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一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料及其制備方法和應(yīng)用

文檔序號:40444739發(fā)布日期:2024-12-24 15:19閱讀:16來源:國知局
一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料及其制備方法和應(yīng)用

本發(fā)明屬于電磁屏蔽,特別涉及一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料及其制備方法和應(yīng)用。


背景技術(shù):

1、隨著現(xiàn)代通訊設(shè)備的迅猛發(fā)展,電磁輻射的不良影響也日益凸顯,如干擾信息、中斷通訊、引發(fā)設(shè)備故障,甚至危害身體健康。近年來,柔性電子產(chǎn)品和便攜式設(shè)備的快速普及,迫切要求電磁屏蔽材料在高屏蔽性能的基礎(chǔ)上向輕量化、薄型化轉(zhuǎn)變;此外,在設(shè)備運(yùn)行時內(nèi)部會產(chǎn)生熱量積累,如果不能將熱量及時耗散會嚴(yán)重影響設(shè)備的精度和使用壽命。

2、目前,柔性電子設(shè)備兼具應(yīng)變傳感能力越發(fā)重要,不僅可以拓寬柔性電子在生物監(jiān)測、可穿戴設(shè)備以及智能皮膚等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,還為實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高可靠性的實(shí)時監(jiān)測提供了可能;然而,現(xiàn)有的電磁屏蔽材料的屏蔽效能普遍較低,且材料的高電磁屏蔽性能與輕薄、傳感和導(dǎo)熱性能不兼容,已無法滿足柔性電子設(shè)備的應(yīng)用需求;因此,亟需開發(fā)兼?zhèn)涓咂帘?、?dǎo)熱以及傳感性能的電磁屏蔽材料。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料及其制備方法和應(yīng)用,以解決現(xiàn)有的電磁屏蔽材料的屏蔽效能普遍較低,且材料的高電磁屏蔽性能與輕薄、傳感和導(dǎo)熱性能不兼容的技術(shù)問題。

2、為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:

3、本發(fā)明提供了一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的制備方法,包括:

4、將聚多巴胺包覆二氧化硅分散液加入到銀納米線分散液中,通過磁力攪拌混合,以使聚多巴胺包裹二氧化硅通過螯合作用與銀納米線結(jié)合,得到聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線分散液;

5、將納米纖維素分散液與聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線分散混合后,先進(jìn)行超聲處理,隨后加入戊二醛,以使戊二醛和聚多巴胺的氨基及納米纖維素的羥基進(jìn)行反應(yīng)形成席夫堿鍵,之后進(jìn)行機(jī)械攪拌,得到聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線/納米纖維素分散液;

6、對聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線/納米纖維素分散液進(jìn)行真空抽濾、干燥處理,得到所述兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料。

7、進(jìn)一步的,聚多巴胺包覆二氧化硅分散液的制備過程,具體如下:

8、將二氧化硅分散液與多巴胺分散液混合,進(jìn)行磁力攪拌處理,通過多巴胺的自聚合反應(yīng)在二氧化硅表面形成包覆層,得到聚多巴胺包覆二氧化硅分散液。

9、進(jìn)一步的,銀納米線分散液的制備過程,具體如下:

10、將硝酸銀溶于乙二醇中,得到a溶液;

11、將聚乙烯吡咯烷酮和六水合三氯化鐵溶于乙二醇中,得到b溶液;

12、將b溶液與a溶液混合攪拌均勻后進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后,通過離心除雜,得到所述銀納米線分散液。

13、進(jìn)一步的,將聚多巴胺包覆二氧化硅分散液加入到銀納米線分散液中后,形成混合體系b;所述混合體系b中的固相組成包括:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42wt%-78wt%的聚多巴胺包覆二氧化硅和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22wt%-58wt%銀納米線。

14、進(jìn)一步的,將納米纖維素分散液與聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線分散混合,并加入戊二醛之后,形成混合體系c;所述混合體系c中的固相組成包括:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.5wt%-44.5wt%的納米纖維素、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55wt%-76wt%的聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5wt%-2.5wt%的戊二醛。

15、進(jìn)一步的,超聲處理時,超聲功率為300-700w,超聲時間為5-25min。

16、進(jìn)一步的,機(jī)械攪拌的過程,攪拌轉(zhuǎn)速為200-600rpm,攪拌時間為30-150min。

17、本發(fā)明還提供了一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料,其特征在于,所述兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料采用所述的一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料制備得到。

18、進(jìn)一步的,所述一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的絕對電磁屏蔽效能為13277.5-15303.1db·cm2·g-1。

19、本發(fā)明還提供了一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的應(yīng)用,所述兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料應(yīng)用于柔性電子設(shè)備中。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:

21、本發(fā)明提供的兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的制備方法,將聚多巴胺包裹二氧化硅通過螯合作用與銀納米線結(jié)合,利用聚多巴胺的金屬螯合作用構(gòu)建牢固的“可可樹”結(jié)構(gòu),獲得具有“可可樹”結(jié)構(gòu)的聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線分散液;其次,通過戊二醛與聚多巴胺的氨基和納米纖維素的羥基反應(yīng),形成席夫堿鍵增強(qiáng)相互作用,此外納米纖維素相互交織形成穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建具有類似“可可樹”結(jié)構(gòu)的薄膜,實(shí)現(xiàn)高效電磁屏蔽、導(dǎo)熱和應(yīng)變傳感兼顧的目的;本發(fā)明所制備的柔性電磁屏蔽材料滿足可便攜智能電子設(shè)備中的使用需求,與已有的電磁屏蔽材料對比,所述的柔性電磁屏蔽材料具有更高的電磁屏蔽性能、優(yōu)異的導(dǎo)熱性以及靈敏的應(yīng)變傳感性能,為電磁屏蔽材料的商業(yè)化提供有利的技術(shù)支持;此外,柔性電磁屏蔽材料的制備過程簡單,經(jīng)濟(jì)高效,具有良好的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景。



技術(shù)特征:

1.一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的制備方法,其特征在于,包括:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的制備方法,其特征在于,聚多巴胺包覆二氧化硅分散液的制備過程,具體如下:

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的制備方法,其特征在于,銀納米線分散液的制備過程,具體如下:

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的制備方法,其特征在于,將聚多巴胺包覆二氧化硅分散液加入到銀納米線分散液中后,形成混合體系b;所述混合體系b中的固相組成包括:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42wt%-78wt%的聚多巴胺包覆二氧化硅和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22wt%-58wt%銀納米線。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的制備方法,其特征在于,將納米纖維素分散液與聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線分散混合,并加入戊二醛之后,形成混合體系c;所述混合體系c中的固相組成包括:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.5wt%-44.5wt%的納米纖維素、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55wt%-76wt%的聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5wt%-2.5wt%的戊二醛。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的制備方法,其特征在于,超聲處理時,超聲功率為300-700w,超聲時間為5-25min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的制備方法,其特征在于,機(jī)械攪拌的過程,攪拌轉(zhuǎn)速為200-600rpm,攪拌時間為30-150min。

8.一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料,其特征在于,所述兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料采用如權(quán)利要求1-7所述的一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料制備得到。

9.根據(jù)8所述的一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料,其特征在于,所述一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的絕對電磁屏蔽效能為13277.5-15303.1db·cm2·g-1。

10.如權(quán)利要求8或9所述的一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料的應(yīng)用,其特征在于,所述兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料應(yīng)用于柔性電子設(shè)備中。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于電磁屏蔽技術(shù)領(lǐng)域,公開了一種兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料及其制備方法和應(yīng)用,包括:將聚多巴胺包覆二氧化硅分散液加入到銀納米線分散液中,通過磁力攪拌混合,得到聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線分散液;將納米纖維素分散液與聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線分散混合后,先進(jìn)行超聲處理,隨后加入戊二醛,之后進(jìn)行機(jī)械攪拌,得到聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線/納米纖維素分散液;對聚多巴胺包覆二氧化硅/銀納米線/納米纖維素分散液進(jìn)行真空抽濾、干燥處理,得到所述兼具導(dǎo)熱和傳感性能的柔性電磁屏蔽材料;本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高效電磁屏蔽、導(dǎo)熱和應(yīng)變傳感兼顧目的;制備過程簡單,經(jīng)濟(jì)高效,具有良好的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景。

技術(shù)研發(fā)人員:李金寶,劉庚玫,修慧娟,尹鼎文,秦雨欣,鄧自立,田德良
受保護(hù)的技術(shù)使用者:陜西科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/12/23
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