一种芳纶纤维电磁屏蔽纸及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种芳纶纤维电磁屏蔽纸的制备方法，将碳纳米管的乙醇‑水分散液进行干燥，得到碳纳米管粉末；将对位芳纶短切纤维的水分散液、对位芳纶浆粕纤维的水分散液和疏解剂混合后依次进行疏解处理和剪切处理，将所得芳纶纤维浆料进行干燥，得到芳纶纤维粉末；将所述碳纳米管粉末和芳纶纤维粉末混合后所得物料涂覆在基体薄膜的表面，经热压成型，得到芳纶纤维电磁屏蔽纸。在本发明专利技术中，所述对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维作为纸基功能材料，具有密度小、比强度高、比刚度大和耐高温等优异特性，与碳纳米管复合，能够使最终得到的芳纶纤维电磁屏蔽纸具有优异的电磁屏蔽性能和机械性能，且便于携带。

【技术实现步骤摘要】
一种芳纶纤维电磁屏蔽纸及其制备方法
本专利技术涉及电磁屏蔽材料
，具体涉及一种芳纶纤维电磁屏蔽纸及其制备方法。
技术介绍
现代科学技术发展日新月异，信息时代的到来，使得电磁波在电子、电气设备、通讯设备等领域之中的应用随处可见。而电磁波在应用过程中，随之产生的电磁干扰不但会对人体、自然环境产生危害，而且会对电子设备产生不良影响，对附近电子仪器、精密仪表、通讯信号等产生严重的干扰。尤其在数字化信息时代，电磁干扰愈发的频繁，电磁波技术在航空航天、通信、军事等领域的广泛应用，因电磁波辐射而导致的信息泄密事件也时有发生。为了减少甚至防止电磁波的干扰，现代科学技术中最有效地方式就是运用电磁屏蔽材料进行电磁防护。电磁屏蔽主要使用电磁屏蔽材料对电磁波进行反射或者吸收，电磁屏蔽材料应选择高电导率和高磁导率材料。传统的电磁屏蔽材料包括金属、合金等，存在成本高、屏蔽效果不显著等特点。目前，作为电磁屏蔽材料中运用较广的碳材料，碳纳米管无疑是其中的佼佼者。碳纳米管具有优异的导电性能，同时还具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，这能大大增加碳纳米管的吸波通道，较大的比表面积使电磁波在材料内部发生大量的界面极化和散射。但是，现有技术中通常是将碳纳米管融入塑料中制成电磁屏蔽材料，所述电磁屏蔽材料的轻便性有限，限制了其在航空航天等领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种芳纶纤维电磁屏蔽纸及其制备方法，采用本专利技术提供的方法制备得到的芳纶纤维电磁屏蔽纸轻便且便于携带，同时还具有优异的电磁屏蔽性能和机械性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种芳纶纤维电磁屏蔽纸的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纳米管的乙醇-水分散液进行干燥，得到碳纳米管粉末；(2)将对位芳纶短切纤维的水分散液、对位芳纶浆粕纤维的水分散液和疏解剂混合后依次进行疏解处理和剪切处理，将所得芳纶纤维浆料进行干燥，得到芳纶纤维粉末；(3)将所述步骤(1)中碳纳米管粉末和步骤(2)中芳纶纤维粉末混合后所得物料涂覆在基体薄膜的表面，经热压成型，得到芳纶纤维电磁屏蔽纸；所述步骤(1)和步骤(2)没有时间顺序限定。优选地，所述步骤(1)中碳纳米管为晶须状的多壁碳纳米管。优选地，所述步骤(2)中对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维的质量比为9：(1～21)。优选地，所述步骤(2)中对位芳纶短切纤维的长度为3～5mm。优选地，所述步骤(2)中对位芳纶浆粕纤维的打浆度为35～45°SR，长度为0.5～0.8mm。优选地，所述步骤(3)中混合和涂覆在高压喷雾器中进行，所述高压喷雾器中喷头的孔径为0.10mm，操作压力为45～55kg/cm。优选地，所述步骤(3)中碳纳米管粉末和芳纶纤维粉末的质量比为9：(1～21)；碳纳米管粉末和芳纶纤维粉末混合后所得物料在基体薄膜表面的涂覆量为0.002～0.05g/cm2。优选地，所述步骤(3)中热压成型的温度为200～500℃，压力为20～60MPa，时间为20～60min。本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的芳纶纤维电磁屏蔽纸，包括基体薄膜和设置在所述基体薄膜表面的电磁屏蔽层，形成所述电磁屏蔽层的原料包括碳纳米管、对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维。优选地，所述电磁屏蔽层的厚度为0.25～0.35mm。本专利技术提供了一种芳纶纤维电磁屏蔽纸的制备方法，将碳纳米管的乙醇-水分散液进行干燥，得到碳纳米管粉末；将对位芳纶短切纤维的水分散液、对位芳纶浆粕纤维的水分散液和疏解剂混合后依次进行疏解处理和剪切处理，将所得芳纶纤维浆料进行干燥，得到芳纶纤维粉末；将所述碳纳米管粉末和芳纶纤维粉末混合后所得物料涂覆在基体薄膜的表面，经热压成型，得到芳纶纤维电磁屏蔽纸。在本专利技术中，所述对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维作为纸基功能材料，具有密度小、比强度高、比刚度大和耐高温等优异特性，与碳纳米管复合，能够使最终得到的芳纶纤维电磁屏蔽纸具有优异的电磁屏蔽性能和机械性能，且便于携带。实施例的结果表明，本专利技术提供的芳纶纤维电磁屏蔽纸的平均抗张强度为50N/cm，在175～1600MHz频段电磁屏蔽效能达到39～46dB。此外，本专利技术提供的制备方法操作简单，便于规模化生产。具体实施方式本专利技术提供了一种芳纶纤维电磁屏蔽纸的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纳米管的乙醇-水分散液进行干燥，得到碳纳米管粉末；(2)将对位芳纶短切纤维的水分散液、对位芳纶浆粕纤维的水分散液和疏解剂混合后依次进行疏解处理和剪切处理，将所得芳纶纤维浆料进行干燥，得到芳纶纤维粉末；(3)将所述步骤(1)中碳纳米管粉末和步骤(2)中芳纶纤维粉末混合后所得物料涂覆在基体薄膜的表面，经热压成型，得到芳纶纤维电磁屏蔽纸；所述步骤(1)和步骤(2)没有时间顺序限定。本专利技术将碳纳米管的乙醇-水分散液进行干燥，得到碳纳米管粉末。在本专利技术中，所述碳纳米管优选为晶须状的多壁碳纳米管。在本专利技术中，所述碳纳米管的长度优选2～5μm，直径优选30～150nm。在本专利技术中，所述碳纳米管优选按照文献(SunXG,QiuZW,ChenL,etal.IndustrialsynthesisofWhiskercarbonnanotubes[C]//MaterialsScienceForum.TransTechPublicationsLtd.,2016,852:514)公开的方法制备得到；按照此方法制备得到的为直线型高纯度高结晶度碳纳米管。在本专利技术中，所述碳纳米管的乙醇-水分散液中碳纳米管的浓度优选为0.005～0.02g/mL，更优选为0.009～0.016g/mL；乙醇与水的体积比优选为1：(20～30)。本专利技术对于所述碳纳米管的乙醇-水分散液的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的物料分散的技术方案即可；在本专利技术的实施例中，具体是将碳纳米管与乙醇混合后进行润湿处理10～30min，将所得碳纳米管的乙醇分散液与水混合后在35～45KHz频率条件下进行超声处理30～60min，然后在2800～3200r/min转速条件下进行剪切处理30～60min，得到碳纳米管的乙醇-水分散液。在本专利技术中，对所述碳纳米管的乙醇-水分散液进行干燥优选为喷雾干燥。本专利技术对于所述喷雾干燥没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的喷雾干燥的技术方案即可。在本专利技术的实施例中，具体是利用喷雾干燥器对所述碳纳米管的乙醇-水分散液进行干燥，当喷雾干燥器的出风温度达到80～90℃并且温度保持稳定时，打开雾化器30s，然后再打开蠕动泵，调整转速至12～18Krpm进行喷雾干燥，得到碳纳米管粉末。本专利技术采用乙醇和水作为分散剂对碳纳米管进行分散，能够将碳纳米管充分分散开来；将所述碳纳米管的乙醇-水分散液进行干燥后，使所得碳纳米管粉末能够充分疏散分解开来，使得碳纳米管不聚集且不缠绕。本专利技术将对位芳纶短切纤维的水分散液、对位芳纶浆粕纤维的水分散液和疏解剂混合后依次进行疏解处理和剪切处理，将所得芳纶纤维浆料进行干燥，得到芳纶纤维粉末。在本专利技术中，所述对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维的质量比优选为9：(1～21)，更优选为9：(5～15)，最优选为1：1。在本专利技术中，所述对位芳纶短切纤维的长度优选为3～5mm。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芳纶纤维电磁屏蔽纸的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纳米管的乙醇‑水分散液进行干燥，得到碳纳米管粉末；(2)将对位芳纶短切纤维的水分散液、对位芳纶浆粕纤维的水分散液和疏解剂混合后依次进行疏解处理和剪切处理，将所得芳纶纤维浆料进行干燥，得到芳纶纤维粉末；(3)将所述步骤(1)中碳纳米管粉末和步骤(2)中芳纶纤维粉末混合后所得物料涂覆在基体薄膜的表面，经热压成型，得到芳纶纤维电磁屏蔽纸；所述步骤(1)和步骤(2)没有时间顺序限定。

【技术特征摘要】
1.一种芳纶纤维电磁屏蔽纸的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纳米管的乙醇-水分散液进行干燥，得到碳纳米管粉末；(2)将对位芳纶短切纤维的水分散液、对位芳纶浆粕纤维的水分散液和疏解剂混合后依次进行疏解处理和剪切处理，将所得芳纶纤维浆料进行干燥，得到芳纶纤维粉末；(3)将所述步骤(1)中碳纳米管粉末和步骤(2)中芳纶纤维粉末混合后所得物料涂覆在基体薄膜的表面，经热压成型，得到芳纶纤维电磁屏蔽纸；所述步骤(1)和步骤(2)没有时间顺序限定。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳纳米管为晶须状的多壁碳纳米管。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维的质量比为9：(1～21)。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中对位芳纶短切纤维的长度为3～5mm。5.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中对位芳纶浆粕纤维的打浆度为35...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓刚，郑典模，蔡满园，聂艳艳，陈珑，潘鹤政，
申请(专利权)人：江西克莱威纳米碳材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36