一种自增强、自粘结的轻质电磁屏蔽薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于电磁屏蔽复合材料技术领域，具体公开了一种自增强、自粘结的轻质电磁屏蔽薄膜及其制备方法，该方法包括:对双组份无纺布首先进行表面活性处理，其次进行导电材料的涂层负载，最后再进行热压处理实现自增强、自粘结效果。双组份无纺布的低熔点组分熔融于表面产生“胶水”作用，能够使得表面负载的导电涂层与双组份无纺布结合的更为有效，并构成更加紧密的导电网络，从而进一步增强了电导率，电磁屏蔽性能。低熔点组分熔融产生的“胶水”作用也能够进一步提升其力学性能，并且使得导电涂层难以剥离，提升了电磁屏蔽薄膜在恶劣环境下使用的稳定性。本发明专利技术制备过程简单易操作，可应用于柔性可穿戴设备、精密仪器防护罩等领域。精密仪器防护罩等领域。精密仪器防护罩等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种自增强、自粘结的轻质电磁屏蔽薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于电磁屏蔽复合材料
，具体涉及一种自增强、自粘结的轻质电磁屏蔽薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，如今已经步入智能化的时代，电子器件和无线通信设备广泛应用，电子设备之间也逐渐形成万物互联，随之也产生了越来越多的电磁辐射。电磁辐射也被称作“充满柔情的空中杀手”，因为它无色、无味、无形、无声。
[0003]电磁辐射不仅会对电子器件的正常工作产生电磁干扰，比如仪器仪表的正常工作，使信息失误、控制失灵、通讯不畅等，也会对人体造成不同程度的危害。于是开发新型高性能的电磁屏蔽材料已是迫在眉睫。
[0004]传统的电磁屏蔽材料主要为金属材料，其存在比重大，易腐蚀，易氧化，加工复杂等缺点，难以满足电磁屏蔽材料如今“薄、轻、宽、强”的应用需求，即要求厚度薄、质量轻、屏蔽频带宽，屏蔽强度强。无机导电材料如MXene、银纳米线、碳纳米管等拥有优异的电导率，可构筑导电网络借助电损耗减弱电磁波辐射，从而具备优异的电磁屏蔽性能。然而上述无机导电材料自身难以制成结构稳定的宏观材料，因此其往往与薄膜等宏观材料复合使用。
[0005]无纺布是一种聚合物纤维基的多孔薄膜材料，厚度可控、密度低，作为基体满足电磁屏蔽材料“薄、轻”的使用要求，且柔软耐弯折可用于多种使用场景。近年来，随着双组份无纺布制备技术的发展，以双组份无纺布的低熔点组份作为增强剂开始引起研究者的关注，该技术拥有热压自增强和自粘结的功能，可以利用熔点的不同，使低熔点组分熔融于表面，将导电涂层粘结的更为紧密，从而实现电导率和电磁屏蔽性能的提升。这种自增强、自粘结的效果也显著提升了力学性能，从而避免了导电涂层在恶劣环境使用过程中的掉落剥离。因此去开发双组份无纺布与导电材料的复合，实现结构的复合赋予其性能的互补是十分重要的。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种自增强、自粘结的轻质电磁屏蔽薄膜及其制备方法。
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于双组份无纺布的自增强、自粘结的轻质电磁屏蔽薄膜及其制备方法。所述方法如图1所示，包括以下步骤：
[0008](1)首先对双组份无纺布进行表面改性处理：将双组份无纺布置于多巴胺溶液中浸泡数小时，浸泡完毕后用去离子水多次冲洗去除表面的杂质，最后在鼓风干燥箱烘干待用。
[0009](2)将上步进行多巴胺改性处理后的双组份无纺布进行导电涂层的负载，将其浸泡入MXene、银纳米线、碳纳米管等导电材料的分散液中，然后在鼓风干燥箱干燥，重复多次上述操作，使得更多的导电材料负载于表面。
[0010](3)制备自增强、自粘结的轻质电磁屏蔽薄膜：将上述经过导电材料负载后获得的双组份无纺布用热压机进行热压，使低熔点组分发生熔融，进一步获得自增强、自粘结的轻质电磁屏蔽薄膜。
[0011]优选的，步骤(1)中所述的双组份无纺布指的是其两种组分存在明显的熔点差异的双组份无纺布(熔点差异范围至少大于30℃)，其中高熔点组分与低熔点组分含量比例为2:8～8:2。
[0012]优选的，步骤(1)中所述的双组份无纺布当中高熔点组分包括且不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯及其衍生物、尼龙6及其衍生物、聚苯硫醚等。
[0013]优选的，步骤(1)中所述的双组份无纺布当中低熔点组分包括且不限于聚乙烯、聚丙烯、聚己内酯、聚氨酯等。
[0014]优选的，步骤(1)中所述的多巴胺溶液是多巴胺DA溶解在三羟甲基氨基甲烷Tris溶液中配制而成的，配置Tris溶液的Tris与去离子水的比例为0.12～0.18g/100mL，多巴胺与Tris溶液的比例为0.2～0.3g/100mL，盐酸HCl的作用是调节Tris溶液的PH，调节Tris溶液的pH至8.5～9从而便于DA在室温下自聚合为聚多巴胺PDA，双组份无纺布在多巴胺溶液浸泡的时间为12～24h，鼓风干燥箱的烘干温度为60℃～80℃。
[0015]优选的，步骤(2)中所述的MXene指的是Ti3C2T
x MXene，其溶液浓度为5mg～20mg/mL，银纳米线分散液浓度为0.5mg～5mg/mL，碳纳米管分散液浓度为10mg～30mg/mL，浸泡时间为5～30min，浸泡次数为1
‑
8次，鼓风干燥箱烘干温度为60℃～80℃。
[0016]优选的，步骤(2)中所述的热压机热压所用的压力为0.5～2MPa，热压时间为1～5min，热压的温度介于双组份无纺布中高熔点组分与低熔点组分熔点之间。
[0017]热压前需要在热压板上贴聚四氟乙烯膜，便于热压后的双组份无纺布揭落。
[0018]有益效果：
[0019](1)本专利技术制备的自增强、自粘结的轻质电磁屏蔽薄膜具有良好的柔性、力学性能，电磁屏蔽性能，耐剥离性能等。
[0020](2)本专利技术通过热压熔点具有差异的双组份无纺布，使其低熔点组分发生熔融，自粘结了涂层于表面的导电材料，使其构成更为紧密的导电网络，提升了电导率，并且进一步提升了电磁屏蔽性能(图2)。在没有引入其他组分的前提下，低熔点组分的熔融也自我增强了电磁屏蔽薄膜的力学性能，并且使导电材料与双组份无纺布结合的更为紧密，也提升了负载于双组份无纺布表面的导电材料的耐剥离性能，提升了电磁屏蔽薄膜实际使用过程中的稳定性。
[0021](3)本专利技术简便易行，对生产设备要求低，成本低廉。
附图说明
[0022]图1为本专利技术电磁屏蔽薄膜的制备流程图；
[0023]图2为本专利技术的电磁屏蔽薄膜的电磁屏蔽机理图。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术提供的上述方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
[0025]电导率测试方法：采用苏州市百神科技有限公司的SX1944型号数字式四探针测试仪研究样品的表面电学性能。裁剪样品为合适大小的正方形放置于载玻片上测试其方块电阻，每组样品重复测试五次取平均值。可以通过下式将方块电阻转化为表面电导率。
[0026]σ＝(R
s
t)
–1[0027]其中，σ为电导率[S/cm]，Rs为薄片电阻[Ω/sq]，t为样品厚度[cm]。厚度测量采用沪豪品牌的数显千分尺进行测量。
[0028]电磁屏蔽性能测定方法:使用德科技有限公司(Keysight Technologies)的N5234B型号的矢量网络分析仪在8.2
‑
12.4GHz频率范围内通过波导法测得复合薄膜的S参数，由S参数经过下列公式计算可得出电磁屏蔽效能值。当SE
A
>10dB时，大部分反射波在屏蔽材料中以热量的形式被吸收或消散，来自多次内部反射SE
M
的贡献被合并在吸收中(SE
A
)。
[0029]SE
R
＝10log(1/(1
‑
R))＝10log(1/(1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自增强、自粘结的轻质电磁屏蔽薄膜，其特征在于，包括聚合物基双组份无纺布和无机导电涂层；所述的双组份无纺布由两种熔点差异明显的聚合物组成。2.根据权利要求1所述轻质电磁屏蔽薄膜，其特征在于，所述聚合物包括高熔点组分和低熔点组分，其中高熔点组分包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯及其衍生物、尼龙6及其衍生物和聚苯硫醚中的一种或多种。3.根据权利要求2所述轻质电磁屏蔽薄膜，其特征在于，所述低熔点组分包括：聚乙烯、聚丙烯、聚己内酯和聚氨酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的轻质电磁屏蔽薄膜，其特征在于，所述的无机导电涂层的主要成分包括：MXene、银纳米线、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。5.权利要求1～4任一项所述轻质电磁屏蔽薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用多巴胺对双组份无纺布进行表面活性处理；(2)将经表面活性处理的双组份无纺布与无机导电材料混合，制备负载有无机导电涂层的双组份无纺布；(3)将所述负...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱美芳，费翔，谢继华，李世煌，蔡吉祥，郑锦森，郑庆中，何欢，
申请(专利权)人：厦门延江新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：