[发明专利]基于等离子改性的纳米银原位生成镀银方法及镀银织物

说明书

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽领域，尤其涉及电磁屏蔽材料，具体是指一种基于等离子改性的纳米银原位生成镀银方法及镀银织物。

背景技术

等离子体被认为是除固态、液态和气态之外的第四种形态。它是由离子、电子和中子粒子所组成的电离气体，整体显中性，其材料表面改性的作用机理主要归结为高能粒子的非弹性碰撞。等离子体分为高温等离子体和低温等离子体。一般来说，高温等离子体主要应用于金属表面改性，而高分子材料表面改性主要采用低温等离子体。通过等离子体改性材料表面可提高其表面的亲水性、抗凝血性、抗菌性、生物相容性、抗静电性等特性。与其它方法相比，等离子体表面改性具有很多优点，例如，等离子体具有更高的温度和能量密度，在等离子体的辅助作用下易产生活性成分，从而引发在常规化学反应中不能或难以实现的物理变化和化学变化，活性成分包括紫外和可见光子、电子、离子和自由基，可以精确地控制表面处理工艺参数，对表面进行微观改性，并且等离子体处理具有节省能源，减少污染等特点，对环境保护和实现可持续发展显得更有意义。

镀银织物是目前被广泛应用的一种电磁屏蔽材料，通常采用化学镀银的方法，使银离子还原成银颗粒后沉积在织物表面。整个反应过程需要消耗大量的化学试剂，污染严重。而且，由于化学纤维表面具有疏水性，使得敏化剂、催化剂在织物表面分布不匀，令还原后沉积的镀银层厚度不一。由于这种金属层的不均匀性导致镀层织物的表面电阻升高，电磁防辐射效果下降。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种具有单一形貌和均匀直径的银纳米球的银层的基于等离子改性的纳米银原位生成镀银方法及镀银织物。

为了实现上述目的，本发明具有如下构成：

该基于等离子改性的纳米银原位生成镀银方法，其主要特点是，所述的方法包括：

(1)将已经过去油处理的涤纶或锦纶织物放入使用介质阻挡放电技术的低温等离子体处理设备中进行等离子处理；

(2)将经过等离子处理的织物放入反应容器中，先取10％的配制好的硝酸银溶液加入到反应容器中，使Ag⁺在被刻蚀的织物表面均匀吸附；

(3)先取10％配制好的NaBH₄溶液与配制好的聚乙烯吡咯烷酮溶液混合，在5分钟时间内缓慢加入到反应容器中，使吸附在织物表面的银离子在原位还原成纳米银微粒，形成晶种；

(4)还原反应10分钟后，分别加入余下的硝酸银溶液和NaBH₄溶液，并温度逐渐加热至保温，溶液中的银离子被不断的还原成纳米银微粒并向织物表面的银微粒晶种聚集，其中保持溶液均匀循环，直至溶液澄清，反应结束产生镀银织物。

优选地，所述的等离子处理的处理时间为0.5～20min，极板间距4～10mm，气氛为氧气，放电功率60～100w。

更优选地，所述的Ag⁺吸附过程中溶液温度控制在25～30度，银离子吸附时间为10～20分钟；并保持溶液均匀循环。

进一步优选地，所述的硝酸银溶液、所述的NaBH₄溶液与所述的聚乙烯吡咯烷酮溶液在配制时均使用超纯水配制，其中所述的聚乙烯吡咯烷酮溶液选择平均分子量为40000的聚乙烯吡咯烷酮，所述的聚乙烯吡咯烷酮的加入量控制在反应溶液总容量的0.05～0.25克/升。

更进一步优选地，所述的加热过程是以1℃/分钟的速度将反应温度逐渐加热到60℃，然后保温。

基于等离子改性的纳米银原位生成镀银方法生产的镀银织物，所述的镀银织物在经过等离子处理后，织物失重率为0.1～0.35％，表面刻蚀深度为10～45nm。

优选地，所述的镀银织物在反应结束后的表面电阻小于0.1Ω，在10MHz～6GHz频率范围内电磁屏蔽效率达99.9999％。

采用了该发明中的方法通过等离子体表面处理改性法及镀银织物，使合成纤维表面发生分裂、刻蚀，纤维表面形成微凹坑和一些微细裂纹，纤维的表面积增加，提高纤维表面的润湿性；纤维表面的刻蚀同时也使金属镀层与纤维的结合牢度增强；经过氧气等离子体工艺处理后，在纤维表面接入了亲水性、极性基团(—COOH，＝C＝O)，更有利于银离子的附着，在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在的情况下，以硼氢化钠(NaBH₄)为还原剂将附着在纤维表面的银离子直接还原成纳米银微粒，在已经刻蚀的纤维表面原位生成连续致密的银层。本方法工艺简单，节能环保，降低成本，生产的镀银织物镀银层均匀致密，结合力强，适合大规模推广。