[實用新型]制作雙壁碳納米管電磁屏蔽膜的裝置

有效

• 申請號: 201320848127.X
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN203625047U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 劉志洪;蔡詩魁;李升平;劉夕巖;劉波
• 申請（專利權）人: 湖南深泰虹科技有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02
• 代理公司: 常德市長城專利事務所 43204
• 代理人: 張啟炎

技術領域

本實用新型涉及電磁屏蔽膜的制備，具體是一種合成柔性、超輕、大面積、高效能的雙壁納米碳管電磁屏蔽膜的裝置。

背景技術

隨著電子技術的迅速發展，計算機、無線通訊得以廣泛應用和密集配置，使得空間充斥了不同波長和頻率的電磁波，這些電磁波嚴重干擾了電子產品的正常使用，而且經醫學證明，它還會對人體健康產生危害。所以電磁波已成為繼大氣污染、水污染、噪聲污染后的一種新的污染源(電磁污染)。防止電磁波輻射污染以保護環境和人體健康，已經成為當前國際上迫切需要解決的問題，特別是解決用于天氣預報、電視信號傳輸、通信微波中轉系統的x波段(8.2—12.4GHz)電磁波尤為重要。

鐵磁材料和金屬良導體、鍍金屬表面敷層型薄膜材料等由于具有較好的導電性和介電參數，使其成為如今廣泛應用的電磁屏蔽材料，鐵磁材料和金屬良導體其重量重、柔性差、易腐蝕、不易加工等缺點明顯，局限性較大。鍍金屬表面敷層型薄膜材料表層導電薄膜附著力不高，容易產生剝離，二次加工性能較差。以導電纖維為填充材料的填充復合型屏蔽材料由于重量相對較輕、耐腐蝕等特點使其成為近年電磁屏蔽材料的研究熱點，特別是碳納米管或碳纖維填充型復合材料。但導電纖維填充型復合材料其導電填充物填充量高、且填充物分布很難達到均勻，導致電磁屏蔽效果不是很好。

在“應用物理快報”2007，90，183119.上，論文“透明導電單壁碳納米管薄膜微波屏蔽”曾采用對分散的單壁碳納米管溶液進行過濾的方法制備單壁碳納米管薄膜，并對該膜進行電磁屏蔽測試，顯示其在高頻段有28dB的電磁屏蔽效能。由于薄膜制備方法上的缺陷，薄膜中含有較多的表面活性劑及濾膜吸附物，導致其導電性能的下降，從而降低了電磁屏蔽效能。另外，該薄膜很難操作，且制備面積不大，產量較低，很難實現大規模生產。

發明內容

本實用新型目的在于針對現有電磁屏蔽材料的不足，提供一種重量可忽略不計，可任意操作(彎曲、折疊、裁剪)且面積超過30×15cm²的大面積雙壁碳納米管膜材料，該膜能直接用于電磁屏蔽，其在X波段的電磁屏蔽效能可達61—67dB，其屏蔽效能大大高于常用的碳納米管(碳纖維)填充型復合材料(20—30dB)。

這種制作雙壁碳納米管電磁屏蔽膜的方法，是以液態烷烴為碳源，金屬有機物二茂鐵為催化劑，噻酚為生長促進劑，在高溫、高壓罐中，采用磁場定向的方法，使其在催化劑納米鐵粒子的作用下生長出雙壁碳納米管，最終生成的雙壁碳納米管沉積在放置在磁場中心的基片上，從而形成膜材料，通過控制反應溶液的多少和反應時間的長短生成不同厚度和不同表面電阻的雙壁碳納米管膜，從而得到可以直接用于電磁屏蔽的雙壁碳納米管膜材料。

具體步驟如下：

一、反應前，由電子泵通入溶解有催化劑的正己烷溶液，催化劑金屬有機物二茂鐵濃度為2g／100ml，生長控制劑噻酚濃度為0.6ml／100ml，通入速率為0.5ml／min，將催化劑、生長控制劑及碳源溶液以液體方式泵入高壓罐；用壓氣機加入惰性氣體，調節載惰性氣體流量調節到20—601／h；

二、所述形成雙壁碳納米管的反應在臥式的高壓罐反應器中進行，高壓罐直徑為50-100mm，沉積雙壁碳納米管用的基片放至高壓罐中部，然后高壓罐封閉，在高壓罐上僅留一小出氣口，通入高壓惰性氣體，以20℃／min的速率升溫到反應溫度1100—1200⁰C；

三、在高壓罐外部中段兩側添加磁場，磁場強度為0.1-0.15安/米，高溫區生成的納米鐵粒聚集在磁場中心部位，正己烷在高溫和金屬鐵粒子的催化作用下分解出碳，在基片上形成雙壁碳納米管膜材料，反應結束后降至常溫，打開高壓罐取出基片，從基片剝離的雙壁碳納米管膜；放出已反應完畢的各種原料，在添加各種原料組分和惰性氣體，放入新的基片至高壓罐中，反應又可重新開始。

這種制作雙壁碳納米管電磁屏蔽膜的裝置，其特征在于，包括一個配料罐和一個高壓罐，其特征在于，在配料罐上方有二茂鐵配料斗、噻酚配料斗和正己烷配料斗，配料罐中有攪拌裝置，配料罐下方通過管路和電子泵相連，電子泵通過管路和高壓罐的進料端相通，高壓罐為臥式布置，一端為進料端，進料端還有惰性氣體輸入管，惰性氣體輸入管和壓氣機相連，高壓罐的另一端為高溫反應區，高溫反應區內中部通過基片支架放置有基片，高溫反應區下部有加熱裝置，高溫反應區兩側安裝有磁場發生器。

磁場發生器為兩個相同的串聯的感應線圈，感應線圈直徑0.5-1.0米，感應線圈的匝數為12-15個，兩個感應線圈對稱的安裝在高溫反應區的兩側。