System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜的制备方法技术_技高网

一种高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜的制备方法技术

技术编号:43696581 阅读:2 留言:0更新日期:2024-12-18 21:12
本发明专利技术属于电磁屏蔽材料技术领域,具体是一种高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜的制备方法。其特征在于,该方法包括以下步骤:选用一种耐高温树脂基体作为柔性支撑基底;将经均匀分散,浓缩蒸发调配的石墨烯复合浆料丝网印刷于所述耐高温柔性支撑基底上,形成石墨烯复合薄膜;将所述复合薄膜退火去除辅助剂以及溶剂,得到高性能石墨烯电磁屏蔽膜。本发明专利技术采用晶格完整的石墨烯与改性碳纳米管粉末作为原料,借助辅助剂的分散与插层作用,构筑了1D碳纳米管与2D石墨烯纳米搭建的导电网络,阻碍了石墨烯片再团聚,增加了导电材料的紧密接触,提升丝印石墨烯薄膜的电导率和电磁屏蔽性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜生产领域,尤其涉及一种高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜的制备方法


技术介绍

1、电子信息工业中通讯设备的飞速发展,使得电磁辐射问题日益严重。电磁辐射是指电磁波向外发射或泄露,干扰电子元器件、危害人体健康。尤其是5g通信的迅猛发展,大量新兴电子电器设备出现,芯片的密集布线造成电磁波相互干扰。信息化带来通讯便利的同时,也使得人类承受着电磁辐射所带来的严重的危害。因此,研究高性能的新型电磁屏蔽材料成为电磁屏蔽技术发展的一个重要方向。

2、迄今为止,各种电磁屏蔽材料,如金属(铜、镍、银),导电聚合物以及无机非金属,被用来制备高电磁屏蔽性能材料。但其存在的缺点,严重制约材料的产业应用。例如,金属基电磁屏蔽材料易腐蚀;导电聚合物导电性低,电磁屏蔽性能差。在这一领域的候选材料中,无机非金属材料具有耐腐蚀、柔韧性、重量轻、导电性好等显著优势。特别地,石墨烯凭借其良好的电子迁移率(~ 15000 cm2•v-1•s-1) 和优异的导热性(~5000 w•m-1•k-1)而备受关注,被视为极具发展前景的电磁屏蔽材料。然而,团聚石墨烯片和六元环上的缺陷使其导电性远低于理论值。本专利技术通过石墨烯的结构设计和组装方法的改进,产生有取向的相互紧密连接的导电网络,从而提高石墨烯薄膜导电性。


技术实现思路

1、本专利技术提供一种高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜的制备方法。本专利技术的石墨烯电磁屏蔽材料通过搭建导电网络结构和简单的退火处理以增强电磁屏蔽性能,所制备轻质的石墨烯复合电磁屏蔽薄膜具有优异的电磁屏蔽效果。本专利技术选用耐高温的树脂薄膜作为基体,采用晶格完整的石墨烯与改性碳纳米管粉末作为原料,借助辅助剂的分散与插层作用,构筑了1d碳纳米管与2d石墨烯纳米搭建的导电网络,阻碍了石墨烯片再团聚,增加了导电材料的紧密接触。采用印刷成膜与退火处理的方式在耐高温基体上获得高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜。

2、本专利技术所述的一种高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于:该石墨烯薄膜包括耐高温树脂基体,以及丝网印刷于树脂基体上的高导电石墨烯复合浆料。其中,所述石墨烯复合浆料由下述质量百分比的原料组成:石墨烯25%~46.7%、碳纳米管10~20%、无机金属化化合物15.5~30%、辅助剂5%~10%、溶剂13.3%~25%。

3、进一步的,所述耐高温基体是指聚酰亚胺基体和有机硅树脂基体中的一种。

4、进一步的,所述石墨烯是指粉末状的石墨烯纳米片,粒度小于8 μm,片层厚度小于3 nm。

5、进一步的,所述碳纳米管是指氨基化多壁碳纳米管、羧基化碳纳米管以及羟基化碳纳米管中的一种或几种。碳纳米管长度分布在0.2~5 μm,内径5~15 nm,外径8~30 nm。

6、进一步的,所述碳无机金属化化合物是指氯化铜或者硫酸铜。

7、进一步的,所述辅助剂是指紫丁香基木质素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或几种。

8、进一步的,所述溶剂是指高纯去离子水、松油醇、正丁醇、叔丁醇、炔二醇中的一种或几种。

9、如上所述的一种高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜的制备方法,包括以下步骤:

10、步骤1:将辅助剂,石墨烯和碳纳米管粉末按一定的质量混合在去离子水中,300rmp搅拌1 h,然后加入真空碟式搅拌设备,连续高效搅拌3 h,制备出稳定分散的石墨烯复合溶液;

11、步骤2:将一定质量的无机金属化化合物溶于上述石墨烯复合溶液,小功率超声10min,使得金属铜离子均匀分散;

12、步骤3:将上述混合溶液蒸发浓缩至浓度为200~220 mg/ml,得到高浓度石墨烯复合胶体;

13、步骤4:在上述浓缩胶体中加入醇类,330 rmp持续搅拌3 h,调节石墨烯胶体表面张力与粘度,得到高粘度的,均匀分散的石墨烯印刷浆料,浆料粘度范围在 10 pa•s ~50pa•s;

14、步骤5:借助全自动丝网印刷机,将所得石墨烯复合浆料丝印于耐高温柔性基底,印刷厚度范围在4~16 μm;

15、步骤6:将上述石墨烯薄膜以3 oc/min的速率,升温至350 oc,空气气氛退火50min,促使辅助剂碳化以及溶剂挥发,最后获得高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜;

16、本专利技术的优点及有益效果:

17、1.本专利技术选用柔性耐高温树脂作为承印基底,调配出印刷性能优异的石墨烯复合浆料,采用丝印结合一步退火得到高性能电磁屏蔽石墨烯薄膜。该方法是一种可规模化生产的、制备高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜的可行性方法;

18、2.本专利技术利用辅助剂对石墨烯与碳纳米管的插层分散作用,构筑了有益于金属铜离子富集在石墨烯纳米片上的导电网络结构,结合碳纳米管对石墨烯的抑制堆叠作用和铜离子掺杂提升載流子密度,有效提升石墨烯的电导率,获得高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜。

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【技术保护点】

1.一种高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于,该石墨烯薄膜包括耐高温树脂基底,以及可丝印高导电石墨烯复合浆料。其中,所述石墨烯复合浆料由下述质量百分比的原料组成:石墨烯25%~46.7%、碳纳米管10~20%、无机金属化化合物15.5~30%、辅助剂5%~10%、溶剂13.3%~25%。

2.根据权利要求1所述的高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于:所述耐高温基体是指聚酰亚胺基体和有机硅树脂基体中的一种。

3.根据权利要求1所述高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于:所述石墨烯是指粉末状的石墨烯纳米片,粒度小于8 μm,片层厚度小于3 nm。

4.根据权利要求1所述高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于:所述碳纳米管是指氨基化多壁碳纳米管、羧基化碳纳米管以及羟基化碳纳米管中的一种或几种。碳纳米管长度分布在0.2~5 μm,内径5~15 nm,外径8~30 nm。

5.根据权利要求1所述高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于:所述碳无机金属化化合物是指氯化铜、硫酸铜。

6.根据权利要求1所述高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于:所述辅助剂是指紫丁香基木质素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于:所述溶剂是指高纯去离子水、松油醇、正丁醇、叔丁醇、炔二醇中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

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【技术特征摘要】

1.一种高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于,该石墨烯薄膜包括耐高温树脂基底,以及可丝印高导电石墨烯复合浆料。其中,所述石墨烯复合浆料由下述质量百分比的原料组成:石墨烯25%~46.7%、碳纳米管10~20%、无机金属化化合物15.5~30%、辅助剂5%~10%、溶剂13.3%~25%。

2.根据权利要求1所述的高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于:所述耐高温基体是指聚酰亚胺基体和有机硅树脂基体中的一种。

3.根据权利要求1所述高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于:所述石墨烯是指粉末状的石墨烯纳米片,粒度小于8 μm,片层厚度小于3 nm。

4.根据权利要求1所述高性能石墨烯电磁屏蔽薄膜,其特征在于:所述碳纳米管是指氨基化...

【专利技术属性】
技术研发人员:请求不公布姓名
申请(专利权)人:甘肃农业大学
类型:发明
国别省市:

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