一种电磁防护磁保健面料的制备工艺

技术领域

本发明具体涉及一种电磁防护磁保健面料的制备工艺，属于吸波磁保健产品的生产工艺技术领域。

背景技术

保健的含义是指为了保护和增进人体健康、防治疾病所采取的综合措施。

而磁维及其制品具有磁疗的功效常被划入保健纺织品一类。目前，关于磁性纺织品保健功效的机制多种多样尚无统一定论，比如磁场可作用于人体会使人体内生物电和生物高分子磁矩取向产生作用，使生物体产生一系列的理化反应，称之为磁生物效应，如，细胞膜通透性增强，促进细胞内外物质交换，影响神经兴奋性和酶的活性等。磁纤维及其织物中含有永磁物质，它能够源源不断地向外界供应磁场，与人体接触时激活细胞代谢能力，促进身体微循环。磁纤维及其织物能供应恒定磁场，临床医学上静磁场可以促洗成骨细胞，骨骼肌细胞的增殖，加速骨折愈合，抑制和延缓高血压的发生，保护心血管系统，增强红细胞变形能力，降低血黏度，抑制糖尿病生物体高血糖的发展。而且人体血液中充满了铁离子和电解质，有很多的带电分子、离子等， 当血液在磁场中运动，这些铁离子和电解质会受到力的作用而产生热，使包含这些铁离子和电解质的血管扩张，扩张的血管允许更多的血液通过，从而促进了血液循环，并加强了局部组织营养和氧供应。另外地球磁场的衰减和现代化工业破坏了人体周围的磁场平衡，因此需要补充磁场，调节人体周围的磁场平衡而磁纤维制品能够很好的改善这种状况。

在随着社会科技的迅速发展，工业化设备急速增加，目前人们正被各种电磁设备所围绕，电磁辐射对人体危害越来越大，于是人们对如何减少电磁辐射更加关注了，可以吸波的纳米磁性材料制备的电磁吸波面料及其纺织品有着很好的电磁吸波作用，能够对人体有很好的电磁防护效果，因此电磁防护磁保健面料也越来越成为重要的研究对象。

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种电磁防护磁保健面料的制备工艺，为其发展与应用。

本发明提供的一种电磁防护磁保健面料的制备工艺，包括以下步骤：

步骤（1）铁钴氧体凝胶的制备

分别称取一定量的Co(N0

步骤（2）铁钴氧体纳米粉末的制备

铁钴氧体凝胶碾细后装入坩埚中，并置于箱式电阻炉中在一定的温度下煅烧一段时间，将得到的铁钴氧体CoFe

步骤（3）CVD法包覆石墨烯

通过多工位管式反应炉中催化裂解乙炔来合成，先将装有铁钴氧体CoFe

步骤（4）纳米磁性CoFe

采用静电纺丝制备纳米磁性CoFe

步骤（5）纺纱与织造

将制备的纳米磁性CoFe

作为优选，步骤（1）铁钴氧体凝胶的制备包括分别称取6~8g的Co(N0

本方法使用溶胶凝胶法制备铁钴氧体凝胶，其优势在于能够使Co(N0

作为优选，步骤（2）铁钴氧体纳米粉末的制备包括将铁钴氧体凝胶碾细后装入坩埚中，并置于箱式电阻炉中在700~900℃的温度下煅烧2~4h，将得到的铁钴氧体CoFe

在制备铁钴氧体纳米粉末时需要将制备的铁钴氧体凝胶碾细是为了之后煅烧过程中有更大的受热面积，加快铁钴氧体CoFe

作为优选，步骤（3）CVD法包覆石墨烯包括通过多工位管式反应炉中催化裂解乙炔来合成，先将装有1~3g的铁钴氧体CoFe

在CVD法包覆石墨烯中，第一步升温升至350~450℃是为了起到一个预加热的作用，使得CoFe

作为优选，步骤（4）采用静电纺丝制备纳米磁性CoFe

利用超高静电将从喷丝孔喷出的纺丝液在电场力的作用下形成纳米磁性纤维，其具有制备简单、速度快等特点，在收集器上形成纳米磁性纤维容易收集成品率高。

作为优选，步骤（5）纺纱与织造将制备的纳米磁性CoFe

由于制备的纳米磁性纤维具有一定的不含杂、长度较长等特点，需要经过梳棉的工序，并在梳棉的过程中以梳理混合为主，用于放大工作区间隔，减少纤维损伤，也能减少纤维沉积，并于后续纤维转移在进行接下来的纺纱操作。

采用本发明，用纳米磁性CoFe

附图说明

图1是一种电磁防护磁保健面料的制备工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

本发明提供的一种电磁防护磁保健面料的制备工艺，包括以下步骤：

步骤（1）铁钴氧体凝胶的制备

分别称取6g的Co(N0

步骤（2）铁钴氧体纳米粉末的制备

将铁钴氧体凝胶碾细后装入坩埚中，并置于箱式电阻炉中在700℃的温度下煅烧2h，将得到的铁钴氧体CoFe

步骤（3）CVD法包覆石墨烯

通过多工位管式反应炉中催化裂解乙炔来合成，先将装有1g的铁钴氧体CoFe

步骤（4）纳米磁性CoFe

采用静电纺丝制备纳米磁性CoFe

步骤（5）纺纱与织造

制备的纳米磁性CoFe

实施例2：

步骤（1）铁钴氧体凝胶的制备

分别称取6.5g的Co(N0

步骤（2）铁钴氧体纳米粉末的制备

将铁钴氧体凝胶碾细后装入坩埚中，并置于箱式电阻炉中在725℃的温度下煅烧2.5h，将得到的铁钴氧体CoFe

步骤（3）CVD法包覆石墨烯

通过多工位管式反应炉中催化裂解乙炔来合成，先将装有2g的铁钴氧体CoFe

步骤（4）纳米磁性CoFe

采用静电纺丝制备纳米磁性CoFe

步骤（5）纺纱与织造

制备的纳米磁性CoFe

实施例3：

步骤（1）铁钴氧体凝胶的制备

分别称取7g的Co(N0

步骤（2）铁钴氧体纳米粉末的制备

将铁钴氧体凝胶碾细后装入坩埚中，并置于箱式电阻炉中在750℃的温度下煅烧2.5h，将得到的铁钴氧体CoFe

步骤（3）CVD法包覆石墨烯

通过多工位管式反应炉中催化裂解乙炔来合成，先将装有2.4g的铁钴氧体CoFe

步骤（4）纳米磁性CoFe

采用静电纺丝制备纳米磁性CoFe

步骤（5）纺纱与织造

制备的纳米磁性CoFe

实施例4：

步骤（1）铁钴氧体凝胶的制备

分别称取7.5g的Co(N0

步骤（2）铁钴氧体纳米粉末的制备

将铁钴氧体凝胶碾细后装入坩埚中，并置于箱式电阻炉中在775℃的温度下煅烧3.0h，将得到的铁钴氧体CoFe

步骤（3）CVD法包覆石墨烯

通过多工位管式反应炉中催化裂解乙炔来合成，先将装有2.7g的铁钴氧体CoFe

步骤（4）纳米磁性CoFe

采用静电纺丝制备纳米磁性CoFe

步骤（5）纺纱与织造

制备的纳米磁性CoFe

对比例1：

步骤（1）铁钡氧体凝胶的制备

分别称取6g的Ba(N0

步骤（2）铁钡氧体纳米粉末的制备

将铁钡氧体凝胶碾细后装入坩埚中，并置于箱式电阻炉中在700℃的温度下煅烧2h，将得到的铁钴氧体BaFe

步骤（3）CVD法包覆石墨烯

通过多工位管式反应炉中催化裂解乙炔来合成，先将装有1g的铁钴氧体BaFe

步骤（4）纳米磁性BaFe

采用静电纺丝制备纳米磁性BaFe

步骤（5）纺纱与织造

制备的纳米磁性BaFe

对比例2：

步骤（1）铁钡氧体凝胶的制备

分别称取6.5g的Ba(N0

步骤（2）铁钡氧体纳米粉末的制备

将铁钡氧体凝胶碾细后装入坩埚中，并置于箱式电阻炉中在750℃的温度下煅烧2h，将得到的铁钴氧体BaFe

步骤（3）CVD法包覆石墨烯

通过多工位管式反应炉中催化裂解乙炔来合成，先将装有1.5g的铁钴氧体BaFe

步骤（4）纳米磁性BaFe

采用静电纺丝制备纳米磁性BaFe

步骤（5）纺纱与织造

制备的纳米磁性BaFe

将实例1至4及对比例1和2制得的电磁防护磁保健面料试样进行性能测试，具体检测方法如下：

顶破测试

采用INstron3365型材料试验机，将面料试样裁剪成直径为45±0.5mm的圆片，每种样品织物各裁5块，参照GB/T 19976-2005《纺织品 顶破强力的测定 钢球法》进行测试，多次测试取平均值。

透湿性能测试

采用瑞士TEXTEST公司生产的Fx3150型全自动织物透湿量测试仪，将试样裁成直径为70mm的圆片，每种织物各裁3块，参照GB/T 12704.2-2009《纺织品 织物透湿性试验方法第2部分 蒸发法》进行测试，多次测试取平均值。

吸波性能测试

采用型号为AV3296型号矢量网络分析仪测试不同面料样品的介电常数和磁导率。然后再通过测出来的电磁参数计算RL值，RL值越小，吸波能力越好，多次测试计算取平均值。

磁性耐久测试

参照GB/T 8629-2001《纺织品 试验用家庭洗涤和干燥程序》将试样裁成30cm×30cm尺寸大小，每种面料织物各裁7块，并取一块100cm×100cm尺寸大小的纯棉机织物作陪洗织物，通过进行洗涤，摊平晾干。磁性织物表面磁感应强度采用瑞士Metrolab磁场强度测试仪进行测试面料样品洗涤前和每次洗涤结束后各磁性织物的表面磁感应强度，多次实验去平均值。

表1 顶破性能测试结果

由表1中可知，实施例1至4均比对比例1和2有着更高的抗顶破性能，复合服装应用纺织物对顶破性能的要求。对比实施例1至4可以得出，随着磁性纤维的含量增加，面料的抗顶破性能越好，这是由于磁性纤维能够加强纺织过程中其他织物纤维的韧性强度，使得纺纱之后的织线的力学强度更好。而对比例中由于使用的铁钡氧体相较于铁钴氧体其磁性纤维内部具有较大量的缺陷，一定程度上降低了磁性纤维的力学强度，因而对比例相较于实施例的顶破性能较差。

表2 各实施例和对比例透湿量测试结果

由表2可得，对比实施例1至4和对比例1和2可得实施例的透湿性能大于对比例的透湿性能，符合日常使用纺织品的透湿性能要求。织物的透湿性是指水汽透过织物的能力，相同时间内不同织物可能蒸发的水量不同，蒸发的水量越大，织物透湿性越好。从试验结果中可以看出，随着纳米磁性纤维的含量增加，透湿性能变化差距不大，极大的提高了纺织品日常使用的便捷适用性。对比例使用了铁钡氧体作为纳米磁性纤维的主要磁性来源，由于其表面缺陷较多，吸湿性能较高，导致其透湿性能有所下降。

表3 各实施例和对比例吸波性能测试结果

由表2可得，对比实施例1至4吸波能力比对比例1和2强。这是由于实施例使用的铁钴氧体中的钴元素为元素周期表的副族元素拥有比主族元素钡元素更多的核外高能电子，因而铁钴氧体拥有更强的介电常数、电磁损耗和介电损耗性能，测试得到的RL值越低，其吸波性能越好。其制备的磁保健面料更能保护人体减少外界电磁辐射的危害，保护人体的健康。

表4 磁性耐久测试结果

由表4可得，各实施例和对比例均有较良好的磁性耐久性能，洗涤前后的最大值和平均值的落差都不大，这是由于铁钴氧体和铁钡氧体均属于永磁体，其磁性耐久性强。由于铁钴氧体的磁性比铁钡氧体的磁性更高，在制备成磁保健面料时对人体的磁保健效果更好。而且使用本方法制备的电磁防护磁保健面料及其制品在洗涤前后面料表面产生的茸毛较少，磁性纤维含量的损失很少，也使得面料的磁性耐久性能提升，提高了产品的使用寿命。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明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，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。