一種電磁屏蔽膜材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種電磁屏蔽膜材料及其制備方法，該方法包括(1)預處理基底，使其帶上正電荷；(2)然后浸漬于具有電磁屏蔽功能的納米材料溶液中，使其帶上負電荷，待充分吸附后取出洗滌，得到中間組裝物A；(3)再浸漬于導電高分子單體溶液中，待充分吸附后取出，并浸漬于氧化劑溶液中氧化聚合，使其帶上正電荷，聚合結束后洗滌，得到中間組裝物B；(4)多次重復步驟(2)和(3)，然后干燥即得；或者，步驟(1)中預處理使基底帶上負電荷，同時將步驟(2)和(3)對調。本發明專利技術采用層層組裝技術，制備工藝簡單，生產成本低，制得的電磁屏蔽膜材料結構可控，厚度可調，對基底沒有具體限制與要求，且導電性能好，屏蔽效能高。

Electromagnetic shielding film material and preparation method thereof

The invention discloses an electromagnetic shielding film material and a preparation method thereof. The method comprises (1) pretreatment of substrate, the positively charged; (2) soaking in nano material solution with electromagnetic shielding function, which had a negative charge, to be fully removed after washing by adsorption, the middle assembly of A; (3) soaking in conductive polymer monomer solution, to fully absorb the removed and immersed in the oxidant solution polymerization, the positively charged, after washing by polymerization, intermediate composition of B; (4) repeated steps (2) and (3), then is dried; or, step (1) in the pretreatment of the substrate with a negative charge, while the step (2) and (3). The invention adopts the assembly technology, simple preparation process, low production cost, electromagnetic shielding film materials with controllable structure prepared, adjustable thickness, no specific restrictions and requirements on the substrate, and good conductivity, high shielding effectiveness.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種電磁屏蔽膜材料及其制備方法。
技術介紹
電磁的運用在現代社會越來越廣泛，給人們帶來的便捷也越來越多，如家用的微波爐，個人用通訊設備，軍用雷達等等。與此同時，電磁波引發的危害也不可忽視。電腦的普及，使得電腦病、電磁過敏癥頻頻出現，長時間使用電腦之后，會感到身體疲勞、眼睛疲倦、肩痛、頭痛、想睡、不安，嚴重時導致人的免疫機能下降、人體中的鈣質減少、流產、視覺障礙，阻礙細胞分裂如癌、白血病、腦腫瘤等。不僅僅如此，電磁波泄露在軍事領域的危害更是嚴重。在當今的戰爭中，高度信息化和電子化使飛機、坦克、戰艦等所處的環境日益復雜。電磁干擾造成的嚴重后果更是不堪設想的，如信息被竊取，通訊癱瘓等。電磁屏蔽材料主要是通過對電磁波的反射與吸收來達到對電磁波屏蔽的目的，其中被反射的電磁波由于未被真正的“耗散”，會對環境造成二次污染(在軍事領域內這種被反射的電磁波更是會帶來如信息泄露、雷達反偵察失效等嚴重的后果)，而被吸收的電磁波最終被材料轉化為其他形式的能而“耗散”。所以吸波材料成為了電磁屏蔽材料研究中的熱門課題。目前現有的電磁屏蔽織物制備方法包括以下幾類：(1)將防電磁輻射纖維(紗線)與常規纖維(紗線)混紡(織)：幾種主要的防電磁輻射的纖維(紗線)有金屬絲或金屬纖維、本征導電聚合物纖維、含有納米金屬粉石墨炭黑的混紡絲等，還包括后來發展應用的的金屬化纖維(紗線)，即通過涂層或鍍層使纖維(紗線)包裹一層導電金屬膜。這種方法的缺點是織物較重，同時生產本征導電聚合物纖維的成本高，含有納米顆粒的混紡絲工藝難控制；(2)鍍金屬織物：包括電鍍、化學鍍、真空磁控濺射等。不足之處在于電化學鍍耗能大，對環境污染嚴重，而且生產所需設備和工藝要求復雜；(3)電磁屏蔽涂層織物：選用具有電磁波吸收功能的涂層劑，經涂層整理、熱處理后就可在織物表面包覆一層具有電磁波屏蔽的膜，達到電磁屏蔽的目的。經涂層處理后的織物不透氣，手感差。電磁屏蔽材料還包括填充導電纖維而制成的復合材料，如添加碳纖維，炭黑，超細石墨顆粒等。填充料在復合材料中的分散不均一導致材料性能不佳是這種方法主要的缺陷。除上述電磁屏蔽材料外，目前現有技術也已報道可從產品結構角度來提高屏蔽性能，如采用不同的底層、中間層、表面層等類似三明治結構，利用不同材料各自的特殊性質達到具有電磁屏蔽功能的目的。然而，采用三明治結構的電磁屏蔽材料一般較厚，而且層與層之間的結合力不強，從而導致其在實際使用過程中失效。而電磁屏蔽膜材料由于薄、輕、柔韌性好、膜結構穩定已成為近年電磁屏蔽材料的研究熱點。中國專利技術專利CN201410095788公開了一種在基片上連續生產碳納米管電磁屏蔽膜的方法，但該方法對設備要求高，操作復雜，且反應需在1100-1200℃下進行，不但生產成本高，而且對產品質量的精準控制也相對較難。因此，一種以低成本、可產業化的方式生產結構可調的電磁屏蔽膜材料亟待開發。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于克服現有的電磁屏蔽材料厚重，制備工藝復雜，設備要求苛刻，生產成本高的缺陷，提供一種電磁屏蔽膜材料及其制備方法。本專利技術的電磁屏蔽膜材料采用層層組裝技術制備，通過選用具有電磁波吸收功能的構筑單元，利用基本的靜電作用力，在基底上組裝多層電磁屏蔽膜材料，制備工藝簡單，生產成本低。而且本專利技術的電磁屏蔽膜材料層與層之間沒有明顯的界限，結合力強，膜厚度可以在納米或微米級別進行調控，厚度薄，重量輕，結構可調，同時導電性能好，屏蔽效能高，尤其是在電磁波吸收功能上效果顯著。本專利技術提供了一種電磁屏蔽膜材料的制備方法，所述制備方法按方式一或方式二進行，所述方式一包括如下步驟：(1)對基底進行預處理，使其帶上正電荷；(2)將預處理的基底浸漬于具有電磁屏蔽功能的納米材料溶液中，使其帶上負電荷，待基底表面充分吸附該納米材料后取出，洗滌，得到中間組裝物A；(3)將中間組裝物A浸漬于導電高分子單體溶液中，待中間組裝物A表面充分吸附導電高分子單體后取出，并浸漬于氧化劑溶液中，進行化學氧化聚合，使其帶上正電荷，聚合結束后，洗滌，得到中間組裝物B；(4)多次重復步驟(2)和(3)，在基底上組裝形成多層電磁屏蔽膜，干燥，即得電磁屏蔽膜材料；所述方式二包括如下步驟：(I)對基底進行預處理，使其帶上負電荷；(II)將預處理的基底浸漬于導電高分子單體溶液中，待基底表面充分吸附導電高分子單體后取出，并浸漬于氧化劑溶液中，進行化學氧化聚合，使其帶上正電荷，聚合結束后，洗滌，得到中間組裝物A’；(III)將中間組裝物A’浸漬于具有電磁屏蔽功能的納米材料溶液中，使其帶上負電荷，待中間組裝物A’表面充分吸附該納米材料后取出，洗滌，得到中間組裝物B’；(IV)多次重復步驟(II)和(III)，在基底上組裝形成多層電磁屏蔽膜，干燥，即得電磁屏蔽膜材料。步驟(1)和步驟(I)中，所述的基底為本領域常規使用的基底，包括無機非金屬材料，合成塑料材料和纖維織物材料。所述的無機非金屬材料為本領域常規使用的無機非金屬材料，較佳地為硅片、石英片、玻璃和云母片中的一種。所述的合成塑料材料為本領域常規使用的合成塑料材料，較佳地為聚乙烯(PE)或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。所述的纖維織物材料為本領域常規使用的纖維織物材料，包括天然纖維織物和合成纖維織物，所述的天然纖維織物一般為棉、毛和麻。步驟(1)和步驟(I)中，所述的預處理較佳地按下述步驟進行：先用有機溶劑清洗，再用去離子水清洗，然后再經離子溶液處理，之后洗滌，干燥；所述的有機溶劑較佳地為乙醇和/或丙酮，所述的有機溶劑清洗較佳地為用超聲波振蕩清洗2～5次，每次清洗10～20min，所述的去離子水清洗較佳地為用超聲波振蕩清洗2～5次，每次清洗5～10min；當所述的基底為無機非金屬材料時，所述的有機溶劑清洗較佳地為依次采用甲苯、丙酮、氯仿和乙醇進行超聲波振蕩清洗，以除去基底表面附著的各種雜質；所述的有機溶劑清洗后較佳地還進行硫酸和雙氧水混合溶液的加熱煮沸處理，所述的加熱煮沸處理較佳地至無氣泡溢出；所述的離子溶液較佳地為帶正電荷的大分子溶液，更佳地為鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)溶液；所述的干燥較佳地在惰性氣體氛圍下進行，更佳地為在氮氣和/或氬氣氛圍下進行；當所述的基底為合成塑料材料時，所述的離子溶液較佳地為帶正電荷的大分子溶液，更佳地為PD本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電磁屏蔽膜材料的制備方法，所述制備方法按方式一或方式二進行，所述方式一包括如下步驟：(1)對基底進行預處理，使其帶上正電荷；(2)將預處理的基底浸漬于具有電磁屏蔽功能的納米材料溶液中，使其帶上負電荷，待基底表面充分吸附該納米材料后取出，洗滌，得到中間組裝物A；(3)將中間組裝物A浸漬于導電高分子單體溶液中，待中間組裝物A表面充分吸附導電高分子單體后取出，并浸漬于氧化劑溶液中，進行化學氧化聚合，使其帶上正電荷，聚合結束后，洗滌，得到中間組裝物B；(4)多次重復步驟(2)和(3)，在基底上組裝形成多層電磁屏蔽膜，干燥，即得電磁屏蔽膜材料；所述方式二包括如下步驟：(I)對基底進行預處理，使其帶上負電荷；(II)將預處理的基底浸漬于導電高分子單體溶液中，待基底表面充分吸附導電高分子單體后取出，并浸漬于氧化劑溶液中，進行化學氧化聚合，使其帶上正電荷，聚合結束后，洗滌，得到中間組裝物A’；(III)將中間組裝物A’浸漬于具有電磁屏蔽功能的納米材料溶液中，使其帶上負電荷，待中間組裝物A’表面充分吸附該納米材料后取出，洗滌，得到中間組裝物B’；(IV)多次重復步驟(II)和(III)，在基底上組裝形成多層電磁屏蔽膜，干燥，即得電磁屏蔽膜材料。...

【技術特征摘要】
1.一種電磁屏蔽膜材料的制備方法，所述制備方法按方式一或方式二
進行，所述方式一包括如下步驟：
(1)對基底進行預處理，使其帶上正電荷；
(2)將預處理的基底浸漬于具有電磁屏蔽功能的納米材料溶液中，使
其帶上負電荷，待基底表面充分吸附該納米材料后取出，洗滌，得到中間組
裝物A；
(3)將中間組裝物A浸漬于導電高分子單體溶液中，待中間組裝物A
表面充分吸附導電高分子單體后取出，并浸漬于氧化劑溶液中，進行化學氧
化聚合，使其帶上正電荷，聚合結束后，洗滌，得到中間組裝物B；
(4)多次重復步驟(2)和(3)，在基底上組裝形成多層電磁屏蔽膜，
干燥，即得電磁屏蔽膜材料；
所述方式二包括如下步驟：
(I)對基底進行預處理，使其帶上負電荷；
(II)將預處理的基底浸漬于導電高分子單體溶液中，待基底表面充分
吸附導電高分子單體后取出，并浸漬于氧化劑溶液中，進行化學氧化聚合，
使其帶上正電荷，聚合結束后，洗滌，得到中間組裝物A’；
(III)將中間組裝物A’浸漬于具有電磁屏蔽功能的納米材料溶液中，使
其帶上負電荷，待中間組裝物A’表面充分吸附該納米材料后取出，洗滌，得
到中間組裝物B’；
(IV)多次重復步驟(II)和(III)，在基底上組裝形成多層電磁屏蔽膜，
干燥，即得電磁屏蔽膜材料。
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)和步驟(I)
中，所述的基底為無機非金屬材料、合成塑料材料和纖維織物材料中的一種；
所述的預處理按下述步驟進行：先用有機溶劑清洗，再用去離子水清洗，然
后再經離子溶液處理，之后洗滌，干燥；所述的有機溶劑為乙醇和/或丙酮，
所述的有機溶劑清洗為用超聲波振蕩清洗2～5次，每次清洗10～20min，所
述的去離子水清洗為用超聲波振蕩清洗2～5次，每次清洗5～10min。
3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)和步驟(I)
中，所述的無機非金屬材料為硅片、石英片、玻璃和云母片中的一種；所述
的合成塑料材料為聚乙烯或聚對苯二甲酸乙二酯；所述的纖維織物材料為天
然纖維織物或合成纖維織物，所述的天然纖維織物為棉、毛和麻中的一種。
4.如權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)和步驟
(I)中，當所述的基底為無機非金屬材料時，所述的有機溶劑清洗為依次
采用甲苯、丙酮、氯仿和乙醇進行超聲波振蕩清洗；所述的有機溶劑清洗后
進...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬瑩，張松林，鄒梨花，邱夷平，
申請(專利權)人：東華大學，
類型：發明
國別省市：上海;31