一种电磁屏蔽纸及其制备方法和应用

本发明属于电磁屏蔽材料，特别涉及一种电磁屏蔽纸及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着无线电通信和可穿戴电子设备的蓬勃发展，其为生活带来了极大便利的同时，产生的电磁辐射却对人们的生命健康带来了严重的威胁；其次，长时间高强度电磁辐射也会对电子设备的正常运转、寿命带来负面影响；因此，开发一种高性能电磁屏蔽材料是现实的迫切需求。

2、ti3c2txmxene以其层状结构、极高的比表面积、良好的亲水性和高导电性等结构和性能优势，在制造电磁屏蔽材料，特别是电磁屏蔽纸等方面引起了极大的关注；然而，将纳米尺度的ti3c2txmxene组装为宏观2d薄膜材料时，由于组装过程中纳米片之间的相互作用弱，导致宏观薄膜材料的结合力差，存在机械性能低、柔韧性差的问题，难以适应复杂的机械形变，进而严重限制了它们的实际应用；更重要的是，ti3c2txmxene在h2o/o2条件下的环境稳定性较差，易于氧化降解，严重阻碍了mxene基复合材料，特别是由独立的mxene层组成的复合材料，在复杂的湿度、热甚至极端环境条件下的应用；因此，从本质上解决mxene片层间相互作用弱及其环境稳定性差的问题势在必行。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种电磁屏蔽纸及其制备方法和应用，以解决mxene片层间相互作用弱及其环境稳定性差的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、本发明提供了一种电磁屏蔽纸的制备方法，包括：

4、在ti3c2txmxene分散液中加入盐酸多巴胺溶液，超声处理后，得到聚多巴胺修饰的mxene分散液；

5、对cnfs分散液及所述聚多巴胺修饰的mxene分散液进行复合抽滤，得到cnfs-pddm复合凝胶；

6、对所述cnfs-pddm复合凝胶进行热压干燥处理，得到所述电磁屏蔽纸。

7、进一步的，所述聚多巴胺修饰的mxene分散液的制备过程，具体如下：

8、在ti3c2txmxene分散液中逐滴滴加盐酸多巴胺溶液，超声处理后，得到聚多巴胺修饰的mxene分散液。

9、进一步的，所述ti3c2txmxene分散液与所述盐酸多巴胺溶液的质量比为100:(1-20)；其中，所述ti3c2txmxene分散液的质量分数为0.1-1.0wt.％，所述盐酸多巴胺溶液的浓度为0.1-0.3wt.％。

10、进一步的，所述cnfs分散液采用tempo氧化结合高速破壁法制备得到。

11、进一步的，对cnfs分散液及所述聚多巴胺修饰的mxene分散液进行复合抽滤，得到cnfs-pddm复合凝胶的过程，具体如下：

12、对cnfs分散液进行真空辅助抽滤，获得cnfs凝胶；

13、将所述聚多巴胺修饰的mxene分散液浇筑在所述cnfs凝胶的表面，之后对所述聚多巴胺修饰的mxene分散液进行真空辅助抽滤，以使所述聚多巴胺修饰的mxene沉积在所述cnfs凝胶的表面，获得cnfs-pddm复合凝胶。

14、进一步的，所述cnfs-pddm复合凝胶中，聚多巴胺修饰的mxene的负载量为5-90wt.％。

15、进一步的，对所述cnfs-pddm复合凝胶进行热压干燥处理的过程中，干燥温度为60-80℃，热压压力为5-10mpa。

16、本发明还提供了一种电磁屏蔽纸，利用所述的一种电磁屏蔽纸的制备方法制备得到。

17、进一步的，所述电磁屏蔽纸的电导率为12.2-14.3s·cm-1，拉伸强度为201.6-308.2mpa。

18、本发明还提供了一种电磁屏蔽纸的应用，所述电磁屏蔽纸作为电磁屏蔽材料的应用。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

20、本发明提供了一种电磁屏蔽纸及其制备方法，制备过程简单，所制备的电磁屏蔽纸具有高环境稳定性，兼具高绝缘性能和高导电性能；同时，能够表现出优异的电磁屏蔽性能和环境稳定性；具体的，以盐酸多巴胺修饰的mxene作为功能导电层，以cnfs作为基底，cnfs用于支撑独立盐酸多巴胺修饰的mxene层；其中，盐酸多巴胺(da)经过自发的界面电荷转移在mxene表面进行原位聚合，产生超薄的pda纳米黏附层，pda纳米黏附层可以作为一种有效的物理屏障以保护mxene免受水和氧气的渗入，赋予其良好的环境稳定性，同时有效改善了mxene片层间的相互作用和排列，提高了初始mxene组装膜的机械性能和电导率；其次，通过pda修饰对复合纸机械性能和导电性能双重提升的作用机制，通过对cnfs分散液及聚多巴胺修饰的mxene分散液进行复合抽滤形成janus组装结构，赋予了电磁屏蔽纸良好的环境稳定性和优异的机械性能，极大地拓展了其应用场景。

技术特征：

1.一种电磁屏蔽纸的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽纸的制备方法，其特征在于，所述聚多巴胺修饰的mxene分散液的制备过程，具体如下：

3.根据权利要求2所述的一种电磁屏蔽纸的制备方法，其特征在于，所述ti3c2txmxene分散液与所述盐酸多巴胺溶液的质量比为100:(1-20)；其中，所述ti3c2txmxene分散液的质量分数为0.1-1.0wt.％，所述盐酸多巴胺溶液的浓度为0.1-0.3wt.％。

4.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽纸的制备方法，其特征在于，所述cnfs分散液采用tempo氧化结合高速破壁法制备得到。

5.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽纸的制备方法，其特征在于，对cnfs分散液及所述聚多巴胺修饰的mxene分散液进行复合抽滤，得到cnfs-pddm复合凝胶的过程，具体如下：

6.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽纸的制备方法，其特征在于，所述cnfs-pddm复合凝胶中，聚多巴胺修饰的mxene的负载量为5-90wt.％。

7.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽纸的制备方法，其特征在于，对所述cnfs-pddm复合凝胶进行热压干燥处理的过程中，干燥温度为60-80℃，热压压力为5-10mpa。

8.一种电磁屏蔽纸，其特征在于，利用如权利要求1-7任意一项所述的一种电磁屏蔽纸的制备方法制备得到。

9.根据权利要求8所述的一种电磁屏蔽纸，其特征在于，所述电磁屏蔽纸的电导率为12.2-14.3s·cm-1，拉伸强度为201.6-308.2mpa。

10.如权利要求8或9所述的一种电磁屏蔽纸的应用，其特征在于，所述电磁屏蔽纸作为电磁屏蔽材料的应用。

技术总结本发明属于电磁屏蔽材料技术领域，公开了一种电磁屏蔽纸及其制备方法和应用，包括：在Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;MXene分散液中加入盐酸多巴胺溶液，超声处理后，得到聚多巴胺修饰的MXene分散液；对CNFs分散液及所述聚多巴胺修饰的MXene分散液进行复合抽滤，得到CNFs‑PDDM复合凝胶；对所述CNFs‑PDDM复合凝胶进行热压干燥处理，得到所述电磁屏蔽纸；本发明制备过程简单，所制备的电磁屏蔽纸具有高环境稳定性，兼具高绝缘性能和高导电性能。技术研发人员：成锐,王娜娜,陆赵情,花莉,陈珊珊,王文博,尚玉轩,刘涛受保护的技术使用者：陕西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29