一種碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電磁屏蔽膜的制備方法，即一種碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著信息和通訊設備的發(fā)展，電子電氣產品趨于多功能和小型化，隨身電子產品數量迅速增加，環(huán)境中電磁波污染也日益嚴重，不但造成各種儀器功能故障和系統(tǒng)錯誤，也容易對人體產生不良影響，傳統(tǒng)的電磁屏蔽材料是基于金屬的，雖然有一定的電磁屏蔽效果，但是具有材料密度高、易腐蝕，對X頻段的電磁波屏蔽效果差等缺點，因此對電磁屏蔽材料提出了輕量化、高屏蔽性能、寬屏蔽頻帶等要求。碳納米管是碳原子納米級大小的晶體，具有很高的強度和優(yōu)異的導電性、導熱性，是一種優(yōu)良碳基的電磁屏蔽材料，對X頻段的電磁波有很好的屏蔽性能。但碳納米管膜大規(guī)模、連續(xù)化的制備仍是個難題，如果能將碳納米管膜與金屬復合，制備碳納米管和金屬的復合材料，就能將碳納米管高導熱、高韌性、低密度的優(yōu)點與金屬材料密度高、易生產的性能結合，制備出重量輕、厚度薄、韌性好、屏蔽頻帶寬的新材料。

【發(fā)明內容】

[0003]為了克服單一的金屬屏蔽材料和碳納米管膜屏蔽材料的缺點，本發(fā)明提出了一種碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜及其制備方法。
[0004]這種碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜，包括五層，其特征在于，中心層為銅箔，銅箔兩面為碳納米管膜，碳納米管膜外面為樹脂層，總厚度為7-14um。
[0005]所述銅箔厚度為5_8um。
[0006]所述碳納米管膜的厚度為0.1-lum。
[0007]所述樹脂層的厚度為2_5um。
[0008]這種碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜的制備方法，其特征在于，步驟如下:
一、在銅箔上覆蓋碳納米管
1)將二茂鐵和噻吩分別溶解在正已烷中；制備兩種溶液，其中二茂鐵在正已烷溶液的濃度為0.025g/ml，噻吩在正已烷的濃度為0.006ml/ml ；
2)在立式反應器中，下段為反應段，上段為成型段，反應段和成型段內都充裝有氬氣保護，反應段內安裝有石英加熱反應爐，將溶解有二茂鐵的正已烷溶液栗入反應爐的沸騰床上，反應爐內溫度在1100-1200°C，二茂鐵在高溫的作用下分解出鐵原子，正已烷在鐵原子的催化和高溫的作用下分解出碳原子，含有鐵原子、碳原子的高溫蒸汽通過導管上升進入成型段內的成型室中，導管的周圍有強冷卻裝置，成型室內溫度在500-600°C，成型室內放置有銅箔，將溶解有噻吩的正已烷溶液從銅箔的兩面栗入成型室中，碳原子在生長促進劑噻吩溶液的作用下，附著于銅箔的兩面，反應進行20-30分鐘，已覆蓋碳原子的銅箔拉出成型室，未覆蓋碳原子的銅箔進入成型室，連續(xù)進行反應； 3)在立式反應器上端安裝有回收管，回收管上有冷卻裝置，在回收管中，鐵原子重新生成二茂鐵，在回收管的末端有氫氣回收罐、二茂鐵、噻吩和正已烷的回收罐。
[0009]二、在碳納米管膜上覆蓋樹脂層
1)制備聚酰胺酸溶液，將2，2’-雙(三氟甲基)-4，4’- 二氨基聯苯(TFMB)在攪拌下溶解在二甲基乙酰胺(DMAc)中；然后將所得溶液在水浴中冷卻到10°C，在氮氣流下緩慢加入聯苯四甲酸二酐(BPDA);持續(xù)攪拌6小時，制得粘稠的聚酰胺酸溶液；
2)在碳納米管膜的兩面同時都涂布一層聚酰胺酸溶液，控制聚酰胺酸溶液厚度，使得亞胺化后得到的聚酰亞胺層厚度為1.5-4um ;在160°(:下烘烤3-5min除去部分溶劑，然后再在碳納米管膜的兩面同時涂布液晶聚酯溶液，控制其在成品中厚度為0.5-lum，在160°C下烘烤3-5min，然后在氮氣保護下在360°C溫度的烤箱中烘烤3h固化，完成亞胺化過程并促使液晶聚酯再聚合，制得每一面樹脂層的厚度為2-5um ;并最終得到碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜。
[0010]這種碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜的制備裝置，包括銅箔上覆蓋碳納米管生產線和碳納米管膜的兩面涂布樹脂生產線，其特征在于，銅箔上覆蓋碳納米管生產線包括二茂鐵、正已烷溶液罐和噻吩、正已烷溶液罐，二茂鐵、正已烷溶液罐通過栗、管路和立式反應器中的石英加熱反應爐的沸騰床相連通，噻吩、正已烷溶液罐通過栗、管路和立式反應器的成型室相連通，噻吩、正已烷溶的噴出口位于成型室內銅箔的兩面，銅箔一端與拉出輥相連，銅箔另一端與送入輥相連，拉出輥和送入輥位于立式反應器外，立式反應器上有氬氣輸入管，反應爐和成型室有導管連通，導管的周圍有強冷卻裝置，在立式反應器上端安裝有回收管，回收管上有冷卻裝置，在回收管的末端有氫氣回收罐、二茂鐵、噻吩和正已烷的回收罐。
[0011]碳納米管膜的兩面涂布樹脂生產線包括聚酰胺酸溶液制備罐，聚酰胺酸溶液制備罐下面有銅箔運行帶，銅箔運行帶上依次安裝有聚酰胺酸溶液涂布室、第一烘烤室、液晶聚酯溶液涂布室、第二烘烤室和烤箱，在烤箱上接有氮氣輸入管。
[0012]用上述制備方法，能夠制備五層結構的碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜，同時保證了在較薄厚度情況下復合電磁屏蔽膜的機械性，能解決了目前業(yè)界存在的使用液晶聚酯薄膜制備時，絕緣層厚度無法做薄的問題；本發(fā)明的復合電磁屏蔽膜由于采用了液晶聚酯，所以介電常數較低，結合碳納米管高導熱、高韌性、低密度的優(yōu)點與金屬材料密度高、易生產的性能，制備出重量輕、厚度薄、韌性好、屏蔽頻帶寬的新材料。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜五層結構圖圖2是制備本發(fā)明的碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜設備示意圖1、銅箔，2、碳納米管膜，3、樹脂層，4、二茂鐵、正已烷溶液罐，5、噻吩、正已烷溶液罐，6、反應段，7、成型段，8、氬氣保護，9、反應爐，10、栗，11、沸騰床，12、導管，13、成型室，14、回收管，15、冷卻裝置，16、氫氣回收罐，17、二茂鐵、噻吩和正已烷的回收罐，18、聚酰胺酸溶液罐，19、聚酰胺酸溶液涂布室，20、第一烘烤室，21、液晶聚酯溶液涂布室，22、第二烘烤室，23、烤箱，24、強冷卻裝置，25、氮氣輸入管，26、氬氣輸入管。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發(fā)明詳細說明如下:
在圖1中，這種碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜，包括五層，中心層為銅箔1，銅箔I兩面為碳納米管膜2，碳納米管膜2外面為樹脂層3，總厚度為7-14um。
[0015]所述銅箔I厚度為5_8um。
[0016]所述碳納米管膜2的厚度為0.1-lum。
[0017]所述樹脂層3的厚度為2-5um。
[0018]在圖2中，這種碳納米管、銅復合電磁屏蔽膜的制備方法，步驟如下:
一、在銅箔I上覆蓋碳納米管
1)將二茂鐵和噻吩分別溶解在正已烷中；制備兩種溶液，其中二茂鐵在正已烷溶液的濃度為0.025g/ml，裝入二茂鐵、正已烷溶液罐4中，噻吩在正已烷的濃度為0.006ml/ml，裝入噻吩、正已烷溶液罐5中；
2)在立式反應器中，下段為反應段6，上段為成型段7，反應段6和成型段7內都充裝有氬氣保護8，反應段6內安裝有石英加熱反應爐9，將溶解有二茂鐵的正已烷溶液通過栗10栗入反應爐的沸騰床11上，反應爐9內溫度在1100-1200°C，二茂鐵在高溫的作用下分解出鐵原子，正已烷在鐵原子的催化和高溫的作用下分解出碳原子，含有鐵原子、碳原子的高溫蒸汽通過導管12上升進入成型段內的成型室13中，導管12的周圍有強冷卻裝置24，成型室13內溫度在500-600°C，成型室13內放置有銅箔1，將溶解有噻吩的正已烷溶液從銅箔的兩面栗入成型室13中，碳原子在生長促進劑噻吩溶液的作用下，附著于銅箔的兩面，反應進行20-30分鐘，已覆蓋碳