[发明专利]碳纤维毡/银纳米线/聚偏氟乙烯复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了碳纤维毡/银纳米线/聚偏氟乙烯复合材料的制备方法，具体为：将乙丙醇溶液与银纳米线溶液混合，得到银纳米线/乙丙醇溶液；将聚偏氟乙烯颗粒溶于N,N‑二甲基甲酰胺中进行水浴反应，得到聚偏氟乙烯/N,N‑二甲基甲酰胺溶液；再将柔性碳纤维毡浸泡在银纳米线/乙丙醇溶液中，放置在贴有聚四氟乙烯膜的培养皿中，干燥，重复九次，之后在聚偏氟乙烯/N,N‑二甲基甲酰胺溶液中浸泡，放置在贴有聚四氟乙烯膜的培养皿中，干燥，得到碳纤维毡/银纳米线/聚偏氟乙烯复合材料。本发明的方法，不仅工艺简单，安全性高，能够满足多种电子产品应用需求，同时实现了低的填料含量、较大的屏蔽层厚度以及高的电磁屏蔽性能。

技术领域

本发明属于高分子复合材料制备技术领域，具体涉及碳纤维毡/银纳米线/聚偏氟乙烯复合材料的制备方法。

背景技术

近些年来，石墨烯，碳纳米管，过渡金属氧化物/碳氮化物等嵌入导电填料的导电高分子复合材料因其质量轻，易于制造，耐腐蚀性好及在较宽的频率范围内具有优异的吸收和反射电磁辐射的性能等优点而受到人们的广泛关注，但对于包含导电填料的导电聚合物复合材料通常需要较大的屏蔽层厚度，且具有良好的屏蔽效果，这将会限制其在航空航天，小型便携式电子设备和高集成度集成电路通信设备中的实际应用。

为解决电磁干扰引起的各种问题，对聚合物基、金属基和碳基材料进行了研究。然而，大多数金属及金属化合物密度高，韧性差，加工困难，易于腐蚀和可设计性差，这会极大的限制了其在电磁屏蔽中的应用。

碳基材料具有低密度，高电导率和良好的热性能等优点，被认为是电磁干扰屏蔽材料的理想选择，然而，纯碳材料在好氧条件下易于氧化，为解决此类问题及获得较大厚度的电磁屏蔽材料，采用简单的溶液包覆法；将柔性碳纤维毡作为基材，选用银纳米线作为导电元件，由于柔性碳纤维毡本身的粗糙性和好孔性，使其作为柔性基材很容易使银纳米线发生沉积和粘附，致密的银纳米线层有利于电磁屏蔽性能的提高。为进一步稳定柔性碳纤维毡表面的银纳米线网络结构，在银纳米线层的表面上合成了聚偏氟乙烯层。对于这种超高电磁屏蔽性能复合材料的制备，加工简单，产品性价比高，被认为是在超高电磁屏蔽性能应用中研究的一种新的热点。

发明内容

本发明的目的在于提供碳纤维毡/银纳米线/聚偏氟乙烯复合材料的制备方法，解决了现有技术中复合材料电磁屏蔽性能低的问题。

本发明所采用的技术方案是，碳纤维毡/银纳米线/聚偏氟乙烯复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将乙丙醇溶液与银纳米线溶液混合，用漩涡混合器将混合溶液搅拌，得到质量浓度为2mg/ml的银纳米线/乙丙醇溶液；

步骤2、将聚偏氟乙烯颗粒溶于N,N-二甲基甲酰胺中，进行水浴反应，得到质量浓度为100mg/ml的聚偏氟乙烯/N,N-二甲基甲酰胺溶液；

步骤3、将柔性碳纤维毡浸泡在银纳米线/乙丙醇溶液中，随后放置在贴有聚四氟乙烯膜的培养皿中，干燥，重复浸泡干燥九次，得到九层银纳米线包覆的碳纤维毡织物；

步骤4、将九层银纳米线包覆的碳纤维毡织物在聚偏氟乙烯/N,N-二甲基甲酰胺溶液中浸泡，随后放置在贴有聚四氟乙烯膜的培养皿中，干燥，得到碳纤维毡/银纳米线/聚偏氟乙烯复合材料。

本发明的特点还在于，

步骤1中，搅拌时间为0.5～1h。

步骤2中，反应温度为80℃～90℃，反应时间为1～2h。

步骤3中，浸泡时间均为1～3s，干燥温度均为40℃～60℃，干燥时间均为30min～60min。

步骤4中，浸泡时间为1s～3s。

步骤4中，干燥温度为40℃～60℃，干燥时间为2h～3h。

本发明的有益效果是：