[发明专利]一种银-聚乙烯醇复合薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及导电及电磁屏蔽材料技术领域，提供了一种银‑聚乙烯醇复合薄膜及其制备方法和应用。聚乙烯醇薄膜表面具有微小空隙和极性基团，且内部具有氢键缔合，从而可以发生静电吸引和物理吸附，本发明以聚乙烯醇薄膜的这一特性为突破口，通过原位还原在聚乙烯醇薄膜表面预先生成银生成点，再经过后续的化学还原反应围绕预先生成的银生成点连续生成银，成功的在聚乙烯醇薄膜表面制备银层，从而得到银‑聚乙烯醇复合薄膜。本发明制备的银‑聚乙烯醇复合薄膜具有优异的导电性和电磁屏蔽性能，在导电和电磁屏蔽领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及导电及电磁屏蔽材料技术领域，尤其涉及一种银-聚乙烯醇复合薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

聚乙烯醇作为一种在自然界中储存量丰富，又具有生物再生及可生物降解性的环境友好材料，引起了人们广泛的关注。聚乙烯醇的应用基于不同形式的产品，其中聚乙烯醇薄膜的发展距离普遍应用还有一段距离，但是基于明显的环境优势，在未来市场上具有不可估量的应用前景。

表面金属化是非金属材料拥有导电性和电磁屏蔽性能的一种简单有效手段，金属银有很好的导电性，已经广泛应用于提高纤维的导电性和电磁屏蔽性能，许多研究报道了通过表面金属化对不同的非金属纤维赋予导电性，如玻璃纤维、塑料纤维和植物纤维等。但是纤维制品的尺寸的限制了其产品化发展。

聚乙烯醇薄膜恰恰能很好的解决这个问题，聚乙烯醇薄膜表面粗糙且带有微孔结构，有助于其功能化发展。在聚乙烯醇薄膜表面制备银层，可以得到具有导电性的复合膜，且当复合膜具备导电性能的同时自然就拥有了电磁屏蔽效果，在电磁屏蔽材料领域依然可以发挥膜材料的优势。

目前，制备银层一般使用的是化学镀银工艺，传统的化学镀银工艺虽然已经很成熟，但是它在活化催化过程中加入的酸及碱对聚乙烯醇薄膜具有一定的腐蚀性，因而该方法并不适用于在聚乙烯醇薄膜表面制备银层。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种银-聚乙烯醇复合薄膜及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法结合原位生成和化学还原方法，成功的在聚乙烯醇薄膜表面制备出连续致密的Ag层，不会对聚乙烯醇薄膜产生腐蚀，且所得复合薄膜导电性和电磁屏蔽性能好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种银-聚乙烯醇复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚乙烯醇薄膜在银盐溶液中浸泡，在所述聚乙烯醇薄膜表面吸附有银盐；将吸附在聚乙烯醇薄膜表面的银盐进行原位还原，在聚乙烯醇薄膜表面得到银生成点；

(2)将具有银生成点的聚乙烯醇薄膜浸入还原剂溶液中，然后加入银离子络合溶液进行还原沉积，在聚乙烯醇表面生成银层，得到银-聚乙烯醇复合薄膜。

优选的，所述银盐溶液包括硝酸银溶液、亚硝酸银溶液、氯酸银溶液和硫酸银溶液中的一种或几种；所述银盐溶液的浓度为1～100mmol/L。

优选的，所述步骤(1)中浸泡的时间为1～2min。

优选的，所述步骤(1)中原位还原用还原剂包括硼氢化钠、不饱和醇、柠檬酸钠、抗坏血酸、肼、氢气和维生素C中的一种或几种。

优选的，所述步骤(1)中原位还原的时间为5～10min，温度为20～25℃。

优选的，所述步骤(2)中银离子络合溶液为银氨溶液。

优选的，所述步骤(2)中的还原剂溶液由包括有机还原剂、乙醇和水的组分制备得到；所述还原剂溶液中乙醇的质量分数为10～20％，有机还原剂的浓度为50～75mmol/L；所述有机还原剂包括醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯和含醛基的糖中的一种或几种。

优选的，所述步骤(2)中还原沉积的温度为25～35℃，时间为10～30min。