醇和水混合，混合均匀后，加入石墨烯和纳米二氧化硅充分混合，混合均匀后得到电磁屏蔽涂料；

B4:将电磁屏蔽涂料均匀涂于包芯纱表面，喷涂到电磁屏蔽包芯纱的厚度为0.08mm；涂装完毕后，进行干燥冷却后得到电磁屏蔽包芯纱成品。

实施例2-4:一种电磁屏蔽包芯纱，与实施例1的区别在于，外包纱的组分及重量不同，所包括的具体组分及其重量如表3所示。

实施例5-6:一种电磁屏蔽包芯纱，与实施例4的区别在于，在步骤B3中加入碳纤维，所包括的具体组分及其重量如表3所示。

表3实施例1-6的具体组分及重量

实施例7:一种电磁屏蔽包芯纱，与实施例6的区别在于，电磁屏蔽涂料中不含有石墨烯、纳米二氧化硅、碳化硅。

实施例8-14:一种电磁屏蔽包芯纱，与实施例6的区别在于，采用制备例2-8制得的改性氨纶丝，且实施例8-14分别对应制备例2-8。

实施例15:一种电磁屏蔽包芯纱，与实施例13的区别在于，步骤B1中的预牵伸倍数为4.5，步骤B3中将电磁屏蔽涂料均匀喷涂到包芯纱表面的厚度为0.12mm。

实施例16:一种电磁屏蔽包芯纱，与实施例15的区别在于，步骤B3中将电磁屏蔽涂料均匀喷涂到包芯纱表面的厚度为0.2mm。

对比例1:一种包芯纱，与实施例1的区别在于，用等量的氨纶丝替代改性氨纶丝。

对比例2:一种包芯纱，与实施例1的区别在于，用等量锦纶纤维作为外包纱。

对比例3:一种包芯纱，与实施例1的区别在于，采用等量的镀银铜粉替代碳化硅粉。

对比例4:一种包芯纱，与实施例1的区别在于，采用等量的碳化硅粉替代镀银铜粉。

对比例5:一种包芯纱，与实施例1的区别在于，不含有防辐射添加剂。

对比例6:一种包芯纱，由以下组分组成：由芯纱和包覆纱组成，所述芯纱采用25dtex的壳聚糖载银涤纶纱，所述包覆纱采用线密度为18dtex的氨纶丝。

按照下述步骤进行：

步骤1：在搅拌下将用量为2％的壳聚糖加入到乙酸溶液中，待壳聚糖完全溶解后，加入用量为2％的硝酸银溶液，在避光条件下搅拌0.5h至均匀分散，经紫外线照射1h获得壳聚糖载银抗菌整理剂；

步骤2：将涤纶纱浸入所述壳聚糖载银抗菌整理剂中，浸渍温度为25℃，浸渍时间为1h，二浸二压得到整理后的壳聚糖载银涤纶纱；

步骤3：将整理后的壳聚糖载银涤纶纱在真空红外干燥箱内50℃温度下烘烤1h，得到烘干的壳聚糖载银涤纶纱；

步骤4：以壳聚糖载银涤纶纱为芯纱，以氨纶丝包裹在外层，形成包芯纱。

检测方法

实验一：电磁屏蔽效能实验

实验样品：采用实施例1-16以及对比例1-6制成圆形，厚度为5mm，外径115mm，开孔孔径12mm，并将由实施例1-16得到的试样分别命名为实验样品1-16，将由对比例1-6得到的试样分别命名为对比样品1-6，实验样品1-16以及对比样品1-6均有5个。

实验仪器：德国R&S公司的ESCS30型EMI测量接收机；美国HP公司的8491B/10dB型衰减器。

实验方法：根据国标SJ 20524-1995的《材料屏蔽效能的测试方法》中的电磁屏蔽效能测试对实验样品1-16以及对比样品1-6进行电磁屏蔽效能实验，电磁频率为1000MHz。

实验结果：实验样品1-16以及对比样品1-6的电磁屏蔽效能实验结果如表4所示。

实验二：使用感评价实验实验样品：采用实施例1-16以及对比例1-6应用于毛衣上，毛衣的尺寸为19mm×25mm，并将由实施例1-16得到的毛衣分别命名为实验样品1-16，将由对比例1-6得到的毛衣分别命名为对比样品1-6，实验样品1-16以及对比样品1-6均有5个。

实验对象：招募同一地区的25-35岁的健康中国人220名，平均分成22个实验组，且分别对应实验样品1-16和对比样品1-6。

评价方法：实验对象分别穿着实验样品1-16以及对比样品1-6。两天后，对实验样品1-16以及对比样品1-6的进行打分，打分标准如下：

透气性打分：1-10分，透气性分值越高，透气性越差分值越低；

柔软度打分：1-10分，柔软度越高分值越高，手感越硬分值越低；

穿着舒适度打分：1-10分，穿着越舒适分值越高，穿着越不舒适分值越低。

打分后，取每个实验组的打分平均值作为最终的使用感评价分数。

实验结果：实验样品1-16以及对比样品1-6的使用感评价结果如表4所示。

表4实验样品1-16以及对比样品1-6的电磁屏蔽性能和使用感实验结果

由表4的实验数据可知，实验样品1-16的电磁屏蔽效能为31.7-37.1dB，透气性评分为8.1-9.9、柔软度评分为8-9.8、穿着舒适度为7.9-9.7；对比样品1-6的电磁屏蔽效能为12.9-28.4dB，透气性评分为5.3-6.5、柔软度评分为5.1-6.6、穿着舒适度为5.4-6.9；说明实验样品1-15的电磁屏蔽效能比对比样品1-6强，且由电磁屏蔽包芯纱组成的织物具有较好的透气性、柔软度以及穿着舒适度。

对比实验样品1-2以及对比样品1-6可知，通过对氨纶丝进行改性，将防辐射添加剂添加于氨纶丝中，使得氨纶丝具有较高弹性和柔软度的同时，提高包芯纱的电磁屏蔽能力；防辐射添加剂由镀银铜粉和碳化硅粉组成；首先银和铜的导电性较好，可以将电磁骚扰源限制在一定范围内，从而使骚扰源从屏蔽体的一面耦合或辐射到另一面时受到抑制或者衰减；但由于银的价格昂贵，而铜容易被氧化，银具有较好的抗氧化性，通过化学镀或者电镀的方法在铜粉表面镀银后，使得具有较好的电磁屏蔽性能的同时也可以稳定存在；另外碳化硅粉的导电性也较好，碳化硅粉具有较好的高热导性、高击穿场强的能力，通过与镀银铜粉两者共同配合，赋予改性氨纶丝电磁屏蔽性能；对比实验样品2-4可知，外包纱采用涤纶纤维、腈纶纤维或者羊毛纤维其中的一种或者两种作为外包纱；涤纶纤维具有较高的强度和良好的弹性；羊毛纤维的纤维细软，且透气性较好，从而赋予包芯纱外层较好的透气性、柔软度，进而提高包芯纱的使用感。

对比实验样品4-7可知，在电磁屏涂料中加入石墨烯和纳米二氧化硅；石墨烯可以作为电磁干扰屏蔽材料，石墨烯的结构有利于提高多次的表面反射损耗；石墨烯是片状结构，通过面与面的接触实现导电通路，进而提高包芯纱的电磁屏蔽效果。纳米二氧化硅一方面与石墨烯配合提高电磁屏蔽效能，一方面纳米二氧化硅中的微孔结构，增加了由包芯纱制成的衣物的透气性，进而提高舒适的使用感；电磁屏蔽涂料中的碳纤维具有优良的导电性，随着碳纤维掺量的增加，均匀分散在电磁屏蔽涂料中的碳纤维增多，碳纤维间的距离变小，相互搭接的数量增多，由碳纤维在电磁屏蔽涂料中形成的导电通路增多，所以电磁屏蔽的电阻率随着碳纤维掺量的增加而降低。当碳纤维掺量增加到一定程度之后，复合砂浆中形成大量稳定的导电网络，此时电磁屏蔽涂料中以碳纤维形成的导电网络为主，从而进行电磁屏蔽。

对比实验样品6、实验样品8-10可知，采用环烷硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮作为改性氨纶丝的分散剂，提高改性氨纶丝中电磁屏蔽效能的均匀性；对比实验样品10-12可知，改性氨纶丝的羟甲基纤维素与分散剂共同作用，改善整个改性氨纶丝体系的稳定性，进一步提高包芯纱的电磁屏蔽效能的均匀性。对比实验样品12-14可知，含水量较高时，包芯纱的使用感评价较差，这是由于当聚氨酯颗粒中含水量较高时，与防辐射添加剂、钛酸酯偶联剂以及分散剂混合效果较差，同时高温熔融状态下容易出现改性氨纶丝断裂的情况，从而影响使用感；对比实验样品14-16可知，涂膜厚度较薄时，电磁屏蔽效能较差，当涂膜厚度较大时，容易导致包芯纱的透气性较差，进而影响包芯纱的服用品质；将喷涂的电磁屏蔽涂料的厚度控制合适的范围内时，既可以提高电磁屏蔽效能也保证穿着者的舒适性。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。