CN108822610A - 一种石墨烯碳纳米管制成的电磁屏蔽发热浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种石墨烯碳纳米管制成的电磁屏蔽发热浆料的制备方法，所述电磁屏蔽发热浆料按质量百分含量计算，包括：0.5‑3％份少层石墨烯，3‑10％碳纳米管，3‑10％炭黑。本发明利用石墨烯、碳纳米管、炭黑三者配合使用，降低了石墨烯的使用含量，降低了生产成本，且通过调节石墨烯、碳纳米管、炭黑三者处于合适配比之下，解决传统电磁屏蔽涂料仅能在1.5GHz以下具有较好使用效果的局限性，本发明技术方案开发的电磁屏蔽发热浆料在1.5～10GHz内具有70dB以上的屏蔽效果，同时具有很好发热效果。

Description

一种石墨烯碳纳米管制成的电磁屏蔽发热浆料及其制备方法

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，具体涉及一种石墨烯碳纳米管制成的电磁屏蔽发热浆料的制备方法。

背景技术

随着现代电子工业、无线通信和数字化技术的快速发展，各类电子电气设备已经从原来主要集中于军事和特殊工业领域，逐渐演变发展成广泛的应用于与人们日常生活息息相关的各个领域，如广播电视、通信导航、电力设施、科研、医疗的高频设备以及各种家用电器，这些设备和产品都会不同程度地产生电磁辐射。电磁辐射己成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害，而且这一危害由于无法用视觉和听觉等直接观察，往往会造成更大的损失。电磁辐射不仅造成辐射源之间的相互干扰，而且还污染人类生存的空间，科学研究证实电磁辐射达到一定的强度就会影响人的神经、生殖、免疫及心血管系统，从而诱发各种疾病。

电磁辐射屏蔽涂层材料是通过特殊的工艺将导电颗粒在溶剂存在的情况下均匀的分散在高分子粘结剂中，随着溶剂挥发而固化成型。电磁屏蔽涂料作为一种流体材料，可以涂覆于任意结构的基材表面，形成均匀致密的薄膜，具有施工方便、快捷、实用性强及性价比高等特点，是目前应用最广泛的电磁屏蔽材料。

碳系填料具有轻质、高导电、高强度、抗氧化性好等优点，被认为是极具应用前景的电磁屏蔽材料。相对于其他碳系材料，石墨烯具有更为优异的性能：如石墨烯具有优异的力学性能，是目前世界上最薄最坚硬的材料，其杨氏模量达到1TPa，强度130GPa；石墨烯具有优异的力学性能，热导率高；具有优异的电学性能；其比表面积非常高；几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光。此外，石墨烯具有室温量子霍尔效应及室温铁磁性等特殊性质。这些特性使得石墨烯可以突破传统碳系材料原有的局限，成为有效的新型电磁屏蔽材料，满足电磁屏蔽材料对“薄、轻、宽、强”的要求。因此，从军事和民用、现在与将来考虑，研制具有优异性能的石墨烯基电磁屏蔽材料，都有重要的经济效益和价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中上述问题，提供一种含石墨烯碳纳米管制成的电磁屏蔽发热浆料的制备方法，该发热浆料不仅可以提高发热膜电磁屏蔽能力，同时还能减少石墨烯的用量，提高石墨烯分散稳定性，降低产品成本。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种石墨烯碳纳米管制成的电磁屏蔽发热浆料的制备方法，包括如下步骤：

1)将少层石墨烯和碳纳米管均匀分散于溶剂中并进行超声剥离处理，得到石墨烯碳纳米管混合溶液；

2)向所述石墨烯碳纳米管混合溶液中加入炭黑、金属盐和分散剂，得到混合溶液；

3)机械分散一段时间至混合液不分层，高速分散两小时，即得到电磁屏蔽发热浆料。

优选地，按质量百分含量计算，所述电磁屏蔽发热浆料包括0.5-3％少层石墨烯，3-10％碳纳米管，3-10％炭黑。

优选地，所述金属盐为氯化铁、硝酸铁、氯化钴、乙酸镍、氯化镍、硝酸镍、硫酸镍、氯金酸、氯金酸钠、硝酸银或氯铂酸。

优选地，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或聚乙烯基吡咯烷酮。

本发明的有益效果在于：

1.采用碳系导热材料，具有环保无毒的特点。利用石墨烯作为电磁屏蔽材料，具有低电压高热量、安全轻薄便利等特点。

2.利用石墨烯、碳纳米管、炭黑三者配合使用，降低了石墨烯的使用含量，降低了生产成本，且通过调节石墨烯、碳纳米管、炭黑三者处于合适配比之下，解决传统电磁屏蔽涂料仅能在1.5GHz以下具有较好使用效果的局限性，本发明技术方案开发的电磁屏蔽发热浆料在1.5～10GHz内具有70dB以上的屏蔽效果，同时具有很好发热效果。

3.解决了传统电磁屏蔽涂层材料价格高、性能不稳定、施工安全性低、存在火灾和爆炸隐患的问题。具有成膜速度快，安全环保、施工方便、成本低廉的特点，可广泛运用于军事、电子、航空航天、建筑等多个领域。此外，本发明不含任何有毒有害物质，不产生任何挥发性有机物，成膜速度快，具有安全环保、施工方便、成本低廉的特点，可广泛运用于军事、电子、航空航天、建筑等多个领域。

具体实施方式

实施例1

一种石墨烯碳纳米管制成的电磁屏蔽发热浆料的制备方法，包括如下步骤：

1)将少层石墨烯和碳纳米管均匀分散于溶剂中并进行超声剥离处理，得到石墨烯碳纳米管混合溶液；

2)向所述石墨烯碳纳米管混合溶液中加入炭黑、金属盐和分散剂，得到混合溶液；

3)机械分散一段时间至混合液不分层，高速分散两小时，即得到电磁屏蔽发热浆料。

其中发热浆料包括：1％少层石墨烯，6％碳纳米管，8％炭黑

实施例2

采用实施例1相同的制备方法，其中发热浆料包括：1％少层石墨烯，6％碳纳米管，8.5％炭黑。

对比例1

采用实施例1相同的制备方法，其中发热浆料包括：6％碳纳米管，9％炭黑。

对比例2

采用实施例1相同的制备方法，其中发热浆料包括：1％少层石墨烯，14％炭黑。

对比例3

采用实施例1相同的制备方法，其中发热浆料包括：1％少层石墨烯，6％碳纳米管。

对比例4

采用实施例1相同的制备方法，其中发热浆料包括：10％少层石墨烯。

对实施例以及对比例中发热膜的进行检测，得到表1中测试结果。

以上所从表1可以看出，发热膜中石墨烯、碳纳米管、炭黑三者配合作用，通过增加碳纳米管、炭黑，能够减少石墨烯的使用含量，同时保证发热膜的电磁屏蔽性能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种石墨烯碳纳米管制成的电磁屏蔽发热浆料的制备方法，包括如下步骤：

1)将少层石墨烯和碳纳米管均匀分散于溶剂中并进行超声剥离处理，得到石墨烯碳纳米管混合溶液；

2)向所述石墨烯碳纳米管混合溶液中加入炭黑、金属盐和分散剂，得到混合溶液；

3)机械分散一段时间至混合液不分层，高速分散两小时，即得到电磁屏蔽发热浆料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按质量百分含量计算，所述电磁屏蔽发热浆料包括0.5-3％少层石墨烯，3-10％碳纳米管，3-10％炭黑。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述金属盐为氯化铁、硝酸铁、氯化钴、乙酸镍、氯化镍、硝酸镍、硫酸镍、氯金酸、氯金酸钠、硝酸银或氯铂酸。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或聚乙烯基吡咯烷酮。