碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术提出的一种碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，所述碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜包括以下质量份数的组分：碳纳米管10份；羧甲基纤维素2～15份。上述碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，利用羧甲基纤维素不仅提高了碳纳米管的分散性，而且为复合材料提供了良好的成膜性能，充分发挥了碳纳米管的机械性能以及电子性能，使碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜不仅具有高效的电磁屏蔽作用，而且强度高、厚度薄，能够满足实际应用中对柔韧性、强度、厚度以及电磁屏蔽效能的需求。磁屏蔽效能的需求。磁屏蔽效能的需求。

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电磁干扰屏蔽
，特别是涉及一种碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电信技术的快速发展和电子设备的广泛使用，电磁辐射(ElectromagneticRadiation，EMR)已成为一个严重的问题，因为这些电磁辐射产生的电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)不仅对电子设备产生不利影响，而且对人体健康有害并可能导致严重疾病，给日常的工作和生活带来极大的不便和危害。传统金属电磁屏蔽材料虽然能够屏蔽电磁波的传播，但是其存在柔韧性差和密度高的问题，制约着电磁屏蔽材料的实际应用。
[0003]相比于传统的金属电磁屏蔽材料，具有碳基导电纳米填料的导电聚合物复合材料越来越受到研究人员的青睐。其中，碳纳米管(CarbonNanotubes，CNT)是最有前途的碳纳米材料之一，尤其是多壁碳纳米管(Multi
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walledcarbonnanotube，MWCNT)，可以大规模制造，有助于降低成本，这使多壁碳纳米管比石墨烯、氧化石墨烯、碳纤维等导电材料具有显着的成本优势。
[0004]将多壁碳纳米管与聚合物材料结合形成独立的、柔性的、坚固的、导电的复合材料薄膜虽然可应用于电磁屏蔽，但是存在以下问题：一是需要较厚的屏蔽厚度才能获得令人满意的电磁屏蔽效能(ElectromagneticInterferenceShieldingEffectiveness，EMISE)，同时极大地牺牲了灵活性和便携性，限制了它们的实际应用；二是尽管以往研究中实现了理想的电磁屏蔽效能，但涉及特殊的条件、程序和仪器，使得石墨烯和碳纳米管复合材料薄膜的制造效率低下、制造成本昂贵且耗能较大，从而使石墨烯和碳纳米管复合材料薄膜的大规模生产变得非常困难；三是这些研究大多数没有讨论这些复合材料薄膜的机械性能是否满足应用需求；四是复合材料薄膜中碳纳米管的含量较高时才能具有较高的导电性以达到电磁屏蔽的作用，然而，当碳纳米管的含量增加时，碳纳米管不可避免地将产生团聚，使复合材料的机械性能急剧下降。如何使碳纳米管复合材料具有柔韧性好、强度高、厚度薄以及电磁干扰屏蔽效能高的特点，满足其实际应用需求是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对传统的碳纳米管电磁屏蔽复合材料不能满足实际应用中对柔韧性、强度、厚度以及电磁屏蔽效能的需求，本专利技术提出了一种碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜及其制备方法。
[0006]本专利技术提出的一种碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，所述碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜包括以下质量份数的组分：
[0007]碳纳米管10份；
[0008]羧甲基纤维素2～15份。
[0009]在其中的一个实施例中，所述碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜包括以下质量份数的组分：
[0010]碳纳米管10份；
[0011]羧甲基纤维素6～10份。
[0012]在其中的一个实施例中，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。
[0013]在其中的一个实施例中，所述碳纳米管的长度为20μm～100μm，直径为10nm～20nm。
[0014]在其中的一个实施例中，所述碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜的厚度为29μm～39μm。
[0015]本专利技术还提出了一种上述的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜的制备方法，，所述制备方法包括以下步骤：
[0016]将羧甲基纤维素溶于水中，制得羧甲基纤维素溶液；
[0017]将碳纳米管与所述羧甲基纤维素溶液混合，制得混合溶液；
[0018]将所述混合溶液通过成膜方法制备成膜，制得碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜。
[0019]在其中的一个实施例中，所述混合溶液中碳纳米管的质量浓度为4g/L～6g/L。
[0020]在其中的一个实施例中，所述混合溶液中碳纳米管的质量浓度为5g/L。
[0021]在其中的一个实施例中，在将碳纳米管与所述羧甲基纤维素溶液混合步骤中，所述混合方式是通过超声分散使所述碳纳米管与分散于所述羧甲基纤维素溶液中。
[0022]在其中的一个实施例中，所述成膜方法为真空抽滤成膜法。
[0023]上述碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，利用羧甲基纤维素不仅提高了碳纳米管的分散性，而且为复合材料提供了良好的成膜性能，充分发挥了碳纳米管的机械性能以及电子性能，使碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜不仅具有高效的电磁屏蔽作用，而且强度高、厚度薄，能够满足实际应用中对柔韧性、强度、厚度以及电磁屏蔽效能的需求。
[0024]上述碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜的制备方法，利用羧甲基纤维素解决了碳纳米管的分散问题，通过简单的工艺即可使碳纳米管均匀、稳定地分散在混合溶液中，进而制得力学性能和电磁屏蔽效能优异的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，制备方法简单、成本低、绿色环保，有利于实现规模化生产。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例1制得的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜的扫描电子显微镜表征图像；
[0026]图2为本专利技术实施例2制得的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜的扫描电子显微镜表征图像；
[0027]图3为本专利技术实施例3制得的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜的扫描电子显微镜表征图像；
[0028]图4为本专利技术实施例4制得的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜的扫描电子显微镜表征图像；
[0029]图5为本专利技术实施例1至实施例4以及对比例1制得的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜力学性能对比曲线图；
[0030]图6为本专利技术实施例1至实施例4制得的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜电磁屏蔽效能对比曲线图；
[0031]图7为本专利技术碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜与参照对比例的性能比较图。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的实验目的、技术方案及优点更加清晰明了，以下结合具体实施方式对本专利技术进一步详细阐述。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，但并不用于限定本专利技术。
[0033]本专利技术第一大方面提出了一种碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，该碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜包括以下质量份数的组分：
[0034]碳纳米管10份；
[0035]羧甲基纤维素2～15份。
[0036]上述碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，利用羧甲基纤维素不仅提高了碳纳米管的分散性，而且为复合材料提供了良好的成膜性能，充分发挥了碳纳米管的机械性能以及电子性能，使碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜不仅具有高效的电磁屏蔽作用，而且强度高、厚度薄，能够满足实际应用中对柔韧性、强度、厚度以及电磁屏蔽效能的需求。
[0037]在碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜的制备过程中，由于碳纳米管在水溶液中的溶解性较差，尤其是当其浓度较大时极易出现聚集，对碳纳米管的分离和组装提出了相当大的挑战。为了充分发挥碳纳米管的机械性能和电子性能，提高碳纳米管在符合材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，其特征在于，所述碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜包括以下质量份数的组分：碳纳米管10份；羧甲基纤维素2～15份。2.根据权利要求1所述的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，其特征在于，所述碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜包括以下质量份数的组分：碳纳米管10份；羧甲基纤维素6～10份。3.根据权利要求1所述的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，其特征在于，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。4.根据权利要求1至3任意一项所述的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，其特征在于，所述碳纳米管的长度为20μm～100μm，直径为10nm～20nm。5.根据权利要求4所述的碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜，其特征在于，所述碳纳米管复合材料电磁屏蔽薄膜的厚度为29μm～39μm。6.一种如权利要求1至5任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕曙光，姜伟冬，冉建华，梅锋，姜会钰，权衡，蔡光明，程德山，
申请(专利权)人：江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：