[發明專利]多層復合石墨烯電磁屏蔽材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010645973.6
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111749028A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 周元康;鄒濤;唐海軍;邢敕天
• 申請（專利權）人: 蘇州康麗達精密電子有限公司
• 主分類號: D06N7/00
• 分類號: D06N7/00;D06N3/14;D06N3/00;D06M11/74;D06M11/49;H05K9/00
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本發明公開了多層復合石墨烯電磁屏蔽材料及其制備方法，多層復合石墨烯電磁屏蔽材料包括織物基底，所述織物基底上自下而上依次覆有碳基屏蔽層和水性聚氨酯固化層，所述碳基屏蔽層為碳納米管層和石墨烯層堆疊形成、或為碳納米管和石墨烯混料形成，本發明碳納米管作為典型電磁屏蔽材料具備縱向導電性以及立體導電網絡，高質量薄層石墨烯具備超高的水平導電性，加之納米四氧化三鐵微粒的磁屏蔽，極大增強材料的電磁屏蔽效能，協同作用既具有電磁屏蔽效能，還具有導熱散熱效果。

技術領域

本發明涉及屏蔽材料加工技術領域，尤其涉及多層復合石墨烯電磁屏蔽材料及其制備方法。

背景技術

隨著5G時代的來臨，消費類電子產品的功耗越來越大，對電磁兼容提出更高的挑戰。其中電磁干擾屏蔽有著不可忽視的重要地位。針對電磁屏蔽和高功耗的散熱問題，一種集高導電和高導熱的新型材料走上舞臺。

當前在電子設備上的電磁屏蔽材料主要是電鍍導電布以及導電PI，高導熱材料主要是石墨、硅膠片、硅脂、相變材料和熱管等，然而電鍍導電布，導電PI易被腐蝕，從而降低電磁屏蔽效能，對環境耐受度較低；石墨片薄且容易脫粉，在較大間隙時只能應用硅膠片來填充，硅膠片存在導熱率不高、重量大、成本高等缺點，且在應用時形式比較單一。

發明內容

本發明的目的在于提供多層復合石墨烯電磁屏蔽材料及其制備方法，以解決上述背景技術中所提出的問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：多層復合石墨烯電磁屏蔽材料，包括織物基底，所述織物基底上自下而上依次覆有碳基屏蔽層和水性聚氨酯固化層，所述碳基屏蔽層有兩種實現形式，一種為多層碳納米管層和石墨烯層堆疊形成，另一種為納米管和石墨烯混料形成碳基混合屏蔽層。

作為進一步的優化，所述碳基屏蔽層的第一種實現形式中，其共包括三層，自下而上依次為下層碳納米管層、石墨烯層和上層碳納米管層，所述下層納米管層覆于織物基底上，所述水性聚氨酯固化層覆于上層碳納米管層上。

作為進一步的優化，所述水性聚氨酯固化層的厚度0.05-0.1mm；所述上層碳納米管層、下層碳納米管層的厚度為0.15-0.2mm；所述石墨烯層的厚度為0.1-0.15mm；所述織物基底的厚度為0.028mm。

作為進一步的優化，所述上層碳納米管層和下層碳納米管層的厚度均大于石墨烯層的厚度。

作為進一步的優化，所述織物基底可為無紡布，優選熱熔布，亦可選用金屬混紡布。

作為進一步的優化，所述水性聚氨酯固化層為熱固型聚氨酯涂料層或第三代水性聚氨酯涂料層（PUA），其按所需厚度進行去離子水稀釋處理，并以涂刷的方式進行涂覆，后經恒溫固化成膜。

作為進一步的優化，材料總厚度為0.478-0.678mm；電磁屏蔽效能為50-70dB；工作溫度-40-80℃，耐熱極限為200℃。

本發明還提供了多層復合石墨烯電磁屏蔽材料的制備方法，，包括如下步驟：

S1)配置碳納米管水性漿料A、碳納米管水性漿料B、負載納米四氧化三鐵微粒的高質量薄層石墨烯水性漿料；

S2)將碳納米管水性漿料A、高質量薄層石墨烯水性漿料和碳納米管水性漿料B依次或混料后抽濾在織物基底上，形成碳基屏蔽層；

S3)恒溫60℃干燥3-5h，配置水性聚氨酯稀釋液，涂覆在碳基屏蔽層上，固化后形成水性聚氨酯固化層，即得成品。

作為進一步的優化，所述碳納米管水性漿料A和碳納米管水性漿料B中均為長碳納米管粉體，通過水性分散介質進行超聲分散后抽濾。

作為進一步的優化，所述高質量薄層石墨烯水性漿料為單/少層石墨烯粉體，經酸化后與納米四氧化三鐵微粒混合，通過水性分散介質進行超聲分散后抽濾。