[发明专利]一种石墨烯无纺布电磁屏蔽复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯无纺布电磁屏蔽复合材料及其制备方法，涉及功能复合材料技术领域。本发明提供的石墨烯无纺布电磁屏蔽复合材料包括无纺布纤网基体和包覆在所述无纺布纤网基体的纤维表面及纤维空隙中的石墨烯导电层。本发明提供的石墨烯无纺布电磁屏蔽复合材料不仅轻质、柔软，而且具有优异的导电性和电磁屏蔽性能。本发明提供了所述石墨烯无纺布电磁屏蔽复合材料的制备方法，无需进行金属混纺或镀金属层，大幅缩短了工艺流程和成本，简便易行、高效、可操作性高，有利于工业化大规模生产。

技术领域

本发明涉及功能复合材料技术领域，特别涉及一种石墨烯无纺布电磁屏蔽复合材料及其制备方法。

背景技术

随着现代电子信息技术的飞速发展，各类电器和电子设备已经深入到人们的生产和生活中，服务人类生活的同时，电磁干扰和电磁辐射等问题也随之而来，引起了人们的广泛关注。电磁辐射不仅会直接影响精密电子设备、仪器仪表的正常工作，还会对人体健康造成危害。因此，研究具有优异电磁屏蔽性能的材料十分必要。

传统的电磁屏蔽材料通常以Cu、Ag、Ni、Fe等具有优良导电性的金属材料为主，但是金属屏蔽材料密度大、成本高、加工难度大，在某些领域限制了其产品的使用，特别是在可穿戴材料、柔性电子产品领域。相比于金属电磁屏蔽材料，拥有电磁屏蔽性能的织物因其具有轻、柔、薄、成本价格低廉、生产工艺简单、加工方便等优势，得到越来越广泛的应用，既可以加工成用于电子产品和器件的屏蔽材料，又可以做成服装、包装袋、装饰材料等，可以更好的满足人们日常生活中防止电磁辐射的需要。

随着研究的不断开展，越来越多的电磁屏蔽织物相继问世，主要分为机织物的电磁屏蔽织物和无纺布的电磁屏蔽织物，其中无纺布又称非织造布，是一种将纤维通过机械、热粘等方法加固形成的布状物，与机织物相比，具有成本低、来源广泛、工艺简单、生产效率高等优点，得到更广泛的关注。现有无纺布的电磁屏蔽织物大多是通过在无纺布中加入金属丝或镀金属层的方式来达到防电磁辐射的效果。但是，这种无纺布电磁屏蔽织物在实际使用中不仅厚度较大、柔韧性欠佳，而且在多次弯曲后容易出现金属层断裂的情况，从而导致导电性及屏蔽效果大大下降，在生产生活中仍不能很好的满足使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种石墨烯无纺布电磁屏蔽复合材料及其制备方法。本发明提供的石墨烯无纺布电磁屏蔽复合材料不仅轻质、柔软，而且具有优异的导电性和电磁屏蔽性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种石墨烯无纺布电磁屏蔽复合材料，包括无纺布纤网基体和包覆在所述无纺布纤网基体的纤维表面及纤维空隙中的石墨烯导电层；所述无纺布纤网基体与石墨烯导电层的质量比为5～20:1。

优选地，所述无纺布纤网为未经过粘合加固的无纺布；所述无纺布纤网包括丙纶无纺布纤网、涤纶无纺布纤网、锦纶无纺布纤网、腈纶无纺布纤网、乙纶无纺布纤网、氨纶无纺布纤网和氯纶无纺布纤网中的一种或几种。

优选地，所述石墨烯导电层包括单层石墨烯和/或少层石墨烯。

本发明提供了以上技术方案所述石墨烯无纺布电磁屏蔽复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将无纺布纤网进行表面热加固，得到加固无纺布纤网；

将所述加固无纺布纤网用石墨烯导电油墨进行包覆后干燥，得到包覆石墨烯的无纺布纤网；

将所述包覆石墨烯的无纺布纤网进行热轧，得到所述石墨烯无纺布电磁屏蔽复合材料。

优选地，所述表面热加固的温度为80～140℃，压力为0.1～0.2MPa。

优选地，所述石墨烯导电油墨的组成成分包括石墨烯、助剂和溶剂；所述石墨烯、助剂和溶剂的质量比为(1～3.5)：(5～20)：(80～95)。

优选地，所述助剂包括分散剂、粘结剂、润湿剂和消泡剂；