一种柔性吸波纤维织物及其制备方法

本发明属于吸波材料领域，特别涉及一种柔性吸波纤维织物及其制备方法。背景技术：1、随着无线电技术的广泛应用和5g时代的到来，电子设备广泛应用于通信、制造、医药、交通等行业，但随之带来的电磁辐射问题引起众多安全隐患，包括人类健康、通信干扰和环境污染等。此外，在军事领域，雷达隐身可大幅减弱和隐藏武器装备的信号特征，显著增强战场生存与突防能力，是现代化战争中的关键技术。其中，吸波材料是一种可将入射电磁波转化为热能耗散的功能材料，是实现电磁防护、雷达隐身的重要途径。吸波织物兼具电磁波吸收特性和织物本征轻质、柔性可折叠、便携可裁剪等特点，广泛应用于民用防辐射服、军用特种作战服、帐篷等。然而，现有的吸波织物通常采用涂覆、浸渍等方式实现吸波材料在织物表面或内部的分布，使得吸波涂层与基体间粘合不牢固，使用过程或长时间放置时易氧化脱落，织物长期服役性能差；此外，吸波剂的添加容易使基体材料本征柔性降低甚至被破坏，影响织物的柔韧性。技术实现思路1、针对现有材料出现的吸波涂层与基体之间粘合不牢固，使用过程或长时间放置时易氧化脱落等技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种柔性吸波纤维织物及其制备方法。2、本发明提供一种吸波织物，所述吸波织物：含金属-有机框架mofs基材料的弹性体纤维的编织物。3、所述弹性体为热塑性橡胶。4、进一步地，柔性吸波织物：选用金属-有机框架(mofs)基吸波材料zr-mof/ppy为填充物，弹性体作为柔性基底，通过湿法纺丝工艺制得弹性吸波纤维，最后经编织得到柔性吸波织物。5、本发明提供一种吸波织物的制备方法，包括：6、(1)将溶剂、热塑性橡胶、mofs基材料进行球磨；7、(2)球磨完后得到的纺丝液进行超声消泡，得到消泡后的纺丝液，然后湿法纺丝，得到吸波纤维；8、(3)吸波纤维进行编织，得到吸波织物。9、优选地，所述步骤(1)中热塑性橡胶溶于溶剂得到纺丝基底溶液，其浓度在0.05-0.2g/ml，mofs基材料质量占mof基材料与热塑性橡胶总质量的5-30％；所述溶剂为甲苯；所述mofs基材料为mofs基吸波粉体。10、优选地，所述热塑性橡胶为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sebs)；所述mofs基材料为mofs基复合材料材料。11、所述mofs基复合材料材料为zr-mof/ppy。12、所述zr-mof/ppy的制备方法：将有机配体溶解于含有氯氧化锆的n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和无机酸的混合溶液中，随后进行溶剂热反应，最后对产物进行离心、洗涤、干燥处理得到zr-mof。将所得zr-mof与导电聚合物单体均匀分散在溶液中，加入氧化剂搅拌反应，经过离心、洗涤、真空干燥得到所述zr-mof/ppy。13、进一步地，所述有机配体为对苯二甲酸；所述无机酸为盐酸；所述导电聚合物单体为吡咯(py)；氧化剂为氯化铁；dmf的体积按照氯氧化锆的质量计分别为72-78ml/g；盐酸与dmf的体积比为1:(25-30)；zr-mof与吡咯的质量比为1:(1.94-14.54)，氯化铁与吡咯的质量比为(3.12-4.55):1；搅拌反应温度为室温，搅拌反应时间为5-7h；zr-mof洗涤流程为分别用dmf和丙酮依次进行洗涤；zr-mof/ppy洗涤流程为分别用去离子水和乙醇依次进行洗涤；干燥的工艺条件为60-150℃真空干燥20-28h。14、步骤(1)中球磨容器为球磨罐。15、优选地，步骤(1)中具体为：先加入溶剂(甲苯)，再加入热塑性橡胶，球磨10-30min后，再加入zr-mof/ppy继续球磨12-48h。16、所述球磨为以转速200-500rpm的速度球磨。17、优选地，所述步骤(2)中超声消泡时间为30-60min。18、优选地，所述步骤(2)中湿法纺丝为纺丝液先从喷丝针头挤出进入凝固浴成型，再经导丝轴牵伸至收卷轴进行收卷，自然风干1-3h，得到弹性吸波纤维；其中凝固浴为甲醇、乙醇、正丁醇中的一种。19、优选地，所述步骤(2)中湿法纺丝工艺参数为：注射速度0.5-2ml/h，导丝速度5-20rpm，收卷速度5-20rpm，收卷轴往复速度5-20mm/min。20、优选地，所述步骤(3)中吸波织物为平织结构，其中经线为普通无弹性纱线，纬线为湿法纺丝所得弹性吸波纤维，织物大小根据不同波段测试要求编织。21、所述编织经线为普通无弹性纱线，纬线为湿法纺丝所得弹性纤维，采用平织方式进行编织，最终获得柔性吸波织物，织物大小根据不同波段测试要求编织。22、本发明提供一种所述吸波织物在雷达隐身作战服、军用帐篷、电子设备用隐蔽遮盖布领域中的应用。23、本发明制备的柔性吸波织物具有质量轻、柔韧性高的特点，并且对电磁波的吸收频率范围可覆盖c、x和ku波段(4-18ghz)，且吸收率最高超过99.99％，在雷达隐身作战服、军用帐篷、电子设备用隐蔽遮盖布等领域具有巨大的应用前景。24、本发明提供一种基于湿法纺丝工艺的柔性吸波织物制备方法。本发明将mofs基复合材料作为吸波填料与热塑性弹性橡胶混合，通过湿法纺丝工艺得到弹性吸波纤维，最后编织得到平纹结构的柔性吸波织物。通过改变吸波粉体的负载量调节织物吸波性能。25、有益效果26、(1)本发明得到的吸波纤维织物在满足“吸波能力强、吸波频带宽、厚度薄、质量轻”基本要求外，并具备柔性可折叠、便携可裁剪的特点。27、(2)与涂覆型、镀层型、浸渍型吸波织物相比，本发明织物对电磁波衰减能力强，反射损耗较高，在雷达隐身作战服、军用帐篷、电子设备用电磁防护布等领域具有巨大的发展潜力。28、(3)本发明织物吸波范围覆盖c、x和ku波段，电磁波吸收率最高超过99.99％，有望在航天航空、军工、医疗、民用防护等领域广泛应用。技术特征：1.一种吸波织物，其特征在于，所述吸波织物：含金属-有机框架mofs基材料的弹性体纤维的编织物。2.根据权利要求1所述吸波织物，其特征在于，所述弹性体为热塑性橡胶。3.一种吸波织物的制备方法，包括：4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中热塑性橡胶溶于溶剂得到纺丝基底溶液，其浓度在0.05-0.2g/ml；mofs基材料质量占mof基材料与热塑性橡胶总质量的5-30％；所述溶剂为甲苯；5.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中具体为：先加入溶剂，再加入热塑性橡胶球磨10-30min后，再加入mofs基复合材料继续球磨12-48h。6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述球磨转速200-500rpm。7.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中超声消泡时间为30-60min；所述湿法纺丝为纺丝液先从喷丝针头挤出进入凝固浴成型，再经导丝轴牵伸至收卷轴进行收卷，自然风干1-3h；其中凝固浴为醇类溶剂。8.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中湿法纺丝工艺参数为：注射速度0.5-2ml/h，导丝速度5-20rpm，收卷速度5-20rpm，收卷轴往复速度5-20mm/min。9.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中吸波织物为平织结构，其中经线为无弹性纱线，纬线为吸波纤维。10.一种权利要求1所述吸波织物在雷达隐身作战服、军用帐篷、电子设备用隐蔽遮盖布领域中的应用。技术总结本发明涉及一种柔性吸波纤维织物及其制备方法，由金属有机框架(MOFs)基吸波粉体为填充物，热塑性橡胶作为基底材料，通过湿法纺丝工艺制备了弹性吸波纤维，经编织制备得到柔性吸波织物。本发明的柔性吸波织物吸波性能优异，可在C、X、Ku波段具有强的电磁波吸收性能，电磁波吸收率最高超过99.99％，在雷达隐身作战服、军用隐身帐篷、装备用雷达隐蔽遮盖布等领域具有广泛应用前景。技术研发人员：姚晋珍,郑琦,王连军,刘付胜聪,江莞受保护的技术使用者：东华大学技术研发日：技术公布日：2024/7/23