一种高强度柔性透明电磁屏蔽复合材料制造技术

本发明专利技术提供了一种高强度柔性透明电磁屏蔽复合材料，所述复合材料为弹性基底封装的结构材料。提供了一种上述材料的制备方法，获得的高强度电磁屏蔽复合材料，能够保持稳定的机械性能和屏蔽性能，在拉伸，弯曲，扭转过程中，依旧保持力学性能和电磁屏蔽性能的稳定。本发明专利技术制备工艺简单、力学性能优异，制备的电磁屏蔽复合材料具有高强度，高透明度，高导电性，高电磁屏蔽性。可应用于显示器、触摸板和柔性太阳能电池等领域，扩展了电磁屏蔽复合材料的制备方法及种类。备方法及种类。备方法及种类。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度柔性透明电磁屏蔽复合材料


[0001]本专利技术属于电磁屏蔽材料领域，尤其涉及一种高强度柔性透明电磁屏蔽复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着5G时代的来临，现代电子工业正处在一个高速发展的阶段，与之相关的通信线缆、无线电通讯设备及移动通信基站正在快速布局。由此产生的电磁辐射干扰问题也日益严峻，当下电磁辐射干扰已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。电磁干扰影响从日常生活到军事活动的各个方面，因而开发具有优良电磁干扰屏蔽效果的材料刻不容缓。随着光电子产业的发展，透明电磁屏蔽薄膜在平板显示屏、太阳能电池、加热器、触控等方面的应用也逐渐成熟并走向市场，这就导致对透明电磁屏蔽薄膜的需求也日益增加。金属纳米线具有较高的电导率，并且其性质取决于结构，可以通过合成条件进行控制。重要的是，低含量的纳米线就能在聚合物基质中形成互连网络。
[0003]在所有金属纳米线中，银纳米线的导电率最高，为6.3
×
107S/m，彼此之间的连通性极佳。由于银纳米线的高长径比，高电导率，高透过率，机械灵活性和优异的成膜性，极低的银纳米线含量(<0.1vol％)将使聚合物复合材料具有出色的EMI屏蔽性能。
[0004]本专利技术的有益效果为：
[0005]1.本专利技术制备电磁屏蔽复合材料的基底选择了透明度大于90％的脲基弹性体，具有优异的力学性能。
[0006]2.本专利技术所制备的电磁屏蔽复合材料在保证强度和柔性的同时，具有高导电性和高透明度，并且制备工艺简单，有利于工业化大规模生产。
[0007]多数电磁屏蔽复合材料都是采用硬质基底制备而成，且电磁屏蔽性与透明性相互制约。因此，如何开发出高强度，高电磁屏蔽性，高透明和柔性为一体的电磁屏蔽材料，对拓宽电磁屏蔽复合材料的应用领域具有深远意义。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决技术问题是提供一种高强度柔性透明电磁屏蔽复合材料，具有高强度，高透明度，高导电性，高电磁屏蔽性。
[0009]本专利技术还提供一种高强度柔性透明电磁屏蔽复合材料的制备方法，其包括如下具体步骤：
[0010](1)称取一定量的海藻酸钠，加入适量的去离子水，搅拌形成均匀溶液。
[0011](2)在基板上刮涂海藻酸钠溶液，一定温度下干燥成膜。
[0012](3)喷涂银纳米线溶液。
[0013](4)喷涂适量溶剂。
[0014](5)涂覆弹性基底。
[0015](6)固化得到复合电磁屏蔽膜。
[0016]作为改进，所述海藻酸钠的涂覆方法，使用0.05
‑
0.20mm缝宽的刮刀沿同一方向平缓刮涂。
[0017]作为改进，所述海藻酸钠配制浓度为1
‑
3wt％。
[0018]作为改进，所述海藻酸钠刮涂后需在50
‑
70℃干燥成膜。
[0019]作为改进，所述刮涂海藻酸钠的基板选择聚四氟乙烯、聚丙烯、硅酸盐类非金属材料中的一种。
[0020]作为改进，所述银纳米线层制备时设置喷涂压力为2
‑
4bar，喷涂距离为10
‑
20cm，喷涂口径为0.2
‑
0.5mm，喷涂密度为50
‑
200mg/m2。
[0021]作为改进，所述银纳米线溶液为去离子水、乙醇、异丙醇中的一种或两种溶剂配制而成。
[0022]作为改进，所述喷涂溶剂为去离子水、甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或几种。
[0023]作为改进，所述弹性基底是以芳香族异氰酸酯单体和二元胺发生亲核加成反应制备而成，弹性体具有60
‑
80HA硬度，50
‑
70MPa拉伸强度，1200％
‑
1800％断裂伸长率，60
‑
80MPa弹性模量，80
‑
90N/mm撕裂强度，190
‑
300MJ/m3断裂韧性以及90％
‑
92％的透明度。
[0024]作为改进，所述弹性基底溶液溶解在四氢呋喃、N,N
‑
二甲基甲酰胺、吡啶、二甲基亚砜溶剂中的任一种。
[0025]作为改进，所述弹性基底采用刮刀刮涂的方式涂覆0.05
‑
0.20mm的湿厚。
[0026]作为改进，所述弹性体固化条件为10
‑
100℃，1
‑
48h。
[0027]有益效果：本专利技术提供的柔性透明高强度高电磁屏蔽复合材料，与现有技术比较具有以下效果：(1)具有优异的力学性能，经此方法制备的弹性基底，强度和韧性是目前电磁屏蔽基底中较为优异的；(2)本专利技术获得的电磁屏蔽膜不仅实现了透明，电磁屏蔽性也达到了商用标准，并且具有良好的柔性；(3)本专利技术获得的高强度电磁屏蔽复合材料采用在海藻酸钠膜上采用“表面喷涂”的方法，将银纳米线溶液均匀地喷涂，最后采用刮刀刮涂的方法封装薄弹性体，具有高强度，高电磁屏蔽，柔性和透明等特点。
[0028]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0029]图1为实施实例1中喷涂银纳米线溶液后的扫描电子显微镜照片。
[0030]图2为实施实例1中得到的柔性透明电磁屏蔽膜的应力
‑
应变曲线。
[0031]图3为实施实例1中得到的复合材料的电磁屏蔽曲线。
具体实施方式
[0032]如下实施例为了更具体的说明本专利技术，但本专利技术包括但不限于以下实施例。
[0033]实施例1
[0034]称取1g海藻酸钠加入99ml去离子水，搅拌溶解形成均匀溶液，接着用可调节刮刀在玻璃基板上刮涂0.1mm湿厚的海藻酸钠溶液，60℃干燥20min获得海藻酸钠膜，以异丙醇为溶剂配制0.2mg/ml的银纳米线溶液，放置在60℃的热台上，设置喷涂压力2bar，喷涂距离
10cm，喷涂口径0.3mm，喷涂100mg/m2的银纳米线溶液，干燥后再用2ml去离子水边烘边喷，称取计量的二元胺于三口烧瓶中，室温真空干燥箱
‑
0.1MPa除气泡20min，称取与二元胺适度摩尔比的芳香族异氰酸酯单体，室温真空干燥箱
‑
0.1MPa下除气泡20min，滴加到三口烧瓶中，搅拌反应5min后，在银纳米线薄膜上刮涂0.1mm厚，固化后将薄膜从玻璃基板上揭下，在海藻酸钠那面继续刮涂一层0.1mm厚的上述脲基弹性体，再次固化后即得到高强度柔性透明电磁屏蔽膜。
[0035]制备的高强度柔性透明电磁屏蔽膜邵氏硬度为76，拉伸强度为60.96MPa，断裂伸长率为1289.3％，弹性模量为63.48MPa，断裂韧性为286.9MJ/m3，透明度为85.01％，电阻为9.12Ω/sq，电磁屏蔽值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合电磁屏蔽材料的制备方法，包括如下步骤：(1)称取一定量的海藻酸钠，加入适量的去离子水，搅拌形成均匀溶液。(2)在基板上刮涂海藻酸钠溶液，一定温度下干燥成膜。(3)喷涂银纳米线溶液。(4)喷涂适量溶剂。(5)涂覆弹性基底。(6)固化得到复合电磁屏蔽膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中海藻酸钠的涂覆方法，使用0.05
‑
0.20mm缝宽的刮刀沿同一方向平缓刮涂。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中海藻酸钠配制浓度为1
‑
3wt％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中海藻酸钠刮涂后需在50
‑
70℃干燥成膜。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中基板选择聚四氟乙烯、聚丙烯、硅酸盐类非金属材料中的一种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中设置喷涂压力为2
‑
4bar，喷涂距离为10
‑
20cm，喷涂口径为0.2
‑
0.5mm，喷涂密度为50
‑
200mg/m2。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中银纳米线溶液为去离子水、乙醇、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周政，黄星，李齐方，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：