一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法技术

本发明专利技术提供一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法，包括以下步骤：将间苯二酚和纳米纤维加入甲醛水溶液中，加入碳酸钠，得到气凝胶前驱体溶液；将气凝胶前驱体溶液涂覆于金属铜箔表面，加热固化，通入二氧化碳，升温干燥，高温碳化，得到弹性碳气凝胶改性的铜箔；在二氧化碳氛围下，将间苯二酚‑甲醛气凝胶前驱体溶液搅拌干燥，高温碳化得到碳气凝胶粉末；将聚丙烯酸酯与纯化碳气凝胶粉末、固化剂和分散剂混合，得到碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶；将导电布表面涂覆碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶，加热固化，制备得到双面导电胶带；最后通过与离型膜和弹性碳气凝胶改性的铜箔加压覆合，制备得到含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带。

Preparation method of electromagnetic shielding adhesive tape modified with elastic carbon aerogel

【技术实现步骤摘要】
一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法
本专利技术属于电磁屏蔽胶带
，具体涉及一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法。
技术介绍
电磁波辐射是指电磁能量以波的形式向远处传播而不返回场源的现象，电磁波的无序超量辐射会造成严重的电磁污染，而且随着现代科学技术的发展，特别是5G通讯、IoT等普及应用，对电子设备仪器、精密仪表、通讯信号、参数测试等会产生严重的电磁辐射，对人体和环境造成永久性伤害，因此电磁屏蔽材料是当下研究应用的热点。电磁屏蔽薄膜的电磁屏蔽原理是当电磁波入射到薄膜表面时和进入薄膜射出薄膜时，电磁波不断发生反射与投射，并在薄膜之间形成多次反射，继而使电磁波能量得到衰减，实现电磁屏蔽。金属材料是目前使用最为广泛的电磁屏蔽材料，但是金属密度大、易腐蚀、耐疲劳性差，碳基材料因其质量轻、易加工、化学稳定性好、耐高温、导电性高等优点，成为轻薄型电磁屏蔽薄膜的理想材料。在实际应用过程中，石墨烯、碳纳米管等材料容易聚集堆积影响使用性，因此将石墨烯、碳纳米管等碳材料中的一种或者多种，通过模板或非模板自主装的方式制成的多孔泡沫状碳材料，也称为碳气凝胶/碳泡沫/碳海绵，在电磁屏蔽薄膜领域有很好的应用前景。中国专利CN105744817B公开的一种高取向石墨烯金属层层组装电磁屏蔽膜的制备方法，将氧化石墨烯水溶液从具有一字形出口的制备装置中连续匀速挤出后，在凝固液或液氮中停留10-100秒，凝固成氧化石墨烯凝胶膜，将氧化石墨烯凝胶膜放入-4～-20℃的冰箱中冰冻1-12h或者液氮中快速冷冻，然后将冷冻处理后氧化石墨烯气凝胶薄膜进行高温热处理1-2h，得到连续超轻规则取向的纯石墨烯气凝胶薄膜；最后以纯石墨烯气凝胶薄膜为基底，通过化学电镀沉积金属纳米粒子，使得金属纳米粒子沉积在石墨烯片上，得到石墨烯气凝胶金属复合电磁屏蔽膜。该方法制备的复合膜的电磁屏蔽效果好，屏蔽频带宽，但是弹性和柔韧性较差，难以满足电磁屏蔽薄膜在实际使用中的要求，影响长期的电磁屏蔽效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法，本专利技术将间苯二酚-甲醛气凝胶中加入纳米纤维，将软碳与硬碳结合制备得到具有一定弹性的碳气凝胶，将该碳气凝胶分别与铜箔和双面导电胶带进行改性整理，以制备得到柔韧性和导电性优异的电磁屏蔽胶带。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将间苯二酚和纳米纤维加入甲醛水溶液中，搅拌均匀，加入碳酸钠催化剂，得到气凝胶前驱体溶液；(2)将步骤(1)制备的气凝胶前驱体溶液涂覆于金属铜箔表面，加热固化后，通入二氧化碳，升温干燥，经高温碳化处理，得到弹性碳气凝胶改性的铜箔；(3)在二氧化碳氛围下，将间苯二酚-甲醛气凝胶前驱体溶液一边搅拌一边干燥后，经高温碳化处理得到碳气凝胶粉末；(4)将步骤(3)制备的碳气凝胶粉末分散于酸性溶液中，煮沸纯化，烘干，焙烧，得到纯化的碳气凝胶粉末；(5)将聚丙烯酸酯加入2-丁酮中，搅拌均匀，加入步骤(4)制备的纯化碳气凝胶粉末、固化剂和分散剂，继续搅拌均匀，得到碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶；(6)将导电布表面涂覆步骤(5)制备的碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶，加热固化，制备得到双面导电胶带；(7)在离型膜表面依次与步骤(6)制备的双面导电胶带、步骤(2)制备的弹性碳气凝胶改性的铜箔、步骤(6)制备的双面导电胶带、步骤(2)制备的弹性碳气凝胶改性的铜箔和步骤(6)制备的双面导电胶带，加压覆合，制备得到含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，纳米纤维为纳米纤维素晶须、碳纳米纤维或者聚丙烯腈纳米纤维中的一种或者几种。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，间苯二酚和甲醛的摩尔比为1:2。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，间苯二酚和纳米纤维的质量比为3-5:1。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)或者(3)中，高温碳化的温度为700-800℃，时间为2-3h。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，弹性碳气凝胶改性的铜箔中弹性碳气凝胶的含量为5-20wt％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，酸性溶液为体积比为1:3的硝酸和盐酸的混合溶液。作为上述技术方案的优选，所述步骤(5)中，碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶中纯化碳气凝胶粉末的含量为5-15wt％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(6)中，双面导电胶带中碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶的含量为20-35wt％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(7)中，含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的厚度为50-700μm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术制备的含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带中含有弹性碳气凝胶，本专利技术将间二苯酚-甲醛前驱体和纳米纤维作为碳气凝胶的原料，在二氧化碳氛围下干燥和炭化处理，制备得到硬碳和软碳结合的碳气凝胶材料，且碳气凝胶中含有大量的碳纳米纤维，碳纳米纤维之间相互交缠，提高了碳气凝胶的弹性，提高碳气凝胶在使用过程中的稳定性。为了将弹性碳气凝胶作为导电填料运用电磁屏蔽胶带中，将弹性碳气凝胶分别对铜箔和双面导电胶带进行改性处理，通过将弹性碳气凝胶均匀稳定地分布于电磁屏蔽胶带中，使电磁屏蔽胶带不仅具有优异的电磁屏蔽性能，而且柔韧性和稳定性俱佳。(2)本专利技术制备的含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法简单，制备的电磁屏蔽胶带中导电填料均匀分布，且具有耐疲劳性能，在多次弯折和压缩循环后仍然具有优异的稳定性，提高了含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带在长期使用过程中性能的稳定性，适用于多种电子器件。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1：(1)按照间苯二酚和纳米纤维的质量比为3:1，将间苯二酚和纳米纤维素晶须加入甲醛水溶液中，其中间苯二酚和甲醛的摩尔比为1:2，搅拌均匀，加入碳酸钠催化剂，得到气凝胶前驱体溶液。(2)将气凝胶前驱体溶液涂覆于金属铜箔表面，在80℃下加热固化后，通入二氧化碳，升温至100℃干燥，在700℃下经高温碳化处理2h，得到弹性碳气凝胶改性的铜箔，其中弹性碳气凝胶改性的铜箔中弹性碳气凝胶的含量为10wt％。(3)在二氧化碳氛围下，在90℃下，将间苯二酚-甲醛气凝胶前驱体溶液一边以750r/min的速率搅拌一边干燥后，在700℃下经高温碳化处理2h，得到碳气凝胶粉末。(4)将碳气凝胶粉末分散于体积比为1:3的硝酸和盐酸的混合溶液中，煮沸纯化，烘干，在500℃下焙烧1h，得到纯化的碳气凝胶粉末。(5)将聚丙烯酸酯加入2-丁酮中，搅拌均匀，加入纯化碳气凝胶粉末、固化剂和分散剂，继续搅拌均匀，得到碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶，其中碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶中纯化碳气凝胶粉末的含量为5wt％。(6)将导电布表面涂覆碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶，加热固化，制备得到双面导电胶带，其中双面导电胶带中碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶的含量为20wt％。(7)在离型膜表面依次与双面导电胶带、弹性碳气凝胶改性的铜箔、双面导电胶带、弹性碳气凝胶改性的铜箔和双面导电胶带，加压覆合，制备得到含弹性碳气凝胶改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将间苯二酚和纳米纤维加入甲醛水溶液中，搅拌均匀，加入碳酸钠催化剂，得到气凝胶前驱体溶液；(2)将步骤(1)制备的气凝胶前驱体溶液涂覆于金属铜箔表面，加热固化后，通入二氧化碳，升温干燥，经高温碳化处理，得到弹性碳气凝胶改性的铜箔；(3)在二氧化碳氛围下，将间苯二酚‑甲醛气凝胶前驱体溶液一边搅拌一边干燥后，经高温碳化处理得到碳气凝胶粉末；(4)将步骤(3)制备的碳气凝胶粉末分散于酸性溶液中，煮沸纯化，烘干，焙烧，得到纯化的碳气凝胶粉末；(5)将聚丙烯酸酯加入2‑丁酮中，搅拌均匀，加入步骤(4)制备的纯化碳气凝胶粉末、固化剂和分散剂，继续搅拌均匀，得到碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶；(6)将导电布表面涂覆步骤(5)制备的碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶，加热固化，制备得到双面导电胶带；(7)在离型膜表面依次与步骤(6)制备的双面导电胶带、步骤(2)制备的弹性碳气凝胶改性的铜箔、步骤(6)制备的双面导电胶带、步骤(2)制备的弹性碳气凝胶改性的铜箔和步骤(6)制备的双面导电胶带，加压覆合，制备得到含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带。...

【技术特征摘要】
1.一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将间苯二酚和纳米纤维加入甲醛水溶液中，搅拌均匀，加入碳酸钠催化剂，得到气凝胶前驱体溶液；(2)将步骤(1)制备的气凝胶前驱体溶液涂覆于金属铜箔表面，加热固化后，通入二氧化碳，升温干燥，经高温碳化处理，得到弹性碳气凝胶改性的铜箔；(3)在二氧化碳氛围下，将间苯二酚-甲醛气凝胶前驱体溶液一边搅拌一边干燥后，经高温碳化处理得到碳气凝胶粉末；(4)将步骤(3)制备的碳气凝胶粉末分散于酸性溶液中，煮沸纯化，烘干，焙烧，得到纯化的碳气凝胶粉末；(5)将聚丙烯酸酯加入2-丁酮中，搅拌均匀，加入步骤(4)制备的纯化碳气凝胶粉末、固化剂和分散剂，继续搅拌均匀，得到碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶；(6)将导电布表面涂覆步骤(5)制备的碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶，加热固化，制备得到双面导电胶带；(7)在离型膜表面依次与步骤(6)制备的双面导电胶带、步骤(2)制备的弹性碳气凝胶改性的铜箔、步骤(6)制备的双面导电胶带、步骤(2)制备的弹性碳气凝胶改性的铜箔和步骤(6)制备的双面导电胶带，加压覆合，制备得到含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带。2.根据权利要求1所述的一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，纳米纤维为纳米纤维素晶须、碳纳米纤维或者聚丙烯腈纳米纤维中的一种或者几种。3.根据权利要求1所述的一种含弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兵，谢伟峡，
申请(专利权)人：江西蓝海芯科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36