[发明专利]具有电磁屏蔽功能的聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用

说明书

一种具有电磁屏蔽功能的聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用，涉及聚酰亚胺合成领域。所述聚酰亚胺复合薄膜包括：聚酰亚胺基体，以及分散在聚酰亚胺基体内的三维导电网络。其中，构成三维导电网络的成分包括三维石墨烯，三维石墨烯包括作为基底的纳米碳颗粒以及垂直生长于纳米碳颗粒表面的石墨烯片。该聚酰亚胺复合薄膜兼顾较佳的导电性、电磁屏蔽性能、耐热及阻燃性能，且具有柔性，可应用于电磁屏蔽元件和/或导电元件中，适用于通信、医疗、柔性电子器件等领域中。

技术领域

本申请涉及聚酰亚胺合成领域，具体而言，涉及一种具有电磁屏蔽功能的聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

电磁辐射是指电场和磁场的交互变化所产生的电磁波向空中发射或泄露的现象。随着电子通讯行业尤其是5G通信的迅猛发展，大量新兴电子电器设备出现在社会的各个角落，为人类的日常生活提供了巨大便利。但是，人类在享受这一便利的同时，也在承受着电磁辐射所带来的越来越严重的危害，并引发了一系列的社会问题与环境问题，诸如电子元器件之间的电磁干扰、电磁信息泄露以及电磁波对人体的危害。因此，为健康、数据安全以及工业设备正常运转考虑，需要研发出能够吸收或屏蔽电磁波的高性能材料以消除电磁辐射造成的危害。

传统的电磁屏蔽材料多为含金属夹层或掺杂金属颗粒的诸多金属基材料。然而，金属价格昂贵、重量大、易腐蚀，并不符合下一代电子器件对柔性、高电磁屏蔽性能、轻量化的要求，因此常采用高分子复合材料替代金属基电磁屏蔽材料。

聚酰亚胺(PI)是一类以酰亚胺环为主体的高性能聚合物，具备优异的耐高温、耐辐射性能、力学性能及耐溶剂性能。但由于PI的绝缘属性，其自身对电磁波几乎没有屏蔽性能。因此，如何在PI基体中构建良好的导电网络并赋予PI优良的电磁屏蔽性能，成为扩展PI在电磁屏蔽材料领域应用的重中之重。

发明内容

本申请提供了一种具有电磁屏蔽功能的聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用，其兼顾耐高温、阻燃、柔性、较佳的电导率以及电磁屏蔽性能。

本申请的实施例是这样实现的：

在第一方面，本申请示例提供了一种具有电磁屏蔽功能的聚酰亚胺复合薄膜，其包括：聚酰亚胺基体，以及分散在聚酰亚胺基体内的三维导电网络。

其中，构成三维导电网络的成分包括三维石墨烯，三维石墨烯包括作为基底的纳米碳颗粒以及垂直生长于纳米碳颗粒表面的石墨烯片。

采用作为基底的纳米碳颗粒以及垂直生长于纳米碳颗粒表面的石墨烯片组成的三维石墨烯粉，其不仅具有优异的导电性，同时在聚酰亚胺中的分散性佳，易于形成均匀的三维互通的导电网络，导电效果佳，并且可赋予复合薄膜优异的以吸收方式为主的电磁屏蔽性能。此外，上述特定结构的三维石墨烯与聚酰亚胺基体间的界面相互作用力在一定程度上限制了聚酰亚胺分子的热运动，因此，聚酰亚胺复合薄膜的热稳定性也有显著提高，换言之提高了复合薄膜的耐热及阻燃性能。

在第二方面，本申请示例提供了本申请第一方面提供的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其包括以下步骤：

获得复合浆料，复合浆料由成分分散于聚酰亚酸溶液中所得。

将复合浆料进行涂膜，亚胺化处理，制得聚酰亚胺复合薄膜。

上述制备方法简单高效，适用于大规模工业生产。

在第三方面，本申请示例提供了本申请第一方面提供的聚酰亚胺复合薄膜在制备电磁屏蔽元件和/或导电元件中的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1中的三维石墨烯的低倍SEM形貌图；