【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有三明治结构的多功能复合薄膜及其制备方法和应用，属于复合薄膜。
技术介绍
1、目前，智能电子设备、柔性电子设备和无线通信技术的快速发展已被用来为我们提供更便捷的生活方式。现代电子设备正在变得高度集成和多功能。然而，电磁干扰(emi)污染正成为一个严重的问题。聚合物基emi屏蔽复合薄膜因其重量轻、耐腐蚀、成本效益高受到广泛关注。尼龙(pa)表现出令人满意的化学和热稳定性，优异的机械性能和高耐磨性，使其被广泛用于电子设备。然而，它们的使用受到热量积聚引起的火灾风险的限制，其高可燃性仍然是限制其广泛应用的重大缺点。
2、木材作为可再生生物质，具有低成本、可持续、轻质、多孔、分层结构等优点，是emi屏蔽材料。木材固有的多层多孔结构有利于复合材料结构和电磁波的多次耗散。更重要的是，木源碳复合材料可以直接构建成结构和功能一体化材料，省去了一些繁琐的加工技术。近年来，木材作为碳基材料的主要来源，已逐步应用于emi屏蔽。
3、但如何将木材于尼龙材料结合作为薄膜材料，并提高材料的阻燃性以及emi屏蔽性能仍然是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种具有三明治结构的多功能复合薄膜及其制备方法和应用，该复合薄膜材料有效结合了尼龙以及木材，并通过pda的负载以及zif-8晶粒的沉积，使复合薄膜具有出色的阻燃性和热稳定性，以及优异的力学性能和卓越的emi屏蔽性能，该三明治夹层结构还能有效保护内层的cwf/zif-8复合膜，延长了复合薄膜
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种具有三明治结构的多功能复合薄膜，所述复合薄膜包括至少一层的cwf/zif-8复合膜以及覆盖在cwf/zif-8复合膜上下表面的ppa膜；
4、其中，所述的cwf/zif-8复合膜包括碳化木质薄膜，在所述碳化木质薄膜的表面沉积有zif-8晶体；
5、所述的ppa膜包括cnm基材，在所述cnm基材表面负载有pda颗粒和尼龙材料。
6、优选地，所述的pda颗粒和尼龙材料共负载在cnm基材的其中一面或上下表面；
7、且pda颗粒和尼龙材料负载在cnm基材其中一面时，负载有pda颗粒和尼龙材料的ppa膜的一面与cwf/zif-8复合膜贴合或不贴合。
8、任一上述的多功能复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：
9、s1、将da分散于tris缓冲液中，搅拌后离心去上清，再冷冻干燥，得pda颗粒；
10、s2、将pda颗粒加入至尼龙材料溶解液中，搅拌，得ppa溶液；
11、s3、将ppa溶液涂覆至cnm基材表面，经浸水处理后再干燥，得ppa膜；
12、s4、对木质薄膜进行碳化处理后，得碳化木质薄膜；
13、s5、将碳化木质薄膜真空浸渍于含zn(no3)2·6h2o、乙醇和甲醇的溶液a中；再将含有2-甲基咪唑、乙醇和甲醇的溶液b加入溶液a中，继续真空浸渍，得cwf/zif-8复合膜；
14、s6、将ppa膜覆盖至至少一层的cwf/zif-8复合膜的上下表面，干燥，得ppa/cwf/zif-8/ppa夹心结构的复合薄膜。
15、优选地，步骤s2中，所述的尼龙材料溶解液的制备方法是：
16、将废pa6丝溶解于60-70℃的cacl2与meoh的混合溶液中后冷却即可；
17、其中，废pa6丝、cacl2、meoh的比例为：(10-20)g:(1-10)mg:(80-120)ml；
18、且，所述的pda颗粒与尼龙材料溶解液的质量比为1:(20-30)。
19、优选地，步骤s3中，所述的浸水处理的条件是：室温下浸入水中10-30s；干燥的条件是：40-60℃，1-3h。
20、优选地，步骤s4中，所述的碳化处理的条件是：n2气氛下，加热速率≥5℃/min，400-1200℃下1-3h。
21、优选地，步骤s4中，在将所述木质薄膜进行碳化处理后还进行了蚀刻处理，具体方法是：将碳化处理后的木质薄膜置于浓硝酸中超声处理1-3h，取出后清洗至中性并真空干燥即可。
22、优选地，步骤s5中，所述的溶液a中，zn(no3)2·6h2o、乙醇和甲醇的比例为：(1-5)g:(30-50)ml:(30-50)ml；
23、真空浸渍：10-15h。
24、优选地，步骤s5中，所述的溶液b中，2-甲基咪唑、乙醇和甲醇的比例为：(2-5)g:(30-50)ml:(30-50)ml；
25、且溶液a与溶液b的体积比为1:(0.8-1.2)；
26、继续真空浸渍：10-15h。
27、任一上述的多功能复合薄膜在制备电磁屏蔽材料中的应用。
28、本专利技术的有益效果在于：
29、本专利技术构建了三明治多层结构的复合薄膜，通过pda颗粒作为填充填料，使ppa膜层具有优异的阻燃性能。木质薄膜的致密分层骨架可以有效地产生电磁波的多次反射。此外，通过十二面体zif-8晶体在碳化后的木质薄膜表面的原位生长进一步制备了cwf/zif-8，其在x波段的emi se高于50db。cwf/zif-8复合材料形成了良好的微电流网络且具有丰富的极化基团，表现出优异的抗电磁干扰性能。
30、该复合薄膜还具有出色的机械稳定性，在5000次弯曲、扭曲循环再超声处理5000h后，其emi屏蔽能力仍能够保持初始emi屏蔽能力的94%以上。
31、该三明治夹层结构的复合薄膜还能有效保护内层的cwf/zif-8复合膜，延长了复合薄膜的使用寿命。且该复合薄膜还可以回收利用，满足可持续发展的要求。
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1.一种具有三明治结构的多功能复合薄膜，其特征在于，所述复合薄膜包括至少一层的CWF/ZIF-8复合膜以及覆盖在CWF/ZIF-8复合膜上下表面的PPA膜；
2.根据权利要求1所述的多功能复合薄膜，其特征在于，所述的PDA颗粒和尼龙材料共负载在CNM基材的其中一面或上下表面；
3.权利要求1-2任一所述的多功能复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的多功能复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述的尼龙材料溶解液的制备方法是：
5.根据权利要求3所述的多功能复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述的浸水处理的条件是：室温下浸入水中10-30s；干燥的条件是：40-60℃，1-3h。
6.根据权利要求3所述的多功能复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述的碳化处理的条件是：N2气氛下，加热速率≥5℃/min，400-1200℃下1-3h。
7.根据权利要求3所述的多功能复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S4中，在将所述木质薄膜进行碳化处理后还进行了蚀刻处理
8.根据权利要求3所述的多功能复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述的溶液A中，Zn(NO3)2·6H2O、乙醇和甲醇的比例为：(1-5)g:(30-50)ml:(30-50)ml；
9.根据权利要求3所述的多功能复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述的溶液B中，2-甲基咪唑、乙醇和甲醇的比例为：(2-5)g:(30-50)ml:(30-50)ml；
10.权利要求1-2任一所述的多功能复合薄膜在制备电磁屏蔽材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种具有三明治结构的多功能复合薄膜，其特征在于，所述复合薄膜包括至少一层的cwf/zif-8复合膜以及覆盖在cwf/zif-8复合膜上下表面的ppa膜；
2.根据权利要求1所述的多功能复合薄膜，其特征在于，所述的pda颗粒和尼龙材料共负载在cnm基材的其中一面或上下表面；
3.权利要求1-2任一所述的多功能复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的多功能复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述的尼龙材料溶解液的制备方法是：
5.根据权利要求3所述的多功能复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述的浸水处理的条件是：室温下浸入水中10-30s；干燥的条件是：40-60℃，1-3h。
6.根据权利要求3所述的多功能复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述的碳化处理的条...
【专利技术属性】
技术研发人员：张云，江涛，陆赵情，施永乾，张灿灿，邹红飞，毕乃梅，成娟，金秋，
申请(专利权)人：扬州腾飞电缆电器材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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