一种电磁屏蔽复合纤维膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种电磁屏蔽复合纤维膜的制备方法，包括如下步骤：步骤一、将石墨分散于第一溶剂中，形成稳定的悬浊液，将悬浊液与镐球混合，经球磨、干燥后得研磨后的石墨；步骤二、将研磨后的石墨与硅烷偶联剂混合分散于第二溶剂中，偶联处理后，得偶联剂处理石墨；步骤三、制备氢氧化钾/尿素水溶液；步骤四、制备纤维素溶液；步骤五、制备聚苯胺/纤维素溶液；步骤六、将偶联剂处理石墨和聚苯胺/纤维素溶液混合，形成分散液；步骤七、将步骤六得到的分散液进行静电纺丝，得到所述电磁屏蔽复合纤维膜。本发明专利技术制备的电磁屏蔽复合纤维膜电磁屏蔽性能好，能广泛应用于导电材料、防静电材料、电池屏蔽材料和压电传感器等领域。池屏蔽材料和压电传感器等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁屏蔽复合纤维膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及电磁屏蔽材料
，尤其涉及一种电磁屏蔽复合纤维膜的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，电子技术的高速发展和无线技术的广泛应用使得电磁辐射问题越来越突出。因此，研究和开发易于加工、成本低和电磁屏蔽效果优良的电磁屏蔽薄膜以保护人们健康，使人们不受电磁波的危害是极为必要的。
[0003]研究发现，一般材料被电磁波辐射时会产生反射、散射、吸收和少量的透射，其中散射、反射会使环境产生二次污染，因此，电磁屏蔽材料的开发应该从以下3个方面着手：(1)减少电磁波在空间中的反射，这样就可以避免二次污染；(2)减少电磁波的透射，最好可以做到透射率为零，只有电磁波不透过电磁屏蔽材料，才能保证安全可靠；(3)增大对电磁波的吸收。目前，我国电磁屏蔽材料的特征主要表现为吸收率相对较低、防护功能相对单一，不能有效控制电磁波的反射，易产生二次污染。因此，开发低成本、性能优良的电磁屏蔽材料和多功能防护材料已经成为电磁屏蔽材料的开发趋势。
[0004]聚苯胺是一种具有良好导电性能的高聚物，其具有优良的环境稳定性，易于合成，原料便宜等特点。然而，聚苯胺的溶解性和加工性都较差，这在很大程度上限制了它在工业中的应用。根据武汉大学张俐娜团队的研究可知，聚苯胺能够很好地溶解在低温碱尿素体系的纤维素溶液中，并且聚苯胺和纤维素分子之间能够通过氢键诱导作用互相结合并形成聚苯胺/纤维素溶液，这为纤维素基功能复合材料的再加工提供了可能。
[0005]以往构建聚苯胺/纤维素复合材料只是简单的将纤维素纸基浸渍在聚苯胺溶液中，所得复合材料结合性能差，强度不够。
[0006]此外，随着人类现代工业化活动的加剧，可吸收大气中99％紫外线的臭氧层已遭到严重地破坏。过多的紫外线辐射不仅会导致地球上有机高分子材料发生降解和老化，更严重的是人类自身也会患上皮肤类癌症。
[0007]为了尽量减少紫外辐射所带来的危害，紫外屏蔽材料成为近年的研究热点。根据屏蔽原理，紫外屏蔽材料可分为紫外反射剂和紫外吸收剂。目前，紫外反射剂应用比较广泛的是具有较高折射率的(纳米)无机金属氧化物如氧化锌、(纳米)二氧化钛和二氧化硅等；紫外吸收剂主要是分子结构上有连接于芳香族衍生物上的吸收波长小于400nm的发色基团或助色基团的有机化合物如二苯甲酮类、苯并三唑类和草酰苯胺等。在紫外线作用下，紫外反射型屏蔽材料光热稳定性好，催化活性高，但是存在难分散，透明度低和紫外屏蔽波段窄的问题。此外，过高催化活性也会导致其所在的分散质发生老化和降解，进一步使材料自身寿命减少、紫外屏蔽性能受损。相比之下，紫外吸收型屏蔽材料屏蔽效率高、透明性好，但是部分具有毒性且耐光热性能较差，这也是目前阻碍紫外吸收型屏蔽材料发展的重要原因。因此，寻求一种绿色透明、耐光热、在紫外全波段都具有高屏蔽效果的紫外屏蔽材料迫在眉睫。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本专利技术提供一种电磁屏蔽复合纤维膜的制备方法，目的是使纤维膜屏蔽效能好，具有较高的力学性能。
[0009]基于上述目的，本专利技术提供了一种电磁屏蔽复合纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
[0010]步骤一、将石墨分散于第一溶剂中，形成稳定的悬浊液，将悬浊液与镐球混合，经球磨、干燥后得研磨后的石墨；
[0011]步骤二、将研磨后的石墨与硅烷偶联剂混合分散于第二溶剂中，偶联处理后，烘干，得偶联剂处理石墨；
[0012]步骤三、将氢氧化钾、尿素与水混合，得到氢氧化钾/尿素水溶液；
[0013]步骤四、在氢氧化钾/尿素水溶液中添加浆料，搅拌溶解得到纤维素溶液；
[0014]步骤五、在
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5～
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15℃条件下，向纤维素溶液中加入磷酸酯掺杂的聚苯胺溶液和粘合剂，搅匀后，得到聚苯胺/纤维素溶液；
[0015]步骤六、将15
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20份偶联剂处理石墨和80
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85份聚苯胺/纤维素溶液混合，形成分散液；
[0016]步骤七、将步骤六得到的分散液进行静电纺丝，得到所述电磁屏蔽复合纤维膜。
[0017]所述石墨是纳米或微米级的天然鳞片石墨。
[0018]所述浆料为针叶木溶解浆。
[0019]所述粘合剂为分子量7000～8000的聚乙烯醇。
[0020]所述步骤三中氢氧化钾/尿素水溶液中氢氧化钾的质量分数为8～15％，尿素的质量分数为10～15％；所述浆料的添加量按浆料的绝干量为氢氧化钾/尿素水溶液质量的3～8％；所述磷酸酯掺杂的聚苯胺溶液的添加量按磷酸酯掺杂的聚苯胺溶液与氢氧化钾/尿素水溶液的质量比为0.1～0.15：1；所述粘合剂的添加量按粘合剂与所述氢氧化钾/尿素水溶液的质量比为0.08～0.12：1。
[0021]所述步骤六中静电纺丝的条件为电压为10～30KV，喷口直径为0.5～1.5mm，流速为1.0～2.0mm/min，接收距离为20～35cm，温度为20～30℃，湿度为40～50％RH。
[0022]所述步骤六中还加入有芳纶纳米纤维分散液，所述芳纶纳米纤维分散液的制备方法是将对位芳纶纤维、氢氧化钾和二甲基亚砜置于容器中，搅拌分散得到。
[0023]所述对位芳纶纤维、氢氧化钾和二甲基亚砜的质量体积比为1g：2g：800mL。
[0024]所述对位芳纶纤维为对位芳纶纱线纤维、对位芳纶短切纤维、对位芳纶浆粕纤维或对位芳纶沉析纤维中的一种。
[0025]所述步骤四中搅拌的速率为1000
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1500r/min。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]1、本专利技术制备的电磁屏蔽复合纤维膜电磁屏蔽性能好，能广泛应用于导电材料、防静电材料、电池屏蔽材料和压电传感器等领域。
[0028]2、本专利技术利用静电纺丝得到复合纤维膜，其具有比表面积大，力学性能好，得到的复合膜交织点多，粘结性好，具有高强度，且具有高的杨氏模量。
[0029]3、本专利技术还制备出了兼具紫外屏蔽性能的复合材料，突破了传统天然植物纤维与合成纤维相容性差、难复合的瓶颈，为制备纳米纤维素基高性能复合材料提供了一种新的
思路与方法，促进了纳米纤维素在现代化领域中的多功能应用。
具体实施方式
[0030]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。
[0031]需要说明的是，除非另外定义，本说明书的实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书的实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0032]实施例1
[0033]一种电磁屏蔽复合纤维膜的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁屏蔽复合纤维膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将石墨分散于第一溶剂中，形成稳定的悬浊液，将悬浊液与镐球混合，经球磨、干燥后得研磨后的石墨；步骤二、将研磨后的石墨与硅烷偶联剂混合分散于第二溶剂中，偶联处理后，烘干，得偶联剂处理石墨；步骤三、将氢氧化钾、尿素与水混合，得到氢氧化钾/尿素水溶液；步骤四、在氢氧化钾/尿素水溶液中添加浆料，搅拌溶解得到纤维素溶液；步骤五、在
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5～
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15℃条件下，向纤维素溶液中加入磷酸酯掺杂的聚苯胺溶液和粘合剂，搅匀后，得到聚苯胺/纤维素溶液；步骤六、将15
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20份偶联剂处理石墨和80
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85份聚苯胺/纤维素溶液混合，形成分散液；步骤七、将步骤六得到的分散液进行静电纺丝，得到所述电磁屏蔽复合纤维膜。2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述石墨是纳米或微米级的天然鳞片石墨。3.根据权利要求1所述的电磁屏蔽复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述浆料为针叶木溶解浆。4.根据权利要求1所述的电磁屏蔽复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述粘合剂为分子量7000～8000的聚乙烯醇。5.根据权利要求1所述的电磁屏蔽复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤三中氢氧化钾/尿素水溶液中氢氧化钾的质量分数为8～15％，尿素的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙妍妍，张旭，洪钧，邹梨花，朱昱萌，王伟，吴瑞，刘艳波，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：