[發明專利]利用導電納米纖維構筑的柔性復合電磁屏蔽薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110399131.1
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113265908B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 馮欣;錢坤鵬;李爽;周建宇;苗苗;曹紹梅
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: D21J3/12
• 分類號: D21J3/12;D21H15/02;D21H15/12;D21H11/18;D21H11/20;D21H13/50;D21H13/26;H05K9/00;D06M11/83;D06M15/37;D06M101/06;D06M101/36;D06M101/40
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明公開了一種利用導電納米纖維構筑的柔性復合電磁屏蔽薄膜及其制備方法，利用聚多巴胺金屬鍵合粘附作用，將硝酸銀與氨水形成的銀氨絡合物錨定于納米纖維的表面，并利用堿性條件下葡萄糖的強還原作用，在納米纖維表面銀氨絡合物中還原出金屬銀納米顆粒，采用無電沉積的方法，將在納米纖維的表面形成的銀納米顆粒均勻包覆的導電納米纖維，進而通過壓濾脫水成膜，再在模壓機的作用下使銀納米顆粒緊密連接形成連續均勻導電網絡，最終組裝得到具有優異電磁屏蔽性能的導電納米纖維柔性薄膜，本發明柔性自支撐導電納米纖維薄膜對電磁波屏蔽效果顯著，且具有可彎折性、柔韌性好、合成工藝簡單的特點，可滿足實際應用中柔性電子對電磁屏蔽的要求。

技術領域

本發明涉及一種用于電磁干擾屏蔽的柔性導電納米纖維薄膜及其制備方法，特別是涉及一種導電納米纖維抄造而成的高柔性、高導電性自支撐薄膜，可適用于電磁屏蔽材料技術領域。

背景技術

隨著無線通訊設備的快速發展和更新換代，加劇了電磁波對人體、航空航天、機密安全的危害，以純金屬為代表的傳統電磁屏蔽材料，由于其較強的剛性，難以滿足便攜可彎折設備發展的需求。此外，由于金屬材料較高的電導率，金屬材料依然具有很高的利用價值，但是許多基于電化學鍍金屬的方法卻帶來了步驟復雜、能源消耗大的問題。因此，兼具高電磁屏蔽效能的柔性材料和經濟實惠的辦法將愈發重要，未來需求也將持續增長。

目前，解決材料剛性問題就是引入不同的基底，并通過不同的成膜方法，從而得到柔性的薄膜。韓國的Tae-WonLee等通過浸漬的方法在纖維素紙張基材上多次循環浸漬銀納米線溶液，得到銀納米線與纖維素紙復合的電磁屏蔽材料，纖維素紙結構對于形成導電的銀納米線網絡非常有效，在1GHz獲得了48.6dB的電磁屏蔽效能，并且材料具有可折疊性，拓展了金屬材料在高柔韌性和低密度金屬復合纖維素紙在電磁屏蔽領域的應用(ACSAppl.Mater.Interfaces 2016,8,20,13123-13132)。陜西科技大學馬忠雷等將一維芳綸納米纖維(ANFs)與二維d-Ti₃C₂T_xMXene納米片和銀納米線(AgNWs)共混，經真空輔助過濾方法得到復合紙，具有機械強度和耐熱性的芳綸納米纖維被用作雙層納米復合紙的高性能聚合物基材，有效的雙層結構和具有廣泛氫鍵相互作用的三維MXene/AgNWs導電網絡的構建產生強大的界面附著力和出色的導電性的協同效應，表現出優異的機械性能和優異的導電性，當MXene/AgNWs的含量為80wt％時，電磁屏蔽效能約80dB(ACSNano,2020,14,8368–8382)。上海大學苗苗等將銀納米線(AgNWs)插層納米纖維素輔助剝離的Ti₃C₂T_xMXene構筑一維/二維復合柔性電磁屏蔽薄膜，由AgNWs和MXene互穿形成的導電網絡為入射電磁波提供了連續導電通路，當薄膜厚度為12.8μm，電導率達到80000S/m，相應的X波段電磁屏蔽效能為42.7dB(J.Mater.Chem.C,2020,8,3120-3126)。

因此，選取合適的基底材料，將金屬材料與基材進行復合，設計簡單快捷和節能的工藝條件，開發柔性、高效能的金屬基電磁屏蔽薄膜，在低金屬負載量的情況下實現高導電性和高電磁屏蔽效能，滿足柔性器件彎折變形下的性能要求具有重要意義，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，在納米纖維表面原位沉積一層金屬導電層，提供一種利用導電納米纖維構筑的柔性復合電磁屏蔽薄膜及其制備方法，本發明薄膜對電磁波屏蔽效果顯著，且具有可彎折，柔韌性好的特點，可滿足實際應用中柔性電子的具體要求。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：