[发明专利]柔性导电复合纳米纤维薄膜及其制备方法

说明书

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及柔性导电复合纳米纤维薄膜及其制备方法。该柔性导电复合纳米纤维薄膜制备方法包括以下步骤：a、将芳纶纳米纤维薄膜浸入聚多巴胺缓冲液中改性，得到改性芳纶纳米纤维薄膜；b、将改性芳纶纳米纤维薄膜与银氨络合物离子溶液混匀，再加入葡萄糖溶液，干燥，得柔性导电芳纶纳米纤维薄膜；c、将聚乙烯醇溶液浇铸到柔性导电芳纶纳米纤维薄膜上，干燥，即得柔性导电复合纳米纤维薄膜。本发明对特殊结构的纳米纤维膜进行改性处理，使银纳米粒子均匀结合在纳米纤维膜表面，同时经聚乙烯醇处理后，所得柔性导电膜性能优异。该柔性导电复合纳米纤维薄膜在高电磁屏蔽材料领域具有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及柔性导电复合纳米纤维薄膜及其制备方法。

背景技术

随着无线通讯设备的快速发展和更新换代，电磁波对人体、航空航天、机密安全的危害也随之增大。传统的电磁屏蔽材料大多是由金属材料构成的，虽然导电率高，但是存在刚性大、难以弯折的缺点。另外，虽然金属材料依然具有很高的利用价值，但是许多基于电化学镀金属的方法往往步骤复杂、能源消耗大。因此，高电磁屏蔽效能的柔性材料及成本低的开发方法越来越重要，未来需求也在持续增长。

目前，可以通过使用不同的聚合物作为基体材料来解决材料刚性大的问题，从而得到柔性较好的材料。常使用的聚合物底物有聚酯、聚酰亚胺、聚烯烃、聚乳酸、环氧树脂、硅橡胶等。聚合物基柔性导电薄膜主要以聚合物为基体，以炭黑、石墨烯、碳纳米管、二硫化钼、金属纳米线、金属颗粒和导电聚合物等为导电填料复合而成，从而实现能够控制的电导率。采用的制备方法主要包括共混法、浸涂法、旋涂法、喷涂法、刮涂法、电化学法和气相沉积法等。然而，有些聚合物基体本身力学性能不好，无法保证其在实际应用中的机械强度需求，大大限制了导电填料的发挥，难以达到柔性导电薄膜的应用需求。

专利CN201610899123.2公开了一种在聚四氟乙烯材料表面镀铜的方法，采用低温等离子处理，在聚四氟乙烯材料表面引入大量羧基，通过化学键之间的相互作用将所镀铜层与材料表面紧密结合。但该方法中所用的聚四氟乙烯材料的表面能极低，而且膜结构较单一，通过低温等离子体改性处理，改性效果不是很好，会导致最后镀层不均匀、导电性差、电磁屏蔽性差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种柔性导电复合纳米纤维薄膜及其制备方法。

本发明第一方面提供该柔性导电复合纳米纤维薄膜的制备方法，其包括以下步骤：

a、将芳纶纳米纤维薄膜浸入聚多巴胺缓冲液中改性，得到改性芳纶纳米纤维薄膜；

b、将改性芳纶纳米纤维薄膜与银氨络合物离子溶液混匀，再加入葡萄糖溶液，干燥，得柔性导电芳纶纳米纤维薄膜；

c、将聚乙烯醇溶液浇铸到柔性导电芳纶纳米纤维薄膜上，干燥，即得柔性导电复合纳米纤维薄膜。

其中，步骤a中，所述芳纶纳米纤维薄膜是将芳纶纳米纤维分散液分散于水中，分散浓度为0.1～2mg/mL，过滤、干燥所得。

优选地，所述芳纶纳米纤维分散液是将芳纶纤维均匀分散于混合溶剂中所得。

更优选地，均匀分散于混合溶剂中的搅拌温度为10℃～40℃，搅拌速度为500～1000r/min，搅拌时间为3～7天。

更优选地，所述芳纶纳米纤维分散液满足以下至少一项：

所述芳纶纳米纤维分散液的最终浓度为1～2mg/mL。

所述混合溶剂是先将物质A溶于溶剂B中，再与二甲基亚砜混合所得。

进一步地，物质A为氢氧化钾、叔丁醇钾或氢氧化钠中至少一种。

进一步地，溶剂B为去离子水、乙醇或甲醇中的至少一种。