[發明專利]碳纖維氈/銀納米線/聚偏氟乙烯復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 202010099315.1
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111171482B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 任鵬剛;閆煥煥;郭錚錚;伏柏橋;任芳
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08K7/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 張皎

本發明公開了碳纖維氈/銀納米線/聚偏氟乙烯復合材料的制備方法，具體為：將乙丙醇溶液與銀納米線溶液混合，得到銀納米線/乙丙醇溶液；將聚偏氟乙烯顆粒溶于N,N?二甲基甲酰胺中進行水浴反應，得到聚偏氟乙烯/N,N?二甲基甲酰胺溶液；再將柔性碳纖維氈浸泡在銀納米線/乙丙醇溶液中，放置在貼有聚四氟乙烯膜的培養皿中，干燥，重復九次，之后在聚偏氟乙烯/N,N?二甲基甲酰胺溶液中浸泡，放置在貼有聚四氟乙烯膜的培養皿中，干燥，得到碳纖維氈/銀納米線/聚偏氟乙烯復合材料。本發明的方法，不僅工藝簡單，安全性高，能夠滿足多種電子產品應用需求，同時實現了低的填料含量、較大的屏蔽層厚度以及高的電磁屏蔽性能。

技術領域

本發明屬于高分子復合材料制備技術領域，具體涉及碳纖維氈/銀納米線/聚偏氟乙烯復合材料的制備方法。

背景技術

近些年來，石墨烯，碳納米管，過渡金屬氧化物/碳氮化物等嵌入導電填料的導電高分子復合材料因其質量輕，易于制造，耐腐蝕性好及在較寬的頻率范圍內具有優異的吸收和反射電磁輻射的性能等優點而受到人們的廣泛關注，但對于包含導電填料的導電聚合物復合材料通常需要較大的屏蔽層厚度，且具有良好的屏蔽效果，這將會限制其在航空航天，小型便攜式電子設備和高集成度集成電路通信設備中的實際應用。

為解決電磁干擾引起的各種問題，對聚合物基、金屬基和碳基材料進行了研究。然而，大多數金屬及金屬化合物密度高，韌性差，加工困難，易于腐蝕和可設計性差，這會極大的限制了其在電磁屏蔽中的應用。

碳基材料具有低密度，高電導率和良好的熱性能等優點，被認為是電磁干擾屏蔽材料的理想選擇，然而，純碳材料在好氧條件下易于氧化，為解決此類問題及獲得較大厚度的電磁屏蔽材料，采用簡單的溶液包覆法；將柔性碳纖維氈作為基材，選用銀納米線作為導電元件，由于柔性碳纖維氈本身的粗糙性和好孔性，使其作為柔性基材很容易使銀納米線發生沉積和粘附，致密的銀納米線層有利于電磁屏蔽性能的提高。為進一步穩定柔性碳纖維氈表面的銀納米線網絡結構，在銀納米線層的表面上合成了聚偏氟乙烯層。對于這種超高電磁屏蔽性能復合材料的制備，加工簡單，產品性價比高，被認為是在超高電磁屏蔽性能應用中研究的一種新的熱點。

發明內容

本發明的目的在于提供碳纖維氈/銀納米線/聚偏氟乙烯復合材料的制備方法，解決了現有技術中復合材料電磁屏蔽性能低的問題。

本發明所采用的技術方案是，碳纖維氈/銀納米線/聚偏氟乙烯復合材料的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、將乙丙醇溶液與銀納米線溶液混合，用漩渦混合器將混合溶液攪拌，得到質量濃度為2mg/ml的銀納米線/乙丙醇溶液；

步驟2、將聚偏氟乙烯顆粒溶于N,N-二甲基甲酰胺中，進行水浴反應，得到質量濃度為100mg/ml的聚偏氟乙烯/N,N-二甲基甲酰胺溶液；

步驟3、將柔性碳纖維氈浸泡在銀納米線/乙丙醇溶液中，隨后放置在貼有聚四氟乙烯膜的培養皿中，干燥，重復浸泡干燥九次，得到九層銀納米線包覆的碳纖維氈織物；

步驟4、將九層銀納米線包覆的碳纖維氈織物在聚偏氟乙烯/N,N-二甲基甲酰胺溶液中浸泡，隨后放置在貼有聚四氟乙烯膜的培養皿中，干燥，得到碳纖維氈/銀納米線/聚偏氟乙烯復合材料。

本發明的特點還在于，

步驟1中，攪拌時間為0.5～1h。

步驟2中，反應溫度為80℃～90℃，反應時間為1～2h。

步驟3中，浸泡時間均為1～3s，干燥溫度均為40℃～60℃，干燥時間均為30min～60min。

步驟4中，浸泡時間為1s～3s。

步驟4中，干燥溫度為40℃～60℃，干燥時間為2h～3h。

本發明的有益效果是：