[發(fā)明專利]一種碳納米管電磁波屏蔽紙的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310173486.4
• 申請(qǐng)日: 2013-05-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103266542A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué);上海出版印刷高等專科學(xué)校
• 主分類號(hào): D21H27/22
• 分類號(hào): D21H27/22;C09D11/02;C09D11/08;C09D11/10;C09D11/14
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 何新平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)和功能材料領(lǐng)域，涉及一種電磁波屏蔽紙張的制備方法。

背景技術(shù)

隨著電子電器（如精密儀器、手機(jī)、電腦、微波爐等）的大量使用，現(xiàn)代生活中存在日益嚴(yán)重的電磁污染。電磁污染被公認(rèn)為四大污染之一，它不僅對(duì)人體有害，而且會(huì)使精密儀器受到干擾，甚至無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為了減少電磁波的危害，最好的方法是使用電磁波屏蔽材料對(duì)其進(jìn)行屏蔽。

理想的電磁波屏蔽材料應(yīng)具有質(zhì)量輕、厚度薄、吸收電磁波頻段寬、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠有效的屏蔽電磁波。為了達(dá)到最大的電磁波屏蔽效果，防止電磁干擾，電磁波屏蔽材料應(yīng)具有較大的電導(dǎo)，傳統(tǒng)的金屬材料如銅、銀、鋅等是常用的電磁波屏蔽材料。其應(yīng)用的方式一般采用涂覆和金屬編織體。涂覆的方式工藝簡(jiǎn)單，成本低，但是容易脫落。另一種應(yīng)用方式是金屬編織體，但這類材料密度大，容易氧化腐蝕，成本較高。普通碳纖維與其他材料復(fù)合后可以用作電磁屏蔽材料，但其填充量高、屏蔽性能不是很好。

近年來(lái)，納米技術(shù)的進(jìn)步給電磁波屏蔽材料帶來(lái)了新的選擇，如納米金屬、納米氧化物、碳納米管以及石墨烯等。其中，碳納米管是一種一維納米材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度比鋼還要高，被譽(yù)為“超級(jí)纖維”；同時(shí)，它還具有密度小、導(dǎo)電率高、高溫抗氧化能力強(qiáng)、能吸收不同波段的電磁波等優(yōu)點(diǎn)，是一種很好的電磁波屏蔽材料（C.Xiang,Y.Pan,X.Liu,et?al.Microwave?attenuation?of?multiwalled?carbon?nanotube-fused?silica?composites.Appl.Phys.Lett.,2005,87:123103）。如能將碳納米管引入紙質(zhì)基體當(dāng)中，制備出一種碳納米管紙張材料，則碳納米管既可以發(fā)揮優(yōu)異的力學(xué)性能來(lái)提高基體的機(jī)械強(qiáng)度，又可以使該復(fù)合材料具備電磁波吸收性能，可以實(shí)現(xiàn)該復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、功能一體化。

南昌大學(xué)孫曉剛等人在其中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)（CN102561109A）中公開(kāi)了一種碳納米管紙張的制備方法，采用普通濕法造紙的工藝制備了碳納米管紙張，使其具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和實(shí)用性。文中亦提及該紙張可用于電磁屏蔽。但在其實(shí)施例1當(dāng)中，碳納米管與宣紙的質(zhì)量比為1:1，即碳納米管占紙張總質(zhì)量的50%，如果其大規(guī)模用于電磁波屏蔽，原料碳納米管的成本太高。且濕法造紙需要特定的造紙?jiān)O(shè)備，制備工藝較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用噴墨打印的方式制備碳納米管電磁波屏蔽紙的方法。

為此，本發(fā)明提供了一種碳納米管電磁波屏蔽紙的制備方法，它包括下列步驟：

（a）將碳納米管加入溶劑中，再加入樹(shù)脂、表面活性劑，并進(jìn)行分散處理，攪拌均勻，制成碳納米管墨水；

（b）以碳納米管墨水為原料，根據(jù)屏蔽性能的需要設(shè)計(jì)出打印的網(wǎng)格線圖案，采用噴墨打印方式打印出碳納米管電磁波屏蔽紙，并經(jīng)干燥、整飾；

其中，所述碳納米管墨水含10～95wt%溶劑、0.1～20wt%碳納米管、2～50wt%樹(shù)脂、0.1～5wt%表面活性劑；

所述網(wǎng)格線圖案的線寬W₁為1μm～500μm，空白部分寬度W₂為1μm～500μm，網(wǎng)格線的面積率為20～99.9%。

在一優(yōu)選例中，所述溶劑選自蒸餾水、醇類、酮類、酯類、二甲苯或苯乙烯。

在另一優(yōu)選例中，所述樹(shù)脂選自松香、甘油松香酯、醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、水性聚氨酯樹(shù)脂、羥乙基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇樹(shù)脂中的一種或多種。

在另一優(yōu)選例中，所述表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉（SDS）、十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、十二烷基三甲基溴化銨（DTAB）、烷基酚聚氧乙烯（10）醚（OP-10）、聚乙二醇辛基苯基醚（TritonX-100）、聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯（Tween-20）、聚氧乙烯山梨醇酐單棕櫚酸酯（Tween-40）、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯（Tween-60）或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯（Tween-80）中的一種或多種。

在另一優(yōu)選例中，所述方法還包括對(duì)所述碳納米管進(jìn)行預(yù)先表面處理的步驟。

在另一優(yōu)選例中，所述對(duì)碳納米管進(jìn)行預(yù)先表面處理的方法為混酸處理法或表面活性劑處理法。

本發(fā)明還提供了一種碳納米管電磁波屏蔽紙，它由上述方法制備獲得。

本發(fā)明各個(gè)方面的細(xì)節(jié)將在隨后的章節(jié)中得以詳盡描述。通過(guò)下文以及權(quán)利要求的描述，本發(fā)明的特點(diǎn)、目的和優(yōu)勢(shì)將更為明顯。