CN112359595A - 一种多组分柔性纸基电磁屏蔽材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多组分柔性纸基电磁屏蔽材料及其制备方法，属于电磁屏蔽技术领域。基于24GHz以上频段的电磁污染，本发明以原位合成法制备的纳米银线@PI纤维与芳纶浆粕构建柔性纸基导电骨架，将氧化多壁碳纳米管浸渍填充在柔性纸基骨架的孔隙中，经压榨、干燥后，得到多组分柔性纸基电磁屏蔽材料。本发明不仅解决了传统纸基材料不耐高温和酸碱的特性，同时克服了传统填料法中纳米银线以及氧化多壁碳纳米管分散不均匀、团聚等现象。除此之外，所制备的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料具有超薄、柔性、耐高温、易加工的特性，同时在5G高频波段具有优异的电磁屏蔽性能和机械性能，且便于携带。

Description

一种多组分柔性纸基电磁屏蔽材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种多组分柔性纸基电磁屏蔽材料及其制备方法，属于电磁屏蔽技术领域。
背景技术
目前，全球主要国家都在加快推进5G商用步伐，国际电信标准组织3GPP协议规定，5G独立组网主要使用两段频率：FR1频段和FR2频段。FR1频段的频率范围是450MHz-6GHz，又叫sub 6GHz频段；FR2频段的频率范围是24.25GHz-52.6GHz，人们通常叫它毫米波(mmWave)。其中FR2频段的电磁波的波长较短、绕射能力差，信号的空间衰减非常严重。要实现5G通信商业化应用，满足更高的移动数据需求，未来需要部署更多的5G通讯基站来解决信号衰减的问题，同时采用高频和中低频联合组网的方式来满足用户的需求。5G通讯基站的大范围修建必不可避免对周围产生电磁干扰，它不仅会干扰各种精密电子设备的运行，影响设备的正常工作，还可能对人体健康造成潜在的不可预测的危害。目前针对24GHz以上频段的电磁屏蔽材料的研究较少，为满足5G时代电磁屏蔽材料的需求，对可应用于FR2频段的高效电磁屏蔽材料的研究具有重要意义。
目前对于纸基电磁屏蔽材料的研究相对较少，且多是作用于12.4GHz以下频段的电磁干扰。例如：公开号CN108794790A的发明专利公开了一种碳纳米管电磁屏蔽纸的制备方法，该专利以微纤化纤维素和碳纳米管为原料，通过真空抽滤制备了碳纳米管电磁屏蔽纸；公开号CN107418512A的发明专利公开了一种超薄纸基吸波材料的制备方法，该专利将再生纤维与改性后的碳纳米管共混，采用传统的湿法抄造工艺制备了超薄纸基吸波材料；公开号CN107938432A的发明专利公开了一种碳纳米纸复合材料的制备方法，以环氧树脂和镍钴铁改性的碳纳米管为原料，通过浇注制备了碳纳米纸复合材料。以上专利共同点主要是对12.4GHz以下频段的电磁波的电磁干扰具有一定的屏蔽作用，但是对于24GHz以上频段的电磁波的电磁干扰以及高温苛刻环境下的电磁屏蔽应用具有一定的局限，限制了纸基电磁屏蔽材料在高频段、高温、酸碱环境下或某些特殊领域的应用。
除此之外，传统纸基电磁屏蔽材料的制备，为了实现高导电的互联网络，通常需要填加高浓度的导电填料。然而导电填料大多分散性差，在纸基体中分散不均匀，纸基导电体出现断点，进而导致纸基电磁屏蔽材料的导电性较差。为实现纸基体的高导电性需要加载更多的导电填料才能形成连续的导电通道，过多填料的添加会使得纸基电磁屏蔽材料的柔性差、加工性能差，限制了其在精密柔性设备中的应用。
因此，需要提供一种可在24GHz以上频段和高温苛刻环境下工作的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料及其制备方法。
发明内容
针对24GHz以上频段的电磁污染，本发明提供了一种以耐高温、耐酸碱腐蚀的高性能聚酰亚胺(PI)纤维和芳纶浆粕构建三维纸基体，采用原位合成法在PI纤维表面原位生长纳米银线，然后通过浸渍法负载含有氧化多壁碳纳米管的PI树脂增强纸基材料的机械性能以及电磁屏蔽性能；一方面纳米银线的原位合成和氧化多壁碳纳米管的浸渍克服了传统填料法中纳米银线和氧化多壁碳纳米管分散不均匀、团聚等现象；另一方面采用高性能PI纤维解决了传统纸基电磁屏蔽材料不耐高温和酸碱、柔性差等问题，有效提高了纸基电磁屏蔽材料的电磁屏蔽性能和机械性能，为高性能PI纤维复合材料拓宽应用范围。
本发明的第一个目的是提供一种制备纳米银线@PI纤维的方法，包括如下步骤：
将酸质子化的PI纤维加入银离子生长液中分散均匀，之后在100-150℃下进行原位生长2-6h，得到纳米银线@PI纤维。
在本发明的一种实施方式中，在130℃下进行原位生长反应4h。
在本发明的一种实施方式中，所述的酸质子化的PI纤维的制备方法为：将PI纤维在0.5-1.5mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡0.3-1.5h后用水冲洗；在45-75℃下干燥，得到碱处理的PI纤维；然后将碱处理后的PI纤维在0.1-0.8mol/L的醋酸溶液中浸泡0.3-1.5h，同样经水冲洗后，在45-75℃下干燥，得到酸质子化的PI纤维。
在本发明的一种实施方式中，所述的酸质子化的PI纤维的制备方法为：将PI纤维在1.0mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡0.5h后用水反复冲洗5-10次；在45℃下干燥，得到碱处理的PI纤维；然后将碱处理后的PI纤维在0.5mol/L的醋酸溶液中浸泡0.3-1.5h，同样经水反复冲洗5-10次后，在45℃下干燥，得到酸质子化的PI纤维。
在本发明的一种实施方式中，所述的银离子生长液的制备方法为：将聚乙烯吡咯烷酮加入到乙二醇中溶解，然后加入三氯化铁溶液和硝酸银混合均匀得到银离子生长液。
在本发明的一种实施方式中，所述的银离子生长液的制备方法中聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银、乙二醇、三氯化铁溶液的质量体积比为(0.1-0.5)g：(0.1-0.7)g：(10-30)mL：35g；进一步优选为(0.1-0.5)g：(0.25-0.6)g：(10-30)mL：35g；更进一步优选为0.4g：0.25g：20mL：35g。
在本发明的一种实施方式中，所述的银离子生长液的制备方法中三氯化铁的浓度为0.5-1.5mol/L；进一步优选为0.5mol/L。
在本发明的一种实施方式中，所述的银离子生长液的制备方法具体为：将0.4g聚乙烯吡咯烷酮加入到20mL乙二醇中溶解，然后加入35g 0.5mol/L的三氯化铁溶液和0.25g硝酸银混合得到银离子生长液。
在本发明的一种实施方式中，所述的分散均匀是采用超声分散均匀，具体是超声功率为300W，超声时间为0.3h。
在本发明的一种实施方式中，酸质子化的PI纤维和银离子生长液的质量体积比为(1-3)g：30mL。
本发明的第二个目的是本发明的方法制备得到的纳米银线@PI纤维。
本发明的第三个目的是提供一种制备多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的方法，包括如下步骤：
(1)柔性纸基导电骨架的制备：将纳米银线@PI纤维和芳纶浆粕混合均匀，采用湿法抄造方法得到柔性纸基导电骨架；
(2)多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的制备：制备N,N–二甲基乙酰胺、氧化多壁碳纳米管和聚酰亚胺树脂的混合溶液，之后将柔性纸基导电骨架浸渍在混合溶液中，干燥得到多组分柔性纸基电磁屏蔽材料。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中纳米银线@PI纤维和芳纶浆粕的质量比为(8-10)：(1-3)；进一步优选为8：2。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的混合溶液中N,N-二甲基乙酰胺、氧化多壁碳纳米管和聚酰亚胺树脂的质量比为(3-6)：(2-5)：(14-18)；进一步优选为5：4：16。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的湿法抄造方法具体是：按照配比称取纳米银线@PI纤维和芳纶浆粕，分散均匀之后通过纸页成型器抄造成纸，经压榨、干燥(90-120℃)后，得到柔性纸基导电骨架。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的混合溶液的制备方法为：首先称取N,N-二甲基乙酰胺和氧化多壁碳纳米管于烧杯中分散均匀，然后再加入聚酰亚胺树脂分散均匀，获得含有氧化多壁碳纳米管的树脂混合溶液，三者的质量比为(3-6)：(2-5)：(14-18)。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的氧化多壁碳纳米管的制备方法为：称取0.1-1g多壁碳纳米管于300mL混酸溶液(浓硫酸溶液和浓硝酸溶液的体积比为(2-5)：(0.5-1.5)，浓硫酸溶液的质量分数为95-98％；浓硝酸溶液的质量分数为65-68％)中超声震荡，然后将其转移到容器内进行反应，反应结束后离心并洗涤、干燥，得到氧化多壁碳纳米管。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的氧化多壁碳纳米管的制备方法中超声的参数是超声功率200-400W，超声时间0.1-1.0h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的氧化多壁碳纳米管的制备方法中洗涤、干燥是洗涤5-10次，在45-75℃干燥。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的氧化多壁碳纳米管的制备方法中反应的条件是50-80℃下处理2-5h；进一步优选为70℃处理4h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述浸渍的次数为2-5次。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述干燥是在90-120℃下干燥。
本发明的第四个目的是本发明所述的方法制备得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料。
本发明的第五个目的是本发明所述的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料在电磁屏蔽、阻燃、导电领域的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明针对的是24GHz以上频段的电磁污染，不同于常规的纸基电磁屏蔽材料针对的是12.4GHz频段以下的电磁污染。
(2)本发明提供了一种有效的、操作简单、工作环境稳定的原位合成法制备纳米银线@PI纤维的方法，使得纳米银线均匀分布在PI纤维表面，从而得到具有良好导电性以及稳定性的纳米银线@PI纤维。同时解决了PI纤维成纸性差、纸张性能低等问题。
(3)本发明中使用的原位合成法以及浸渍法解决了传统填料法制备纸基电磁屏蔽材料中纳米银线和氧化多壁碳纳米管分布不均匀、易团聚等现象。
(4)本发明的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料具有柔性、超薄、轻量、耐高温和阻燃的特性；解决了传统金属电磁屏蔽材料厚重以及难加工的问题，同时也解决了传统纸基电磁屏蔽材料不可在高温、苛刻环境下工作的问题。
(5)本发明的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料拉伸强度达到22.36MPa以上，可以高达31.27MPa；断裂伸长率达到2.97％以上，可以高达3.82％；表面电导率达到5.45S/cm以上，可以高达11.03S/cm；电磁干扰屏蔽效能(SET)、微波反射系数(SER)和微波吸收系数(SEA)达到45.83dB以上、10.42dB以上、33.7dB以上，可以高达85.4dB、15.8dB和69.6dB，在450℃以下工作电磁屏蔽效果稳定。
附图说明
图1为实施例1的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料和对照例1的PI纤维原纸的实物图；其中，(a)是PI纤维原纸实物图，(b)是多组分柔性纸基电磁屏蔽材料实物图。
图2为实施例1得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的弯曲测试。
图3为实施例1得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的热学性能测试。
图4为实施例1和实施例3得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的拉伸测试结果。
图5为实施例1和实施例3得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的表面电导率的测试结果。
图6为实施例1和实施例3得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的电磁屏蔽性能测试结果。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
机械性能测试：使用PT-1198GTD-C拉压力测试机测试柔性纸基电磁屏蔽材料的拉伸性能，然后分析测试结果；根据国家标准(GB/T 453-2002)将制备好的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料裁剪成规定尺寸(宽度15±0.1mm，长度长于所需的实验长度并方便夹持试样)，轻轻将试样拉直夹入钳口，进行测试多次测样，求取平均值。
表面电导率的测定：采用苏州晶格有限公司的ST-2258C型四探针电阻仪，测试多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的表面电导率(表面电导率为表电阻率的倒数)，表征材料的导电性能。仪器测定表面电阻率的量程为10×103-20×1032Ω·cm。表面电导率是一个与材料基本尺寸无关的常数，由材料本身性质决定，反映了材料间导电性能的差异。其值越小，材料在相同尺寸条件下的导电性就越高。
Figure BDA0002724183940000051
式中σ为电导率，ρ为电阻率。
热学性能测试：采用美国TA仪器公司的Q500热重分析仪，测试多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的热学性能变化。测试过程在氮气环境中进行分析，测定范围40-800℃，升温速率10℃/min。
电磁屏蔽性测试：根据ASTM D5568-08标准，使用矢量网络分析仪(VNA,Agilent,N5234A,USA)波导法在18.0–26.5GHz频率范围内测量电磁屏蔽效能；将试样切成10.95mm×4.5mm的矩形；根据所记录的散射参数(S11和S21)，根据如下式(2)-(4)计算出电磁干扰屏蔽效能(SET)、微波反射系数(SER)和微波吸收系数(SEA)；
SER(dB)＝-10lg(1-S11)2 (2)
Figure BDA0002724183940000052
SET(dB)＝SER(dB)+SEA(dB)+SEM(dB) (4)
式中SEM为电磁波的多次内反射，当SET大于10dB时可以忽略；
为保证测试的准确性，样品首先在恒温恒湿实验室进行平衡湿度24h，以减小环境温度和湿度对实验结果的影响；每个测试进行5次，取其平均值。
实施例1
一种制备多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的方法，包括如下步骤：
(1)酸质子化的PI纤维的制备：
将PI纤维在1.0mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡0.5h后用水反复冲洗5次；在45℃下干燥，得到碱处理的PI纤维；然后将碱处理后的PI纤维在0.5mol/L的醋酸溶液中浸泡0.5h，同样经水反复冲洗5次后，在45℃下干燥，得到酸质子化的PI纤维；
(2)纳米银线@PI纤维的制备：
将0.4g聚乙烯吡咯烷酮加入到20mL乙二醇中溶解，然后加入35g 0.5mol/L的三氯化铁溶液和0.25g硝酸银混合，得到银离子生长液；之后将2.0g PI纤维加入100mL银离子生长液中超声分散均匀，超声功率为300W，超声时间为0.3h；之后在130℃下进行原位长4h，得到纳米银线@PI纤维；
(3)柔性纸基导电骨架的制备：
预设柔性纸基导电骨架的定量为60g/cm2，按照配比(纳米银线@PI纤维和芳纶浆粕的质量配比为8：2)称取纳米银线@PI纤维和芳纶浆粕，分散均匀后通过纸页成型器抄造成纸，经压榨、干燥后，得到柔性纸基导电骨架；
(4)氧化多壁碳纳米管的制备：
称取0.2g多壁碳纳米管于300mL混酸溶液(浓硫酸溶液和浓硝酸溶液的体积比为3:1，浓硫酸溶液的质量分数为96％，浓硝酸溶液的质量分数为66％中超声震荡，超声功率为300W，超声时间为0.3h，然后将其转移到三口烧瓶内，在70℃下处理4h后离心并洗涤干燥，得到氧化多壁碳纳米管；
(5)称取N,N–二甲基乙酰胺、氧化多壁碳纳米管和聚酰亚胺树脂(质量比为5:4:16)，先将N,N-二甲基乙酰胺和氧化多壁碳纳米管于烧杯中分散均匀，然后再加入聚酰亚胺树脂分散均匀，获得混合溶液，将上述制备的柔性纸基导电骨架在含有氧化多壁碳纳米管的树脂混合溶液中浸渍3次，在105℃温度下干燥，得到多组分柔性纸基电磁屏蔽材料(实物图见图1(b))。
经过测试，得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的厚度为0.19mm，拉伸强度为31.27MPa，断裂伸长率为3.82％，表面电导率为11.03S/cm，电磁干扰屏蔽效能(SET)、微波反射系数(SER)和微波吸收系数(SEA)分别为85.4、15.8和69.6dB，在450℃以下工作电磁屏蔽效果稳定。
图2为实施例1得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的弯曲测试和热重曲线。从图2可以看出：实施例1制备的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料可在0-180°范围内反复弯曲，具有较好的柔性。
图3为实施例1得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的热重测试。从图3可以看出，实施例1制备的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的热解温度在450℃左右。
将实施例1制备得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料在25、200、400、600℃下处理60min，得到高温处理之后的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料，性能测试结果见表1。
表1高温处理后的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的测试结果
Figure BDA0002724183940000071
注：“/”代表柔性纸基电磁屏蔽材料已经分解，不具有电磁屏蔽性能。
实施例2
调整实施例1中硝酸银添加量为0.1g、0.4g、0.6g，其他参数和实施例1保持一致，得到具有高效电磁屏蔽性能的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料。
将得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料进行性能测试，测试结果见表2。从表2可以看出，硝酸银的添加量为0.25g(实施例1)时，从机械性能、导电性能以及电磁屏蔽性能分析，所制备的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的综合性能较好。
表2不同硝酸银的添加量得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的性能测试结果
Figure BDA0002724183940000072
实施例3
调整实施例1步骤(2)中纳米银线的原位生长时间为2h、6h，其他参数保持不变，得到具有高效电磁屏蔽性能的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料。
将得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料进行性能测试，测试结果见表3和图4、图5、图6。从测试结果可以看出，纳米银线的原位生长时间为4h(实施例1)时，从机械性能、导电性能以及电磁屏蔽性能分析，所制备的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的综合性能较好。
表3不同原位生长时间得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的性能测试结果
Figure BDA0002724183940000081
实施例4
调整实施例1步骤(2)中纳米银线的原位生长温度如表4，其他参数保持不变，得到具有高效电磁屏蔽性能的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料。
将得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料进行性能测试，测试结果见表4。从表4可以看出，纳米银线的生长温度为130℃(实施例1)时，从机械性能、导电性能以及电磁屏蔽性能分析，所制备的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的综合性能较好。
表4不同原位生长温度得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的性能测试结果
Figure BDA0002724183940000082
注：“/”代表测不出来，也就不具有电磁屏蔽效果。
实施例5
调整实施例1步骤(5)中柔性纸基导电骨架在含有氧化多壁碳纳米管的树脂混合液中的浸渍次数如表5，其他参数保持不变，得到具有高效电磁屏蔽性能的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料。
将得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料进行性能测试，测试结果见表5。从表5可以看出，浸渍次数为3次(实施例1)时，从机械性能、导电性能以及电磁屏蔽性能分析，所制备的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的综合性能较好。
表5不同浸渍次数得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的性能测试结果
Figure BDA0002724183940000091
对照例1
PI纤维原纸的制备，包括如下步骤：
(1)酸质子化的PI纤维的制备：
将PI纤维在1.0mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡0.5h后用水反复冲洗5次；在45℃下干燥，得到碱处理的PI纤维；然后将碱处理后的PI纤维在0.5mol/L的醋酸溶液中浸泡0.5h，同样经水反复冲洗5次后，在45℃下干燥，得到酸质子化的PI纤维；
(2)PI纤维原纸的制备：
预设PI纤维原纸的定量为60g/cm2，按照配比(PI纤维和芳纶浆粕的配比为8：2)称取PI纤维和芳纶浆粕，分散均匀后通过纸页成型器抄造成纸，经压榨、干燥后，得到PI纤维原纸(实物图见图1(a))。
对照例2
一种制备柔性纸基电磁屏蔽材料的方法，包括如下步骤：
(1)酸质子化的PI纤维的制备：
将PI纤维在1.0mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡0.5h后用水反复冲洗5次；在45℃下干燥，得到碱处理的PI纤维；然后将碱处理后的PI纤维在0.5mol/L的醋酸溶液中浸泡0.5h，同样经水反复冲洗5次后，在45℃下干燥，得到酸质子化的PI纤维；
(2)纳米银线@PI纤维的制备：
将0.4g聚乙烯吡咯烷酮加入到20mL乙二醇中溶解，然后加入35g 0.5mol/L的三氯化铁溶液和0.25g硝酸银混合，得到银离子生长液；之后将2.0g PI纤维加入100mL银离子生长液中超声分散均匀，超声功率为300W，超声时间为0.3h；之后在130℃下进行原位生长反应4h，得到纳米银线@PI纤维；
(3)柔性纸基导电骨架的制备：
预设柔性纸基导电骨架的定量为60g/cm2，按照配比(纳米银线@PI纤维和芳纶浆粕的质量配比为8:2)称取纳米银线@PI纤维和芳纶浆粕，分散均匀后通过纸页成型器抄造成纸，经压榨、干燥后，得到柔性纸基导电骨架；
(4)称取N,N–二甲基乙酰胺和聚酰亚胺树脂(质量比为5:16)加入到烧杯中分散均匀获得树脂混合溶液，将上述制备的柔性纸基导电骨架在树脂混合液中浸渍3次，在105℃温度下干燥，得到纸基电磁屏蔽材料。
对照例3
称取N,N–二甲基乙酰胺、氧化多壁碳纳米管和聚酰亚胺树脂(质量比为5：4：16)，先N,N-二甲基乙酰胺和氧化多壁碳纳米管于烧杯中分散均匀，然后再加入聚酰亚胺树脂分散均匀，获得混合溶液，将PI原纸(按照对照例1的方法制备)在含有氧化多壁碳纳米管的树脂混合溶液中浸渍3次，在105℃温度下干燥，得到纸基电磁屏蔽材料。
对照例4
调整实施例1中步骤(2)为：将0.4g聚乙烯吡咯烷酮加入到20mL乙二醇中溶解，然后加入35g 0.5mol/L的三氯化铁溶液和0.25g硝酸银混合，得到银离子生长液；将2.0g PI纤维浸渍在银离子生长液中，其他参数和实施例1保持不变，得到多组分柔性纸基电磁屏蔽材料。
对照例5
调整实施例1中步骤(1)为PI纤维只进行碱处理，省略酸质子化；其他参数和实施例1保持不变，得到多组分柔性纸基电磁屏蔽材料。
将对照例1-5得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料进行性能测试，测试结果见表6。
表6对照例1-5得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的测试结果
Figure BDA0002724183940000101
注：“/”代表测不出来，也就不具有电磁屏蔽效果。
将对照例2、3、4得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料在25、200、400、600℃下处理60min，得到高温处理之后的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料，性能测试结果见表7。
表7高温处理后的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的电导率测试结果
Figure BDA0002724183940000111
注：“/”代表柔性纸基电磁屏蔽材料已经分解，不具有电磁屏蔽性能。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的技术和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种制备纳米银线@PI纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将酸质子化的PI纤维加入银离子生长液中分散均匀，之后在100-150℃下进行原位生长2-6h，得到纳米银线@PI纤维。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的银离子生长液的制备方法为：将聚乙烯吡咯烷酮加入到乙二醇中溶解，然后加入三氯化铁溶液和硝酸银混合均匀得到银离子生长液；其中聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银、乙二醇、三氯化铁溶液的质量体积比为(0.1-0.5)g：(0.1-0.7)g：(10-30)mL：35g。
3.权利要求1或2所述的方法制备得到的纳米银线@PI纤维。
4.一种制备多组分柔性纸基电磁屏蔽材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)柔性纸基导电骨架的制备：将权利要求3所述的纳米银线@PI纤维和芳纶浆粕混合均匀，采用湿法抄造方法得到柔性纸基导电骨架；
(2)柔性纸基电磁屏蔽材料的制备：制备N,N–二甲基乙酰胺、氧化多壁碳纳米管和聚酰亚胺树脂的混合溶液，之后将柔性纸基导电骨架浸渍在混合溶液中，干燥得到多组分柔性纸基电磁屏蔽材料。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的混合溶液中N,N-二甲基乙酰胺、氧化多壁碳纳米管和聚酰亚胺树脂的质量比为(3-6)：(2-5)：(14-18)。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述浸渍的次数为2-5次。
7.根据权利要求4-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中纳米银线@PI纤维和芳纶浆粕的质量比为(8-10)：(1-3)。
8.根据权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的氧化多壁碳纳米管的制备方法为：称取多壁碳纳米管于混酸溶液中超声震荡，然后将其转移到容器内进行反应，反应结束后离心并洗涤、干燥，得到氧化多壁碳纳米管；其中混酸溶液是质量分数为95-98％的浓硫酸溶液和质量分数为65-68％的浓硝酸溶液的混合溶液，两者体积比为(2-5)：(0.5-1.5)。
9.权利要求4-8任一项所述的方法制备得到的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料。
10.权利要求3所述的纳米银线@PI纤维或权利要求9所述的多组分柔性纸基电磁屏蔽材料在电磁屏蔽、阻燃、导电领域的应用。
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