[发明专利]一种柔性电磁屏蔽薄膜及其制备方法

说明书

本发明设计了一种柔性电磁屏蔽薄膜及其制备方法。所述柔性电磁屏蔽薄膜及其制备方法，包括如下步骤：诱发金、银、铜、镍、锌的一种或多种金属纳米线的自交联或絮凝，制备金属基凝胶；将S1制得的气凝胶压缩成薄膜，并通过化学气相处理或光辐照进行表面局部增强，再进行切割、折叠或塑形；将S2制得的气凝胶薄膜贴覆在柔性基底上，制得柔性电磁屏蔽膜；本发明制备的柔性可拉伸电磁屏蔽膜厚度小、导电性高、柔性好、可加工性好，电磁屏蔽性能优异，在2~18GHz频率内，可屏蔽99.9999999%的电磁波。

技术领域

本发明设计电磁屏蔽材料领域，尤其涉及一种柔性电磁屏蔽薄膜及其制备方法。

背景技术

随着电子信息产业的快速发展以及电子电气设备在各行各业的广泛应用，以5G为代表的现代电信技术迅速普及，5G手机和通信基站的信息传输速率、频率和信号强度都有了显著提高。电磁波在促进人类文明进步的同时也带来了一定的负面影响。例如电磁波会影响医院一些检测设备的信号传输，使之不能正常工作；电磁波会干扰飞机的通讯系统、驾驶系统等，使之不能正常起飞；电磁波在负载信息的同时也会产生信息泄露的危险。另外，过量的电磁对人体器官、组织和系统产生不同程度的危害。为了减小或避免上述电磁辐射造成的影响，高性能的电磁屏蔽材料引起人们极大的关注。

传统的金属基电磁屏蔽材料具有良好的电磁屏蔽性能，但屏蔽机制单一，主要以反射为主，并且密度大，易腐蚀等局限性已难以满足柔性电子器件等新兴领域日益增长的需求，因此，人们致力于开发具有超薄、超轻特性的柔性新型电磁屏蔽材料。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种柔性电磁屏蔽薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1，诱发金、银、铜、镍、锌的一种或多种金属纳米线的自交联或絮凝，制备金属气凝胶；

S2，将S1制得的气凝胶压缩成薄膜，并通过化学气相处理或光辐照进行表面局部增强，再进行切割、折叠或塑形；

S3，将S2制得的气凝胶薄膜贴覆在柔性基底上，制得柔性电磁屏蔽膜。

本发明提供的制备方法工艺简单，制备得到的电磁屏蔽薄膜厚度薄、导电性高、柔性好、可加工性好、电磁屏蔽性能优异。

柔性基电磁屏蔽材料通常由柔性基材与电磁屏蔽损耗材料复合而成。金属气凝胶具有发达的三维导通网络，具有导电性高、柔性好、可加工性好、易压缩等优势，将其压缩成气凝胶薄膜后，导电性能得到进一步的显著提升，是一种优秀的柔性电磁屏蔽损耗材料。通过切割、折叠或塑形成特定尺寸和立体结构，即指屏蔽部件的外形或通讯接口结构。将金属气凝胶加工为特定结构也更符合电子器件的外形和屏蔽需要，避免使用、安装过程引起的损伤或性能衰减。

作为本发明的进一步改进，金属气凝胶的孔隙内部可以填充胶粘剂。金属气凝胶的孔隙率可达99.5%，可通过孔隙内部填充胶粘剂，增强金属气凝胶与柔性基底的结合强度，防止金属气凝胶的腐蚀和氧化。

作为本发明的进一步改进，通过压缩气凝胶并利用化学组分和光辐照等无接触改性方法诱发表面区域的自烧结。采用此技术方案，可增加薄膜表面金属纳米线之间的接触点，在不损害整体柔性的同时进一步提升导电性，可以达到1000000 S/m，进而大幅提升电磁屏蔽性能。

作为本发明的进一步改进，所述金属气凝胶由金属纳米线自组装而成。金属纳米线具有高长径比、柔性好的优点，采用此技术方案，能够经受反复弯折而不破坏，是制备柔性器件的理想材料。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，金属气凝胶的密度为4~20 mg/cm³，孔隙率为95~99.99 %，孔径为100 nm~30 μm。金属气凝胶的密度极低，可以大幅减轻器件重量。由于金属气凝胶具有三维导通的导电网络，电磁波入射屏蔽材料后可以在孔壁发生多次反射和散射被耗散。