[发明专利]新型电磁屏蔽材料及其制备方法

说明书

一种电磁屏蔽材料及其制备方法，属于高性能屏蔽材料技术领域。该电磁屏蔽材料包括依次设置的碳纳米管气凝胶膜、第一屏蔽层和第二屏蔽层，第一屏蔽层为纳米银，第二屏蔽层为钴、镍或四氧化三铁。本发明将碳纳米管制成膜结构气凝胶，以气凝胶为骨架，在碳纳米管表面镀屏蔽材料，制得高性能电磁屏蔽卷材。

技术领域

本发明涉及的是一种高性能屏蔽材料领域的技术，具体是一种电磁屏蔽材料及其制备方法。

背景技术

现有技术中，电磁屏蔽材料通常以刚性固体、橡胶或其他高分子材料为基体，以金属、金属氧化物、碳为填料，利用各种方式进行共混后制备电磁屏蔽材料。质量重的金属或金属氧化物为填料会带来成品质量重、电磁波二次干扰等缺点，且单一体系的填料也会造成电磁屏蔽吸收频带窄。

目前为解决电磁屏蔽吸收频带窄、电磁屏蔽效能差等问题，广大科研工作者提出利用多种体系共混的方法，例如，申请号为201911263739.0的中国专利申请提出将木质素、环氧丙烯酸酯、碳纳米管与纳米四氧化三铁进行复合，制备新型电磁屏蔽材料，解决电磁屏蔽频率窄、电磁屏蔽效果差的问题。申请号为202010339384.5的中国专利申请提出在基体树脂中加入镀金属碳纤维、合金粉末、镀银碳纳米管，通过挤出造粒制备电磁屏蔽复合材料，解决现有技术中电磁屏蔽效果差、拉伸强度低等问题。

但是，现有屏蔽材料中基材普遍采用低导电性或者是绝缘性物质，严重降低了材料的屏蔽效能。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明由此而来。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种电磁屏蔽材料及其制备方法，将碳纳米管制成膜结构气凝胶，以气凝胶为骨架，在碳纳米管表面镀屏蔽材料，制得高性能电磁屏蔽卷材。

本发明涉及一种电磁屏蔽材料，包括依次设置的碳纳米管气凝胶膜、第一屏蔽层和第二屏蔽层，第一屏蔽层为纳米银，第二屏蔽层为钴、镍或四氧化三铁。

优选地，碳纳米管气凝胶膜的厚度为80-1600μm，密度0.01-0.3g/cm³。

优选地，第一屏蔽层厚度为10-50nm。

优选地，第二屏蔽层材料与碳纳米管重量比例为2-20：1。

本发明涉及上述电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，按一定重量比例将碳纳米管、分散剂和水加入真空混料机中，搅拌制得碳纳米管水基凝胶液；

S2，在传送基材表面涂覆一层碳纳米管水基凝胶液，碳纳米管水基凝胶液随传送基材传送至液氮冷冻干燥室，在传送基材表面形成碳纳米管气凝胶前驱体；

S3，碳纳米管气凝胶前驱体随传送基材传送至碳化炉中，烧结碳化，得到碳纳米管气凝胶膜；

S4，将碳纳米管气凝胶膜导入真空溅射设备中，先后沉积第一屏蔽层和第二屏蔽层，最后连续收卷得到电磁屏蔽材料卷材；在进入真空溅射设备前，将碳纳米管气凝胶膜与传送基材剥离。

优选地，碳纳米管、分散剂与水的重量比例为1：1-10：10-200，分散剂为PVA和/或PVP。

优选地，碳纳米管直径10～200nm，长度5～20μm。

步骤S2中，涂覆的厚度为100-2000μm。

优选地，碳化炉温度为100-800℃，连续氮气保护。

优选地，传送基材采用金属薄片材，典型的如铝箔、铜箔，根据工艺需要进行选择，传送基材的传送速率为0.1-1m/min。

优选地，在液氮冷冻干燥室内行走时间为1-2h，在碳化炉中行走时间为1-4h。

技术效果