一种三明治结构电磁屏蔽复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种三明治结构电磁屏蔽复合膜及其制备方法，属于电磁屏蔽材料技术领域。本发明专利技术通过静电纺丝方法能够促使Fe3O4和导电填料Ti3C2T

【技术实现步骤摘要】
一种三明治结构电磁屏蔽复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电磁屏蔽材料
，尤其涉及一种三明治结构电磁屏蔽复合膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]Fe3O4是天然矿物中磁性最强的纳米颗粒，对电磁波具有优异的磁损耗性能，已被广泛用作聚合物基电磁屏蔽复合材料的电磁波吸收剂。然而磁性Fe3O4纳米颗粒的导电性能相对较差，易导致聚合物基电磁屏蔽复合材料的电导损耗受损，通常需要与导电填料相结合，通过电磁协同以达到较好的屏蔽效果。
[0003]传统的聚合物基电磁屏蔽复合膜主要是通过共混的方法将导电填料与聚合物基体复配，从而赋予其电磁屏蔽性能。然而简单共混的方法存在一定的局限性：在低导电填料含量下，随机分散的导电填料无法形成良好的导电通路，从而使得复合材料的电磁屏蔽性能较差。而高含量的导电填料填充虽然可以赋予复合材料令人满意的电磁屏蔽性能，却会引发复合材料加工困难、力学强度差等一系列新的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种三明治结构电磁屏蔽复合膜及其制备方法，可在低填料用量下实现高电磁屏蔽性能。
[0005]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：
[0006]本专利技术提供了一种三明治结构电磁屏蔽复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液混合，得到Fe3O4/PVA分散液；
[0008]将所述Fe3O4/PVA分散液进行第一静电纺丝，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维；<br/>[0009]将Ti3C2T
x
和第二聚乙烯醇溶液混合，得到Ti3C2T
x
/PVA分散液；
[0010]将所述Ti3C2T
x
/PVA分散液进行第二静电纺丝，得到Ti3C2T
x
/PVA复合电纺纤维；
[0011]将所述Ti3C2T
x
/PVA复合电纺纤维作为中间层，将所述Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜。
[0012]优选的，所述Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量比为(0.002～0.66):1，所述第一聚乙烯醇溶液的质量浓度为6～8％。
[0013]优选的，所述第一静电纺丝的温度为15～25℃，相对湿度为20～25％。
[0014]优选的，所述第一静电纺丝过程中，正压为+10～+17kV，负压为
‑
7～
‑
5kV，注射速度为0.05～0.08mm/min，接收速度为700～1000r/min，接收距离为15～17cm。
[0015]优选的，所述Ti3C2T
x
和第二聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量比为(0～200):(300～500)且Ti3C2T
x
的用量不为0；所述第二聚乙烯醇溶液的质量浓度为6～8％。
[0016]优选的，所述Fe3O4磁性纳米颗粒和Ti3C2T
x
的质量比为200:(0～200)且Ti3C2T
x
的用量不为0。
[0017]优选的，所述第二静电纺丝的温度为15～25℃，相对湿度为20～25％；所述第二静
电纺丝过程中，正压为+10kV～+17kV，负压为
‑7‑
～
‑
5kV，注射速度为0.05～0.08mm/min，接收速度为700～1000r/min，接收距离为15～17cm。
[0018]优选的，所述热压的压力为5～10MPa、温度为50
±
5℃。
[0019]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三明治结构电磁屏蔽复合膜，所述三明治结构电磁屏蔽复合膜包括自上而下依次层叠设置的Fe3O4/PVA纤维膜、Ti3C2T
x
/PVA纤维膜和Fe3O4/PVA纤维膜。
[0020]优选的，所述Fe3O4/PVA纤维膜的厚度为25
±
5μm；所述Ti3C2T
x
/PVA纤维膜的厚度为25
±
5μm。
[0021]本专利技术提供了一种三明治结构电磁屏蔽复合膜的制备方法，包括以下步骤：将Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液混合，得到Fe3O4/PVA分散液；将所述Fe3O4/PVA分散液进行第一静电纺丝，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维；将Ti3C2T
x
和第二聚乙烯醇溶液混合，得到Ti3C2T
x
/PVA分散液；将所述Ti3C2T
x
/PVA分散液进行第二静电纺丝，得到Ti3C2T
x
/PVA复合电纺纤维；将所述Ti3C2T
x
/PVA复合电纺纤维作为中间层，将所述Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜。
[0022]本专利技术通过静电纺丝方法制备电磁屏蔽复合膜，能够促使Fe3O4和导电填料Ti3C2T
x
沿聚乙烯醇电纺纤维的径向排列，从而得到平行排列的复合电纺纤维，电磁波会在这些数量极多的平行电纺纤维之间发生多重反射，有利于增加导磁、导电通路形成的可能性，从而增强电磁屏蔽复合膜的电磁屏蔽性能。
[0023]本专利技术制备的电磁屏蔽复合膜为上下层为磁性层、中间层为导电层的三明治结构，能够使电磁波在复合膜中经历“吸收
‑
反射
‑
再吸收”的过程，可以将导电填料Ti3C2T
x
集中在一层，将Fe3O4集中在多层，从而使Fe3O4/Ti3C2T
x
的有效浓度显著提升，增加Ti3C2T
x
纳米片间彼此搭接形成导电通路的可能性，而Fe3O4磁性纳米颗粒的集中化也有利于增加复合膜对电磁波的磁滞损耗，进而有助于在较低Ti3C2T
x
用量下迅速实现其完整导电通路的高效搭建，可在低填料用量下实现高的电磁屏蔽性能。
[0024]本专利技术制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜可以极大改善电磁波在材料内部的多重吸附、反射和散射，具有高电磁屏蔽性能，电磁屏蔽效能由纯PVA膜的0.3dB提高到22～40dB。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种三明治结构电磁屏蔽复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0026]将Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液混合，得到Fe3O4/PVA分散液；
[0027]将所述Fe3O4/PVA分散液进行第一静电纺丝，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维；
[0028]将Ti3C2T
x
和第二聚乙烯醇溶液混合，得到Ti3C2T
x
/PVA分散液；
[0029]将所述Ti3C2T
x
/PVA分散液进行第二静电纺丝，得到Ti3C2T
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三明治结构电磁屏蔽复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液混合，得到Fe3O4/PVA分散液；将所述Fe3O4/PVA分散液进行第一静电纺丝，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维；将Ti3C2T
x
和第二聚乙烯醇溶液混合，得到Ti3C2T
x
/PVA分散液；将所述Ti3C2T
x
/PVA分散液进行第二静电纺丝，得到Ti3C2T
x
/PVA复合电纺纤维；将所述Ti3C2T
x
/PVA复合电纺纤维作为中间层，将所述Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量比为(0.002～0.66):1，所述第一聚乙烯醇溶液的质量浓度为6～8％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一静电纺丝的温度为15～25℃，相对湿度为20～25％。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述第一静电纺丝过程中，正压为+10kV～+17kV，负压为
‑7‑
～
‑
5kV，注射速度为0.05～0.08mm/min，接收速度为700～1000r/min，接收距离为15～17cm。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ti3C2T
x

【专利技术属性】
技术研发人员：顾军渭，张雅莉，任泽明，王号，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：