[發明專利]一種復合電磁屏蔽薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202011636558.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112812338A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 劉慶雷;陳宇湛
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;H05K9/00;C08L1/02;C08K3/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 李明珠;胡晶

本發明公開了一種復合電磁屏蔽薄膜及制備方法，包括：細菌纖維素薄膜層和MXene薄膜層，其中，所述細菌纖維素薄膜層與所述MXene薄膜層交替排列，且所述復合電磁屏蔽薄膜的兩個外表面均為所述細菌纖維素薄膜層。本發明的復合電磁屏蔽薄膜中，細菌纖維素薄膜層與MXene薄膜層之間存在以氫鍵為主的分子間作用力，這種相互作用力使復合薄膜在承受拉應力時，MXene薄膜層的拉應力能夠傳遞到細菌纖維素薄膜層上，從而發揮細菌纖維素的力學增強的作用；細菌纖維素薄膜層和MXene薄膜層交替排列的結構中，電磁波能夠在多層MXene薄膜層之間發生內部多次反射效應，增加了電磁波在復合薄膜內部的行程，使得更多的電磁波輻射能量被MXene吸收，從而提高了復合薄膜整體的電磁屏蔽性能。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體而言，涉及一種MXene/細菌纖維素復合電磁屏蔽薄膜及其制備方法

背景技術

隨著手持電子設備和可穿戴電子設備的日益普及，電磁波輻射污染變得無處不在。電磁波輻射會導致電子設備之間、設備內部元器件之間的互相干擾，影響設備的正常工作，還對人體有著潛在的危害。因此如何更好地做好電磁波干擾的防護是非常具有研究價值的問題。

電磁屏蔽材料是通過反射或吸收電磁波，從而使盡可能少的電磁波輻射透射到另一側的材料，廣泛應用于電磁波干擾的防護。通常，一些高導電率的金屬材料具有較好的電磁屏蔽能力，如銅、鋁等，但是金屬材料的密度高、不耐腐蝕和柔性差等缺點限制了其應用。近年來，一些碳基電磁屏蔽材料受到了廣泛的研究，如碳納米管和石墨烯等，碳基電磁屏蔽材料具有輕量、柔性、抗腐蝕等優點，具有優良的應用前景，但是，碳基電磁屏蔽材料在柔性膜形態下的電磁屏蔽性能還有待提高。

因此，尋找一種既具有優良的機械性能和耐久性，又具有優良電磁屏蔽性能的電磁屏蔽材料非常具有研究價值。

發明內容

本發明提供了一種復合電磁屏蔽薄膜及其制備方法，可以解決現有技術中的上述缺陷。

本發明的技術方案如下：

一種復合電磁屏蔽薄膜，包括：若干細菌纖維素薄膜層和若干MXene薄膜層，其中，所述細菌纖維素薄膜層與所述MXene薄膜層交替排列，且所述復合電磁屏蔽薄膜的兩個外表面均為所述細菌纖維素薄膜層。

本發明的復合電磁屏蔽薄膜中，細菌纖維素薄膜層與MXene薄膜層之間存在以氫鍵為主的分子間作用力，氫鍵形成于細菌纖維素分子上的-OH基團和MXene分子上的-OH或-F基團之間。這種相互作用力使復合薄膜在承受拉應力時，MXene薄膜層的拉應力能夠傳遞到細菌纖維素薄膜層上，從而發揮細菌纖維素的力學增強的作用。

進一步的，多層MXene薄膜層之間存在相互作用，電磁波入射MXene薄膜層時發生反射和透射，伴隨著一部分電磁波輻射能量被MXene吸收。在本發明的細菌纖維素薄膜層和MXene薄膜層交替排列的結構中，電磁波能夠在多層MXene薄膜層之間發生內部多次反射效應，增加了電磁波在復合薄膜內部的行程，使得更多的電磁波輻射能量被MXene吸收，從而提高了復合薄膜整體的電磁屏蔽性能。

在一些實施例中，所述細菌纖維素薄膜層的厚度為1μm至50μm，優選5μm-50μm，進一步優選10μm-45μm。

在一些實施例中，所述MXene薄膜層的厚度為1μm至55μm，優選10μm-50μm。

在一些實施例中，所述復合電磁屏蔽薄膜的總厚度為3μm至250μm，優選30μm至230μm，進一步優選100μm至200μm。

在一些實施例中，所述復合電磁屏蔽薄膜具有2-10層所述MXene薄膜層，以及3-11層所述細菌纖維素薄膜層。理論上，MXene薄膜層的層數越多，電磁屏蔽效果越好，但更多層制備工藝上比較困難。

在一些實施例中，所述復合電磁屏蔽薄膜中的細菌纖維素與MXene的質量比為1～5：1～5。