[发明专利]一种磁电耦合型电磁屏蔽薄膜及制备方法和应用

说明书

本发明属于电磁屏蔽材料技术领域，公开一种三元复合导电填料由磁性Fe₃O₄纳米粒子负载于银纳米线插层石墨烯复合材料表面得到；公开了一种磁电耦合型电磁屏蔽薄膜，由三元复合导电填料、聚乙烯醇和水组成的浆料流延、干燥而成；公开一种磁电耦合型电磁屏蔽薄膜的制备方法，通过原位合成法在一维银纳米线表面包覆聚多巴胺形成核壳复合结构，然后与层状石墨烯复合得到银纳米线插层石墨烯复合材料，再将磁性Fe₃O₄纳米粒子负载于复合材料表面得到三元复合导电填料，再加入聚乙烯醇水溶液中并流延制得磁电耦合型电磁屏蔽薄膜。本发明公开的磁电耦合型电磁屏蔽薄膜具有良好的柔韧性电磁屏蔽性能，在柔性电磁屏蔽领域有着良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽材料技术领域，更具体的说是涉及一种磁电耦合型电磁屏蔽薄膜及制备方法和应用。

背景技术

现代电子技术的飞速发展在极大方便社会生活的同时也带来了严重的电磁干扰，而现代电子设备质轻和高度集成化的发展趋势对电磁屏蔽材料提出了越来越高的要求，聚合物由于其独有的特性如粘弹性、耐腐蚀和良好的加工性能等在电磁屏蔽薄膜领域扮演着重要角色。

其中，聚乙烯醇(PVA)分子链中含有大量的羟基基团，具有非常好的水溶性和成膜性，并且与无机填料具有良好的相容性，此外还属于环境友好型高分子材料，在环境中可被完全生物降解，废弃后不会对环境造成二次污染。但是，聚乙烯醇的导电性能差，不利于电磁屏蔽，因此将导电填料与聚乙烯醇混合以聚乙烯醇基体的电导率，能够显著提高薄膜的电磁屏蔽性能。

而一维银纳米线具有较高的电导率和较大的长径比，由于能够在聚合物基体中形成导电网络结构有利于电磁波的反射和吸收衰减而被广泛应用于电磁屏蔽材料。但是，银纳米线之间互相接触时会产生巨大的接触电阻导致电导率下降，严重限制其在电磁屏蔽材料中的应用，对银纳米线进行表面改性有望降低其接触电阻。此外，阻抗匹配能够大幅度提高电磁屏蔽材料的屏蔽效能，当材料表面的阻抗与自由空间的特征阻抗接近时达到理想的最佳阻抗匹配，入射电磁波可尽可能多地进入材料内部被损耗。将高电导率和具有较强磁性的填料相结合有望提高导电填料的电磁性能和阻抗匹配特性，进而提高复合材料的电磁屏蔽性能。

因此，提供一种磁电耦合型电磁屏蔽薄膜及制备方法和应用是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种磁电耦合型电磁屏蔽薄膜及制备方法和应用，本发明公开的制备方法操作简单，且磁电耦合型电磁屏蔽薄膜具有良好的柔韧性和电磁屏蔽性能，在柔性电磁屏蔽领域有着良好的应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种三元复合导电填料，由磁性Fe₃O₄纳米粒子负载于银纳米线插层石墨烯复合材料表面得到；所述银纳米线插层石墨烯复合材料由石墨烯纳米片以及在所述石墨烯纳米片之间插层的核壳复合材料组成；所述核壳复合材料由一维银纳米线以及在所述一维银纳米线表面包覆的聚多巴胺组成。

上述优选技术方案的有益效果是：利用聚多巴胺包覆于银纳米线形成核壳结构，能够有效降低银纳米线之间的接触电阻，增大了材料的电导率；将改性银纳米线插层于导电性能优异的石墨烯中形成多层复合结构，进一步提高了复合材料的导电性能；引入Fe₃O₄纳米粒子的增强了三元复合导电填料的阻抗匹配特性。

本发明还提供了一种磁电耦合型电磁屏蔽薄膜，由浆料流延、干燥得到，所述浆料包括上述三元复合导电填料、聚乙烯醇和水；所述银纳米线插层石墨烯复合填料与所述聚乙烯醇的质量比≤50％，所述聚乙烯醇与所述去离子水中的质量比为5％～15％。

优选的，所述聚乙烯醇的分子量为10000～200000，醇解度≥98％。