[發(fā)明專利]一種用于電磁屏蔽的復(fù)合納米纖維膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410306279.6
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN105200658B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王春紅;賀文婷;李康
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: D04H1/4382
• 分類號: D04H1/4382;D04H1/728;D01F6/50;D01F6/94;D01F1/10;D01F8/10;D01F8/16
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一種用于電磁屏蔽的復(fù)合納米纖維膜及其制備方法，屬于電磁屏蔽材料技術(shù)領(lǐng)域。選用高壓靜電紡絲技術(shù)制備石墨/水溶性聚合物納米纖維，包括以下工藝步驟：①石墨的物理或化學(xué)處理；②將處理石墨分散在合適濃度的水溶性高聚物中，形成穩(wěn)定的分散液；③通過靜電紡絲得到石墨/水溶性聚合物納米復(fù)合材料的纖維結(jié)構(gòu)，包括纖維和由這種纖維構(gòu)成的無紡布薄膜。本發(fā)明方法和設(shè)備簡單，成本低廉，具有良好的電磁屏蔽效能，特別是在低頻范圍(＜10MHz)屏蔽效能更佳，在航天航空、軍事、家電等領(lǐng)域?qū)⒂兄匾膽?yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁屏蔽材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及石墨/水溶性高聚物復(fù)合納米電磁屏蔽纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著電子技術(shù)發(fā)展迅速，計算機、無線電通訊得以廣泛應(yīng)用和密集配制，使空間充斥了不同波長和頻率的電磁波。人為產(chǎn)生的電磁波包括手機、衛(wèi)星通訊、飛機、航天器、鐵路事故檢測、X射線等醫(yī)療器械、馬達、發(fā)動機、電動機、永久磁鐵、電磁爐等，這些電磁波會對利用磁場工作的設(shè)備產(chǎn)生干擾，影響電子產(chǎn)品的正常使用，成為繼三大污染后的一種新的污染源——電磁污染。經(jīng)醫(yī)學(xué)研究證明，電子產(chǎn)品或電器等產(chǎn)生的電磁輻射對人體各器官、組織、系統(tǒng)都會產(chǎn)生不同程度的危害：頭疼、失眠、記憶衰退、血壓升高或下降、心臟界限性異常等，嚴重的更可能引起成人惡性腦瘤、肌萎縮側(cè)索硬化癥、流產(chǎn)、白內(nèi)障、神經(jīng)衰弱、抑郁癥和成人白血病、癌癥等的發(fā)生，因此在對人體健康愈加重視的今天，對相關(guān)的設(shè)備進行良好的電磁屏蔽已經(jīng)越來越被重視。另一方面，在電子對抗技術(shù)中，電磁波泄漏也會造成信息的泄密，危及國家經(jīng)濟、信息和軍事核心機密的安全。

目前，國際組織及各國政府、科研界等對如何預(yù)防電磁波干擾給予了高度重視，并制定了嚴格的法規(guī)來限制電磁波輻射容量。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如美國1983年實施的FCC標(biāo)準(zhǔn)，國際無線電干擾特別委員會(CISPR)制定出的抗電磁波干擾國際標(biāo)準(zhǔn)、試驗方法。同時，我國也頒布了一些行業(yè)性的電磁輻射防護規(guī)定：我國加入WTO后，凡是不符合EMC/EMI管制及認證制度的產(chǎn)品，難以在發(fā)達國家上市流通。這些規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)對電子電器產(chǎn)品的電磁屏蔽性能提出了嚴格的要求，因此具有高屏蔽效能的電磁屏蔽材料成為了一種必不可少的新型材料。

填充型電磁屏蔽材料相對于金屬和本征型導(dǎo)電高分子材料有著無法比擬的優(yōu)越性，成為電磁屏蔽材料的一重大分支。填料中石墨因其耐高溫、高化學(xué)穩(wěn)定性、低熱膨脹系數(shù)、天然的導(dǎo)電性，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電材料和電磁屏蔽材料領(lǐng)域。中國專利02124139.2利用膨脹石墨和可產(chǎn)生磁性微粒的添加劑制備了附著有磁性微粒的膨脹石墨蠕蟲，產(chǎn)品的導(dǎo)電性比一般的導(dǎo)電高分子材料好，但是其制備工藝復(fù)雜，屏蔽范圍更集中在900MHz以上，對低頻范圍屏蔽效果不明顯。中國專利200710140133.9將木粉、石墨粉、磁性微粒等通過混合造粒、擠出成型，制備了一種電磁屏蔽木塑板材，所制備的材料來源廣泛、密度低，但是其屏蔽范圍為300MHz-1000MHz，屏蔽效能僅為30-40dB，屏蔽范圍側(cè)重高頻，且屏蔽效果不明顯。

納米纖維是指直徑為納米尺度而長度較大的線狀材料，具有奇異的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)，因此具有特殊的微波吸收性能，同時還具有吸收頻帶寬、多功能、質(zhì)量輕、厚度薄等特點。有鑒于上述現(xiàn)有的電磁屏蔽材料存在的缺陷，結(jié)合納米纖維的優(yōu)異性能，本發(fā)明提供一種用于電磁屏蔽的復(fù)合納米纖維膜及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的一個目的是公開一種屏蔽效能好、屏蔽范圍寬，特別強調(diào)低頻，并且成本低廉、環(huán)境污染少的用于電磁屏蔽的復(fù)合納米纖維及其構(gòu)成的薄膜。

本發(fā)明的另一個目的是公開一種石墨/水溶性高聚物納米纖維及其薄膜的制備方法。

本發(fā)明制備的一種石墨/水溶性高聚物納米纖維，其中石墨占復(fù)合材料的質(zhì)量百分數(shù)為0.5-12，水溶性高聚物占復(fù)合材料的質(zhì)量百分數(shù)為88-99.5，其電導(dǎo)率為1×10^-8-1.5×10⁰S/cm，屏蔽效能達30-90dB，且數(shù)值可控。