[发明专利]一种革屑为原料的胶原纤维基电磁屏蔽材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种革屑为原料的胶原纤维基电磁屏蔽材料，该胶原纤维基电磁屏蔽材料是以胶原纤维压制而成，所述胶原纤维表面包覆电磁屏蔽层；所述胶原纤维直径为5‑10um，长度为0.2‑1mm。本发明电磁屏蔽材料制备方式简便快捷，材质轻薄，能提供一定的电磁屏蔽能力，同时使用了大量的革屑废弃物，使用量60wt％以上。

技术领域

本发明属于功能性皮革及其制备技术领域，具体涉及一种革屑为原料的胶原纤维基电磁屏蔽材料及其制备方法。

背景技术

随着现代社会电子设备的迅猛发展与广泛普及，泛滥的电磁污染时时刻刻威胁着人体健康(杨庆浩，微波食品介电特性研究[D]，电子科技大学，2014.)，影响着精密设备的正常运行。

传统的金属基屏蔽材料因其优良的本征导电性被用于电磁屏蔽材料，但其密度大，成本高，易腐蚀，且其屏蔽效能多来自于反射损耗，易对环境造成二次污染，这些缺陷限制了其的使用。而与传统金属屏蔽材料相比，导电聚合物具有密度小，柔韧性好，易加工等特点。聚合物本身不导电，只是作为导电填料的分散相，同时提供一个易成型加工的基体，因此导电聚合物中导电填料含量越高，分散的越好，便更易构建出导电网络，其导电性能与电磁屏蔽性能就越好，但是过多的导电填料会导致团聚，这会造成材料力学性能的下降与材料成本的提高。

作为降低填料使用量的一种方法，混合基体法与隔离结构法的理念都是将导电填料集中在聚合物颗粒界面处来降低填料的使用量与提高构建导电网络的效率，但是这给加工过程也带来了难度与成本提升(George N,Bipinbal P K,Bhadran B,et al.Segregatednetwork formation ofmultiwalled carbon nanotubes in natural rubber throughsurfactant assisted latex compounding:Anovel technique for multifunctionalproperties[J].Polymer,2017,112:264-277.)。而现在最新导电聚合物研究方向是先将导电填料进行导电网络预构建，再进行聚合物的填充，来降低原料成本以及提升聚合物屏蔽性能与力学性能(Zhao S，Yan Y，Gao A.Flexible Polydimethylsilane NanocompositesEnhanced with a Three-Dimensional Graphene/Carbon Nanotube BicontinuousFramework for High-Performance Electromagnetic Interference Shielding[J].ACSApplied MaterialsInterfaces,2018,10(31):26723-26732.)。但这类方法通常涉及冻干，气相沉积等方式，导致生产成本过高，目前只能停留在实验室阶段。

因此除却导电聚合物之外，有研究人员开始探索新的基体来制备电磁屏蔽材料，其需要能够充当导电填料的分散基体，同时相较聚合物能更高效的构建导电网络，提供更多损耗界面，与此同时，其还应当具有成本低，工艺简单等特点。

而源于皮革削匀末的革屑纤维是一种极具潜力的基体材料，其本质是鞣制之后的胶原纤维。胶原纤维表面富含带电官能团，在外界电磁场下能形成偶极子削弱电磁波，同时具有较大的纵横比，容易搭建导电网络。但是胶原纤维本身容易水解，不耐酸碱，热稳定性差，在40℃以上容易变性无法保持形貌，这些条件限制了胶原纤维纳米复合材料的制备与应用。而革屑纤维，在具有纯胶原纤维优点的基础之上兼具有皮革材料优秀的力学，耐水解，热稳定，抗菌性能，是一种非常优秀的生物基材料。