[发明专利]一种MXene/银纳米线复合电磁屏蔽膜

说明书

本发明公开了一种MXene/银纳米线复合电磁屏蔽膜，所述复合电磁屏蔽膜由MXene、银纳米线和粘结剂制成；其中，MXene和银纳米线的质量比为0.05‑20，粘结剂的质量用量为MXene和银纳米线总质量用量的0.001‑10％；所述粘结剂为海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或几种的混合；所述MXene/银纳米线复合电磁屏蔽膜通过如下方法制备：将银纳米线溶液与粘结剂充分混合后得到混合液1，混合液1再与MXene溶液充分混合，得到混合液2；将混合液2抽滤成膜，即得到MXene/银纳米线复合电磁屏蔽膜。本发明所得的复合电磁屏蔽膜具有优异的电磁屏蔽性能，且本发明方法简单易行、成本低，可以批量生产。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽及薄膜材料领域，涉及一种MXene/银纳米线复合电磁屏蔽膜。

背景技术

电磁辐射是对人体健康、信息安全等有严重危害的污染形式之一。随着电子产品的普及，电磁辐射污染日益严重，对于电磁辐射的屏蔽就显得越发重要。电磁辐射可以通过吸收和反射的方式进行屏蔽，一般来说，电磁屏蔽膜的导电性越好，对电磁辐射的反射效果越好；而电磁屏蔽膜中的反射界面越多，电磁波在薄膜内部经过多次反射后被吸收的就越多。因此，同时提高电磁屏蔽膜的导电性和多次反射效应对于提高电磁屏蔽效果至关重要。

一般通过在电磁屏蔽膜中添加导电性较好的导电体，包括石墨烯、金属纳米颗粒、碳纳米管、金属纳米线、MXene等(例如CN106700961A、CN108620003A、CN109852237A、CN109098038A)，以增加电磁屏蔽膜的导电性；通过添加二维导电材料，或者构成多层膜结构，以增加电磁屏蔽膜的多次反射效果。但是这些电磁屏蔽膜或者导电性仍然偏低，或者不具备多次反射效果，因此总体的电磁屏蔽效果仍然达不到实用要求。因此，迫切需要研发新型电磁屏蔽膜，使其兼具高的导电性和多次反射效果，确保其具有优异的电磁屏蔽性能。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种制备简单易行、成本低、可实现批量生产的MXene/银纳米线复合电磁屏蔽膜，该复合电磁屏蔽膜具有很高的导电性和显著的多次反射效果，因此具有优异的电磁屏蔽性能。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种MXene/银纳米线复合电磁屏蔽膜，该复合电磁屏蔽膜由MXene、银纳米线和粘结剂制成；其中，MXene和银纳米线的质量比为0.05-20，粘结剂的质量用量为MXene和银纳米线总质量用量的0.001-10％；所述粘结剂为海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或几种的混合；

所述MXene/银纳米线复合电磁屏蔽膜通过如下方法制备：将银纳米线溶液与粘结剂充分混合得到混合液1，混合液1再与MXene溶液充分混合，得到混合液2；将混合液2抽滤成膜，即得到MXene/银纳米线复合电磁屏蔽膜。

本发明中，由于MXene与银纳米线两者之间的静电吸引导致直接混合会发生团聚，因此不能将两者直接混合制备电磁屏蔽膜。发明人经研究发现，通过添加有机粘结剂可以有效解决这一问题，有机粘结剂可以包覆银纳米线，还能与MXene形成氢键，从而很好地解决两者的团聚问题，经由MXene与银纳米线的协同作用，本发明的MXene/银纳米线复合电磁屏蔽膜的电磁屏蔽性能具有出人意料的效果。

本发明中，MXene与银纳米线之间质量比不同会导致复合薄膜的电导率不同，而不同质量比制备的同样厚度的薄膜中电导率越大则电磁屏蔽效能就越大。作为优选，MXene和银纳米线的质量比为0.1-5，更优选0.33-3，最优选0.33。

本发明使用的粘结剂为不导电的有机物，因此添加过多或导致薄膜导电性下降，电磁屏蔽效能下降；但添加过少则不能充分将MXene与银纳米线粘结。作为优选，粘结剂的质量用量为MXene和银纳米线总质量用量的1-10％，更优选2-5％。