[发明专利]一种复合泡沫膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合泡沫膜及其制备方法。采用纳米粒子为填充剂，聚合物为基材，将纳米粒子分散到聚合物的溶液中，然后通过固化成膜和冷冻干燥处理，制备得到质轻柔软、多孔结构且具有电磁屏蔽性能的纳米粒子/聚合物复合泡沫膜。纳米粒子的加入，使得复合泡沫膜的孔径变大，改善了复合泡沫膜的导电通路，显著提高复合泡沫的电导率和电磁屏蔽性能。本发明制备的复合泡沫膜在电磁屏蔽领域具有巨大的应用情景。

技术领域

本发明涉及功能复合材料领域，具体涉及一种复合泡沫膜及其制备方法。

背景技术

随着电子电器产品的广泛应用，电磁辐射、电磁污染以及电磁干扰等问题随之而来，不仅影响电子设备正常工作，而且电磁辐射无处不在，穿透性极强，对人体健康也存在安全隐患，因此高性能电磁屏蔽材料已成为解决电磁波污染的关键技术。与传统的金属电磁屏蔽材料相比，高分子电磁屏蔽材料由于质轻柔软，耐腐蚀，易加工等优点，更加符合未来电磁屏蔽材料轻质化的要求。

目前研究比较多的高分子聚合物泡沫电磁屏蔽材料，主要通过添加导电纳米粒子，如碳纳米管、石墨烯、碳纤维、炭黑、导电高分子等，尤其以添加碳纳米管、石墨烯的研究最多。但石墨烯价格贵，导电性差，炭黑导电性和分散性差，而且都易团聚、且添加量大。

申请号为CN201910088786.X的发明专利中公开了一种低反射高屏蔽水性聚氨酯电磁屏蔽复合泡沫的制备方法，制备出水性聚氨酯/石墨烯负载铁钴/膨胀微球负载银电磁屏蔽复合泡沫，能够一定程度上提高复合泡沫的电导率和电磁屏蔽性能，但是操作过程复杂，原料添加量大，工艺要求高，限制了工业上的应用。有研究报道以银纳米线填充聚酰亚胺，通过液相发泡法制备银纳米线杂化的聚酰亚胺泡沫，具有较高的电磁屏蔽性能，但是制备方法复杂，工艺严苛(马晶晶，詹茂盛；2014)。申请号为CN201510748263.5的发明专利中公开了一种新型聚酰亚胺/银电磁屏蔽泡沫塑料及其制备方法，引入银纳米粒子改性聚酰亚胺泡沫塑料，提高了聚酰亚胺泡沫的反射性和电导率，但是该方法操作复杂，工艺要求严苛，且银粒子改性效率不可控。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，制备出具有高导电性能和高屏蔽性能的复合泡沫膜，具体采用以纳米粒子为填充剂，聚合物为基材，来制备纳米粒子线/聚合物复合泡沫膜，改善复合泡沫膜的导电通路，显著提高复合泡沫的电导率和电磁屏蔽性能。

本发明的技术方案在于：

本发明的第一方面为一种复合泡沫膜的制备方法，具体包含如下步骤：

S1、聚合物溶液的制备：在磁力搅拌下将聚合物溶解在有机溶剂中，制备得到聚合物溶液；

S2、纳米粒子的制备；

S3、纳米粒子/聚合物复合泡沫膜的制备：将纳米粒子分散在有机溶剂中并加入步骤S1所述溶液得到均匀胶体，倒入聚四氟乙烯模板中并水相固化处理成型，最后冷冻干燥得到复合泡沫膜。

优选的，所述的磁力搅拌处理为以100～800r/min磁力搅拌8～14h；所述冷冻干燥处理的温度为-80～-20℃，压强为10～40Pa，处理时间为24～52h。

优选的，所述的聚合物包含但不限于聚氨酯、聚酰亚胺、聚烯烃、聚氯乙烯的一种或多种。

优选的，所述的聚合物为聚氨酯。

优选的，所述的纳米粒子具有导电导磁的功能，包含但不限于AgNW、CNT、Mxene、CuNW、Fe3O4的一种或多种。

优选的，所述的纳米粒子为AgNW。

优选的，所述的有机溶剂为N-N二甲基酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)中的一种或两种；所述的固化剂为水、乙醇中的一种或两种。