[发明专利]一种吸收型柔性透明电磁屏蔽薄膜的制备方法及产品

说明书

本发明涉及一种吸收型柔性透明电磁屏蔽薄膜的制备方法及产品，属于电磁屏蔽技术领域。其制备方法如下：在清洁后的基板上依次涂覆制备柔性透明高分子膜层I、铁磁纳米线网络结构层和柔性透明高分子膜层II，涂覆制备所述铁磁纳米线网络结构层时，施加磁场使铁磁纳米线的分布构成有序网络结构。由该方法制备的屏蔽薄膜屏蔽效能高、透光率高、柔韧性好，且具有优异的电磁吸波能力，能够有效避免以反射机制为主的屏蔽造成的二次电磁辐射污染，具有良好的工程应用潜力，其制备方法简单易操作，原材料低廉，易于产业化。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽技术领域，具体涉及一种吸收型柔性透明电磁屏蔽薄膜的制备方法及产品。

背景技术

电磁辐射污染已经成为21世纪生态环境最主要的物理污染之一。严重的电磁辐射干扰不仅影响正常的无线通信、危害仪器设备的安全稳定运行，直接或间接地造成严重的经济损失和人员伤亡，而且长期的强电磁辐射可能引起某些组织病变，从而严重威胁人体健康。为此，国内外学者一直致力于开发有效的电磁屏蔽材料，以减少甚至消除电磁辐射带来的不良影响，并取得了良好的效果。然而，随着柔性电子的崛起，特别是可穿戴设备和以便携式可折叠显示器为代表的柔性光电设备的迅猛发展，给传统电磁屏蔽材料带来了极大的挑战。因为，适用于柔性光电器件的屏蔽材料必须具有高的屏蔽效能、高可见光透光率、高柔韧性、超薄、轻质和优良的耐用性。

目前，柔性透明电磁屏蔽主要通过采用金属丝设计并加工(采用光刻、裂纹模板或喷墨印刷法)的周期性规则图案形成微尺度金属网来实现。比如，中国发明专利CN201310122824.1利用二氧化钛溶液龟裂形成的非周期龟裂图案为模板制作出透明非周期金属网状结构；中国发明专利CN201410052260.3在镀金属薄膜上涂覆光刻胶并掩模光刻，然后进行干法或者湿法刻蚀，最后去胶后得到网栅图案；中国发明专利CN201610412201.1采用在导电基板上涂布光刻胶并光刻形成图形结构，然后选择性电沉积金属图形结构，最后通过压印将金属图形结构嵌入柔性基体材料形成电磁屏蔽膜。虽然微尺度金属网可以获得较好的屏蔽效能和透光率，但是其制备往往需要复杂的工艺和昂贵的设备，导致成本高昂。同时，金属线径很难低于30微米，难以实现高可见光透光率的电磁屏蔽，且重复疲劳弯曲特性较差。

近年来，通过研究发现将金属纳米线(主要为银、铜纳米线)分散在溶剂中，并涂覆到柔性衬底上，形成连续的导电网络结构，不仅能够获得良好的透光率和较好的屏蔽效能，而且还具有操作简单、方便、质量好、强度高及成本低的优点，从而成为研制柔性透明电磁屏蔽薄膜的理想方案。比如：香港城市大学的李国耀教授团队(M.J.Hu et al.,Langmuir,2012,28(18):7101-7106)采用迈耶棒辊涂和拉拔杆涂布相结合的方式，制备出聚醚砜(PES)/银纳米线/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)夹层薄膜，且屏蔽效能和透光率分别为23dB(8～12GHz)和81％。四川大学的李忠明教授团队(L.C.Jia et al.,ACS AppliedMaterialsInterfaces,2018,10(14):11941-11949)通过刮刀涂布结合迈耶棒辊涂制备出高柔性海藻酸钙/银纳米线/聚氨酯复合薄膜，且在屏蔽效能为20.7dB(8～12.5GHz)时，透光率可达92％。但是，金属纳米线透明电磁屏蔽薄膜，比如银纳米线透明电磁屏蔽薄膜目前存在两方面的主要问题：一方面，屏蔽效能和透光率是一对难以调和的矛盾。银纳米线含量的增加，有助于构筑致密的导电网络，提高薄膜的导电性获得高屏蔽效能，但是银纳米线含量的增加势必会导致透光率下降；另一方面，以反射机制为主的屏蔽容易造成二次电磁辐射污染。银纳米线网络是反射型屏蔽材料即主要通过将大部分入射电磁波反射回去的方式来实现电磁屏蔽，然而被反射的电磁波并没有被耗散掉，这会引起二次电磁辐射污染，使电磁环境复杂化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种吸收型柔性透明电磁屏蔽薄膜的制备方法；目的之二在于提供一种吸收型柔性透明电磁屏蔽薄膜。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：