[发明专利]一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法

说明书

本发明提供一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法，包括以下步骤：将间苯二酚和纳米纤维加入甲醛水溶液中，加入碳酸钠，得到气凝胶前驱体溶液；将气凝胶前驱体溶液涂覆于金属铜箔表面，加热固化，通入二氧化碳，升温干燥，高温碳化，得到弹性碳气凝胶改性的铜箔；在二氧化碳氛围下，将间苯二酚‑甲醛气凝胶前驱体溶液搅拌干燥，高温碳化得到碳气凝胶粉末；将聚丙烯酸酯与纯化碳气凝胶粉末、固化剂和分散剂混合，得到碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶；将导电布表面涂覆碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶，加热固化，制备得到双面导电胶带；最后通过与离型膜和弹性碳气凝胶改性的铜箔加压覆合，制备得到含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽胶带技术领域，具体涉及一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法。

背景技术

电磁波辐射是指电磁能量以波的形式向远处传播而不返回场源的现象，电磁波的无序超量辐射会造成严重的电磁污染，而且随着现代科学技术的发展，特别是5G通讯、IoT等普及应用，对电子设备仪器、精密仪表、通讯信号、参数测试等会产生严重的电磁辐射，对人体和环境造成永久性伤害，因此电磁屏蔽材料是当下研究应用的热点。

电磁屏蔽薄膜的电磁屏蔽原理是当电磁波入射到薄膜表面时和进入薄膜射出薄膜时，电磁波不断发生反射与透射，并在薄膜之间形成多次反射，继而使电磁波能量得到衰减，实现电磁屏蔽。金属材料是目前使用最为广泛的电磁屏蔽材料，但是金属密度大、易腐蚀、耐疲劳性差，碳基材料因其质量轻、易加工、化学稳定性好、耐高温、导电性高等优点，成为轻薄型电磁屏蔽薄膜的理想材料。

在实际应用过程中，石墨烯、碳纳米管等材料容易聚集堆积影响使用性，因此将石墨烯、碳纳米管等碳材料中的一种或者多种，通过模板或非模板自主装的方式制成的多孔泡沫状碳材料，也称为碳气凝胶/碳泡沫/碳海绵，在电磁屏蔽薄膜领域有很好的应用前景。中国专利 CN105744817B公开的一种高取向石墨烯金属层层组装电磁屏蔽膜的制备方法，将氧化石墨烯水溶液从具有一字形出口的制备装置中连续匀速挤出后，在凝固液或液氮中停留10-100秒，凝固成氧化石墨烯凝胶膜，将氧化石墨烯凝胶膜放入-4～-20℃的冰箱中冰冻1-12h或者液氮中快速冷冻，然后将冷冻处理后氧化石墨烯气凝胶薄膜进行高温热处理1- 2h，得到连续超轻规则取向的纯石墨烯气凝胶薄膜；最后以纯石墨烯气凝胶薄膜为基底，通过化学电镀沉积金属纳米粒子，使得金属纳米粒子沉积在石墨烯片上，得到石墨烯气凝胶金属复合电磁屏蔽膜。该方法制备的复合膜的电磁屏蔽效果好，屏蔽频带宽，但是弹性和柔韧性较差，难以满足电磁屏蔽薄膜在实际使用中的要求，影响长期的电磁屏蔽效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法，本发明将间苯二酚-甲醛气凝胶中加入纳米纤维，将软碳与硬碳结合制备得到具有一定弹性的碳气凝胶，将该碳气凝胶分别与铜箔和双面导电胶带进行改性整理，以制备得到柔韧性和导电性优异的电磁屏蔽胶带。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种含弹性碳气凝胶改性的电磁屏蔽胶带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将间苯二酚和纳米纤维加入甲醛水溶液中，搅拌均匀，加入碳酸钠催化剂，得到气凝胶前驱体溶液；

(2)将步骤(1)制备的气凝胶前驱体溶液涂覆于金属铜箔表面，加热固化后，通入二氧化碳，升温干燥，经高温碳化处理，得到弹性碳气凝胶改性的铜箔；

(3)在二氧化碳氛围下，将间苯二酚-甲醛气凝胶前驱体溶液一边搅拌一边干燥后，经高温碳化处理得到碳气凝胶粉末；

(4)将步骤(3)制备的碳气凝胶粉末分散于酸性溶液中，煮沸纯化，烘干，焙烧，得到纯化的碳气凝胶粉末；

(5)将聚丙烯酸酯加入2-丁酮中，搅拌均匀，加入步骤(4)制备的纯化碳气凝胶粉末、固化剂和分散剂，继续搅拌均匀，得到碳基聚丙烯酸酯导电压敏胶；