[发明专利]一种棉纤维基柔性碳复合薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种棉纤维基柔性碳复合薄膜及其制备方法，属于电磁屏蔽技术领域。其制备方法按照以下步骤进行：首先配置铁酸钴磁性纳米粒子前驱体溶液，然后将棉质无纺布均匀浸渍于磁性纳米粒子前驱体溶液中，浸渍完成后将其高温热处理，制得棉纤维基碳薄膜，然后将聚酰胺酸树脂溶液均匀涂覆在棉纤维基碳薄膜上，并在240～300℃条件下进行热亚酰胺化，最终得到棉纤维基柔性碳复合薄膜。与常规电磁屏蔽薄膜材料相比，本发明所制备的棉纤维基柔性碳复合薄膜制备成本低，原材料来源广泛，同时具有耐高温，柔韧性好，电磁屏蔽性能优良等特性。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽技术领域，具体涉及一种柔性棉纤维基柔性碳复合薄膜及其制备方法。

背景技术

随着电子信息技术不断发展，电磁波在给人们带来巨大便利的同时也带来了大量的电磁波辐射。其中，电磁波会对一些高精度，操作环境要求高的仪器设备造成干扰或损坏，同时，电磁波在一定程度上也会威胁人们的身体健康。为防范电磁波造成的干扰与影响，使用电磁屏蔽材料对电磁波进行防护具有重要意义，并且目前已经发展出多种类型的电磁屏蔽材料，其中部分已经得到了工业化应用。

目前制备电磁屏蔽薄膜的方法有很多种。其中，金属基电磁屏蔽材料由于其优异的导电性能，可以有效地反射电磁波从而对电磁波形成屏蔽。然而，其同时也具有比重大，耐腐蚀性差，加工环境污染大等缺点。例如CN207969296，CN106102428，CN207885101等专利公开的拥有导电胶层、镀金属屏蔽层、保护膜层等多种功能层复合而成的电磁屏蔽薄膜，其设计出来的电磁屏蔽薄膜具有良好的电磁屏蔽性能，但是也会出现一些问题，例如制作工艺较为复杂，在高温环境下，金属层会出现氧化断裂等问题，导电胶层也会出现失效劣化等情况。从而导致其电磁屏蔽性能下降。

而聚合物基电磁屏蔽复合材料凭借其质量轻、导电性好、耐腐蚀、丰富的结构可设计性等优势，日渐成为电磁屏蔽材料的重要发展方向。如CN105731436，CN104650498，CN105744817和一些文献资料(Flexible graphene polymer composite films insandwich structures for effective electromagnetic interferenceshielding.Carbon,2014,66-67)和(AuCl₃掺杂石墨烯的电磁屏蔽特性研究,光学仪器,2014,36:438-442)等公开的以石墨烯为基底或作为填料加入到聚合物中复合而成的电磁屏蔽薄膜，使其导电性能和电磁屏蔽效能都得到了极大提升，但当加入过高含量的石墨烯时，则容易产生石墨烯的团聚与分散性问题，使材料的综合性能大打折扣。专利CN110128825，CN102321338，CN106279937和文献资料(Stretchable and durableconductive fabric for ultrahigh performance electromagnetic interferenceshielding.Carbon,2019,144:101-108)和(Segregated hybrid polymethylmethacrylategraphene magnetite nanocomposites for electromagnetic interferenceshielding.ACS applied materialsinterfaces,2017,9:14171-14179)等报道的利用导电组分与聚合物进行共混的方法，并利用聚合物优异的可加工性制备出电磁屏蔽薄膜。所制备的电磁屏蔽薄膜具有耐腐蚀，抗氧化性能好，导电性高等特点，但如果要达到优异的电磁屏蔽性能，其导电填料的所需量往往很高，但此又会影响到材料的力学性能。

综上所述，以上现有技术所制备的电磁屏蔽材料，难以满足特殊环境下的高性能材料使用需求，如“轻，薄，柔，强”等综合性能需求。

发明内容：