[发明专利]利用导电纳米纤维构筑的柔性复合电磁屏蔽薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种利用导电纳米纤维构筑的柔性复合电磁屏蔽薄膜及其制备方法，利用聚多巴胺金属键合粘附作用，将硝酸银与氨水形成的银氨络合物锚定于纳米纤维的表面，并利用碱性条件下葡萄糖的强还原作用，在纳米纤维表面银氨络合物中还原出金属银纳米颗粒，采用无电沉积的方法，将在纳米纤维的表面形成的银纳米颗粒均匀包覆的导电纳米纤维，进而通过压滤脱水成膜，再在模压机的作用下使银纳米颗粒紧密连接形成连续均匀导电网络，最终组装得到具有优异电磁屏蔽性能的导电纳米纤维柔性薄膜，本发明柔性自支撑导电纳米纤维薄膜对电磁波屏蔽效果显著，且具有可弯折性、柔韧性好、合成工艺简单的特点，可满足实际应用中柔性电子对电磁屏蔽的要求。

技术领域

本发明涉及一种用于电磁干扰屏蔽的柔性导电纳米纤维薄膜及其制备方法，特别是涉及一种导电纳米纤维抄造而成的高柔性、高导电性自支撑薄膜，可适用于电磁屏蔽材料技术领域。

背景技术

随着无线通讯设备的快速发展和更新换代，加剧了电磁波对人体、航空航天、机密安全的危害，以纯金属为代表的传统电磁屏蔽材料，由于其较强的刚性，难以满足便携可弯折设备发展的需求。此外，由于金属材料较高的电导率，金属材料依然具有很高的利用价值，但是许多基于电化学镀金属的方法却带来了步骤复杂、能源消耗大的问题。因此，兼具高电磁屏蔽效能的柔性材料和经济实惠的办法将愈发重要，未来需求也将持续增长。

目前，解决材料刚性问题就是引入不同的基底，并通过不同的成膜方法，从而得到柔性的薄膜。韩国的Tae-WonLee等通过浸渍的方法在纤维素纸张基材上多次循环浸渍银纳米线溶液，得到银纳米线与纤维素纸复合的电磁屏蔽材料，纤维素纸结构对于形成导电的银纳米线网络非常有效，在1GHz获得了48.6dB的电磁屏蔽效能，并且材料具有可折叠性，拓展了金属材料在高柔韧性和低密度金属复合纤维素纸在电磁屏蔽领域的应用(ACSAppl.Mater.Interfaces 2016,8,20,13123-13132)。陕西科技大学马忠雷等将一维芳纶纳米纤维(ANFs)与二维d-Ti₃C₂T_xMXene纳米片和银纳米线(AgNWs)共混，经真空辅助过滤方法得到复合纸，具有机械强度和耐热性的芳纶纳米纤维被用作双层纳米复合纸的高性能聚合物基材，有效的双层结构和具有广泛氢键相互作用的三维MXene/AgNWs导电网络的构建产生强大的界面附着力和出色的导电性的协同效应，表现出优异的机械性能和优异的导电性，当MXene/AgNWs的含量为80wt％时，电磁屏蔽效能约80dB(ACSNano,2020,14,8368–8382)。上海大学苗苗等将银纳米线(AgNWs)插层纳米纤维素辅助剥离的Ti₃C₂T_xMXene构筑一维/二维复合柔性电磁屏蔽薄膜，由AgNWs和MXene互穿形成的导电网络为入射电磁波提供了连续导电通路，当薄膜厚度为12.8μm，电导率达到80000S/m，相应的X波段电磁屏蔽效能为42.7dB(J.Mater.Chem.C,2020,8,3120-3126)。

因此，选取合适的基底材料，将金属材料与基材进行复合，设计简单快捷和节能的工艺条件，开发柔性、高效能的金属基电磁屏蔽薄膜，在低金属负载量的情况下实现高导电性和高电磁屏蔽效能，满足柔性器件弯折变形下的性能要求具有重要意义，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，在纳米纤维表面原位沉积一层金属导电层，提供一种利用导电纳米纤维构筑的柔性复合电磁屏蔽薄膜及其制备方法，本发明薄膜对电磁波屏蔽效果显著，且具有可弯折，柔韧性好的特点，可满足实际应用中柔性电子的具体要求。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：