CN113043686B - 一种三明治结构电磁屏蔽复合膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种三明治结构电磁屏蔽复合膜及其制备方法，属于电磁屏蔽材料技术领域。本发明通过静电纺丝方法能够促使Fe3O4和导电填料Ti3C2Tx沿聚乙烯醇电纺纤维的径向排列，增加导磁、导电通路形成的可能性，所制备的复合膜为上下层为磁性层、中间层为导电层的三明治结构，能够使电磁波在复合膜中经历“吸收‑反射‑再吸收”的过程，将Fe3O4和导电填料Ti3C2Tx集中在一层或多层，从而使Fe3O4/Ti3C2Tx的有效浓度显著提升，增加Ti3C2Tx纳米片间彼此搭接形成导电通路的可能性，有助于在较低Ti3C2Tx用量下迅速实现其完整导电通路的高效搭建，可在低填料用量下实现高的电磁屏蔽性能和力学性能。

Description

一种三明治结构电磁屏蔽复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及电磁屏蔽材料技术领域，尤其涉及一种三明治结构电磁屏蔽复合膜及其制备方法。
背景技术
Fe3O4是天然矿物中磁性最强的纳米颗粒，对电磁波具有优异的磁损耗性能，已被广泛用作聚合物基电磁屏蔽复合材料的电磁波吸收剂。然而磁性Fe3O4纳米颗粒的导电性能相对较差，易导致聚合物基电磁屏蔽复合材料的电导损耗受损，通常需要与导电填料相结合，通过电磁协同以达到较好的屏蔽效果。
传统的聚合物基电磁屏蔽复合膜主要是通过共混的方法将导电填料与聚合物基体复配，从而赋予其电磁屏蔽性能。然而简单共混的方法存在一定的局限性：在低导电填料含量下，随机分散的导电填料无法形成良好的导电通路，从而使得复合材料的电磁屏蔽性能较差。而高含量的导电填料填充虽然可以赋予复合材料令人满意的电磁屏蔽性能，却会引发复合材料加工困难、力学强度差等一系列新的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三明治结构电磁屏蔽复合膜及其制备方法，可在低填料用量下实现高电磁屏蔽性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种三明治结构电磁屏蔽复合膜的制备方法，包括以下步骤：
将Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液混合，得到Fe3O4/PVA分散液；
将所述Fe3O4/PVA分散液进行第一静电纺丝，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维；
将Ti3C2Tx和第二聚乙烯醇溶液混合，得到Ti3C2Tx/PVA分散液；
将所述Ti3C2Tx/PVA分散液进行第二静电纺丝，得到Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维；
将所述Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维作为中间层，将所述Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜。
优选的，所述Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量比为(0.002～0.66):1，所述第一聚乙烯醇溶液的质量浓度为6～8％。
优选的，所述第一静电纺丝的温度为15～25℃，相对湿度为20～25％。
优选的，所述第一静电纺丝过程中，正压为+10～+17kV，负压为-7～-5kV，注射速度为0.05～0.08mm/min，接收速度为700～1000r/min，接收距离为15～17cm。
优选的，所述Ti3C2Tx和第二聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量比为(0～200):(300～500)且Ti3C2Tx的用量不为0；所述第二聚乙烯醇溶液的质量浓度为6～8％。
优选的，所述Fe3O4磁性纳米颗粒和Ti3C2Tx的质量比为200:(0～200)且Ti3C2Tx的用量不为0。
优选的，所述第二静电纺丝的温度为15～25℃，相对湿度为20～25％；所述第二静电纺丝过程中，正压为+10kV～+17kV，负压为-7-～-5kV，注射速度为0.05～0.08mm/min，接收速度为700～1000r/min，接收距离为15～17cm。
优选的，所述热压的压力为5～10MPa、温度为50±5℃。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的三明治结构电磁屏蔽复合膜，所述三明治结构电磁屏蔽复合膜包括自上而下依次层叠设置的Fe3O4/PVA纤维膜、Ti3C2Tx/PVA纤维膜和Fe3O4/PVA纤维膜。
优选的，所述Fe3O4/PVA纤维膜的厚度为25±5μm；所述Ti3C2Tx/PVA纤维膜的厚度为25±5μm。
本发明提供了一种三明治结构电磁屏蔽复合膜的制备方法，包括以下步骤：将Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液混合，得到Fe3O4/PVA分散液；将所述Fe3O4/PVA分散液进行第一静电纺丝，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维；将Ti3C2Tx和第二聚乙烯醇溶液混合，得到Ti3C2Tx/PVA分散液；将所述Ti3C2Tx/PVA分散液进行第二静电纺丝，得到Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维；将所述Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维作为中间层，将所述Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜。
本发明通过静电纺丝方法制备电磁屏蔽复合膜，能够促使Fe3O4和导电填料Ti3C2Tx沿聚乙烯醇电纺纤维的径向排列，从而得到平行排列的复合电纺纤维，电磁波会在这些数量极多的平行电纺纤维之间发生多重反射，有利于增加导磁、导电通路形成的可能性，从而增强电磁屏蔽复合膜的电磁屏蔽性能。
本发明制备的电磁屏蔽复合膜为上下层为磁性层、中间层为导电层的三明治结构，能够使电磁波在复合膜中经历“吸收-反射-再吸收”的过程，可以将导电填料Ti3C2Tx集中在一层，将Fe3O4集中在多层，从而使Fe3O4/Ti3C2Tx的有效浓度显著提升，增加Ti3C2Tx纳米片间彼此搭接形成导电通路的可能性，而Fe3O4磁性纳米颗粒的集中化也有利于增加复合膜对电磁波的磁滞损耗，进而有助于在较低Ti3C2Tx用量下迅速实现其完整导电通路的高效搭建，可在低填料用量下实现高的电磁屏蔽性能。
本发明制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜可以极大改善电磁波在材料内部的多重吸附、反射和散射，具有高电磁屏蔽性能，电磁屏蔽效能由纯PVA膜的0.3dB提高到22～40dB。
具体实施方式
本发明提供了一种三明治结构电磁屏蔽复合膜的制备方法，包括以下步骤：
将Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液混合，得到Fe3O4/PVA分散液；
将所述Fe3O4/PVA分散液进行第一静电纺丝，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维；
将Ti3C2Tx和第二聚乙烯醇溶液混合，得到Ti3C2Tx/PVA分散液；
将所述Ti3C2Tx/PVA分散液进行第二静电纺丝，得到Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维；
将所述Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维作为中间层，将所述Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜。
在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料或试剂均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液混合，得到Fe3O4/PVA分散液。本发明对所述Fe3O4磁性纳米颗粒的来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法制备或者市售商品均可。在本发明的实施例中，所述Fe3O4磁性纳米颗粒的制备方法具体为将8.2重量份FeCl3·6H2O溶解于50重量份去离子水中，然后向所得溶液中加入5.6重量份FeSO4·7H2O，超声溶解后，将所得溶液置于三口烧瓶中，在水浴中加热至45℃，将5.6重量份NaOH溶解在25重量份去离子水中，并添加至三口烧瓶中，在500r/min和80℃条件下反应30min，反应结束后，将所得产物用去离子水反复洗涤至中性，干燥后，得到Fe3O4磁性纳米颗粒。本发明对制备所述Fe3O4磁性纳米颗粒的其他条件没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述Fe3O4磁性纳米颗粒的粒径优选为10±2nm。本发明利用Fe3O4磁性纳米颗粒为电磁屏蔽复合膜提供磁性性能。
在本发明中，所述第一聚乙烯醇溶液的溶剂优选为水，所述第一聚乙烯醇溶液的质量浓度优选为6～8％，更优选为6.5～7.5％。本发明利用聚乙烯醇作为静电纺丝的基体。
在本发明中，所述Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量比优选为(0.002～0.66):1，更优选为(0.05～0.5):1。
在本发明中，所述Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液混合的过程优选在超声条件下进行，本发明对所述超声条件的具体参数没有特殊的限定，按照本领域熟知的超声条件能够将物料充分分散均匀即可。
得到Fe3O4/PVA分散液后，本发明将所述Fe3O4/PVA分散液进行第一静电纺丝，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维。本发明对所述第一静电纺丝所用设备没有特殊的限定，静电纺丝常用设备即可。在本发明中，所述第一静电纺丝的温度优选为15～25℃，更优选为20℃，相对湿度优选为20～25％，更优选为22～24％；所述第一静电纺丝过程中，正压优选为+10～+17kV，更优选为+10～+15kV；负压优选为-7-～-5kV，更优选为-6kV；注射速度优选为0.05～0.08mm/min，更优选为0.06～0.07mm/min；接收速度优选为700～1000r/min，更优选为800～900r/min；接收距离优选为15～17cm，更优选为16cm。
本发明将Ti3C2Tx和第二聚乙烯醇溶液混合，得到Ti3C2Tx/PVA分散液。本发明对所述Ti3C2Tx的来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法制备或者市售商品均可。在本发明的实施例中，所述Ti3C2Tx的制备方法具体为称量54重量份HCl(10mol/L)和6重量份去离子水于反应釜中，再加入4.8重量份LiF，超声7～8min；在冰水浴条件下，在磁力搅拌下缓慢加入3重量份Ti3AlC2粉末，将所得混合物混合均匀后密封，在35℃磁力搅拌24h，将所得产物在3500r/min的转速下反复离心和水洗，直至离心所得上清液接近中性，收集泥状沉淀物并分散在去离子水中稀释，并在氩气气氛下超声处理15min，将所得分散液以3500r/min的转速离心1hr，取上清液，得到剥离的Ti3C2Tx纳米片分散液，将得到的Ti3C2Tx纳米片分散液进行冷冻干燥，得到Ti3C2Tx。本发明对所述缓慢加入Ti3AlC2粉末的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程缓慢多次加入即可。本发明对制备所述Ti3C2Tx的其他条件没有特殊的限定，按照本领域熟知的条件制备即可。在本发明中，所制备的Ti3C2Tx中，单层Ti3C2Tx厚度优选为2nm。
本发明利用Ti3C2Tx作为导电填料，为电磁屏蔽复合膜提供导电性能。
在本发明中，所述Fe3O4磁性纳米颗粒和Ti3C2Tx的质量比优选为200:(0～200)且Ti3C2Tx的用量不为0，更优选为200:(50～150)。
在本发明中，所述第二聚乙烯醇溶液的溶剂优选为水，所述第二聚乙烯醇溶液的质量浓度优选为6～8％，更优选为6.5～7.5％。本发明利用聚乙烯醇作为静电纺丝基体。
在本发明中，所述Ti3C2Tx和第二聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量比优选为(0～200):(300～500)且Ti3C2Tx的用量不为0，更优选为(50～150):(350～450)。
在本发明中，所述Ti3C2Tx和第二聚乙烯醇溶液混合的过程优选在超声条件下进行，本发明对所述超声条件的具体参数没有特殊的限定，按照本领域熟知的超声条件能够将物料充分分散均匀即可。
得到Ti3C2Tx/PVA分散液后，本发明将所述Ti3C2Tx/PVA分散液进行第二静电纺丝，得到Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维。本发明对所述第二静电纺丝所用设备没有特殊的限定，静电纺丝常用设备即可。在本发明中，所述第二静电纺丝的温度优选为15～25℃，更优选为20℃，相对湿度优选为20～25％，更优选为22～24％；所述第二静电纺丝过程中，正压优选为+10～+17kV，更优选为+10～+15kV；负压优选为-7-～-5kV，更优选为-6kV；注射速度优选为0.05～0.08mm/min，更优选为0.06～0.07mm/min；接收速度优选为700～1000r/min，更优选为800～900r/min；接收距离优选为15～17cm，更优选为16cm。
得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维和Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维后，本发明将所述Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维作为中间层，将所述Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜。
本发明对所述铺层的具体过程没有特殊的限定，按照上述层结构铺层即可。在本发明中，所述热压的压力优选为5～10MPa，更优选为6～8MPa；温度优选为50±5℃。本发明对所述热压所用设备没有特殊的限定，本领域熟知的热压设备即可。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的三明治结构电磁屏蔽复合膜，所述三明治结构电磁屏蔽复合膜包括自上而下依次层叠设置的Fe3O4/PVA纤维膜、Ti3C2Tx/PVA纤维膜和Fe3O4/PVA纤维膜。
本发明制备的电磁屏蔽复合膜为上下层为磁性层、中间层为导电层的三明治结构，能够使电磁波在复合膜中经历“吸收-反射-再吸收”的过程，可以将导电填料Ti3C2Tx集中在一层，将Fe3O4集中在多层，从而使Fe3O4/Ti3C2Tx的有效浓度显著提升，增加Ti3C2Tx纳米片间彼此搭接形成导电通路的可能性，而Fe3O4磁性纳米颗粒的集中化也有利于增加复合膜对电磁波的磁滞损耗，进而有助于在较低Ti3C2Tx用量下迅速实现其完整导电通路的高效搭建，可在低填料用量下实现高的电磁屏蔽性能和力学性能。
在本发明中，所述Fe3O4/PVA纤维膜的厚度优选为25±5μm；所述Ti3C2Tx/PVA纤维膜的厚度优选为25±5μm。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将8.2重量份FeCl3·6H2O溶解于50重量份去离子水中，然后向所得溶液中加入5.6重量份FeSO4·7H2O，超声溶解后，将所得溶液置于三口烧瓶中，在水浴中加热至45℃，将5.6重量份NaOH溶解在25重量份去离子水中，并添加至三口烧瓶中，在500r/min和80℃条件下反应30min，反应结束后，将所得产物用去离子水反复洗涤至中性，干燥后，得到Fe3O4磁性纳米颗粒(粒径为10±2nm)；
称量54重量份HCl(10mol/L)和6重量份去离子水于反应釜中，再加入4.8重量份LiF，超声8min；在冰水浴条件下，在磁力搅拌下缓慢加入3重量份Ti3AlC2粉末，将所得混合物混合均匀后密封，在35℃磁力搅拌24h，将所得产物在3500r/min的转速下反复离心和水洗，直至离心所得上清液接近中性，收集所得泥状沉淀物并分散在去离子水中稀释，并在氩气气氛下超声处理15min，将所得分散液以3500r/min的转速离心1hr，取上清液，得到剥离的Ti3C2Tx纳米片分散液，将所述Ti3C2Tx纳米片分散液冷冻干燥，得到Ti3C2Tx(单层Ti3C2Tx厚度为2nm)；
将300重量份PVA溶解于3750重量份去离子水中，将所得PVA溶液与200重量份的Fe3O4进行超声混合，得到Fe3O4/PVA分散液；将450重量份的PVA溶解于5625重量份去离子水中，将所得PVA溶液与50重量份的Ti3C2Tx进行超声混合，得到Ti3C2Tx/PVA分散液，分别将所述Fe3O4/PVA分散液和Ti3C2Tx/PVA分散液进行静电纺丝(温度为25℃，相对湿度为25％，正压和负压分别为+17kV和-5kV，注射速度为0.05mm/min，接收速度为700r/min，接收距离为15cm)，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维和Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维，将所述Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维作为中间层、Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压(压力为5MPa、温度为50℃)，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜(S-10)；所述复合膜中，Fe3O4/PVA纤维膜的厚度为25μm；Ti3C2Tx/PVA纤维膜的厚度为25μm。
采用矢量网络分析仪的波导法对本实施例制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜的电磁屏蔽性能进行测试，结果表明，实施例1中导电填料的添加量为5wt％时，所制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜S-10的电磁屏蔽效能为22dB。
实施例2
采用实施例1制备的Fe3O4磁性纳米颗粒和Ti3C2Tx；
将300重量份PVA溶解于3750重量份去离子水中，将所得PVA溶液与200重量份的Fe3O4进行超声混合，得到Fe3O4/PVA分散液；将400重量份的PVA溶解于5000重量份去离子水中，将所得PVA溶液与100重量份的Ti3C2Tx进行超声混合，得到Ti3C2Tx/PVA分散液，分别将所述Fe3O4/PVA分散液和Ti3C2Tx/PVA分散液进行静电纺丝(温度为25℃，相对湿度为25％，正压和负压分别为+17kV和-5kV，注射速度为0.05mm/min，接收速度为700r/min，接收距离为15cm)，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维和Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维，将所述Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维作为中间层、Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压(压力为5MPa、温度为50℃)，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜(S-20)；所述复合膜中，Fe3O4/PVA纤维膜的厚度为25μm；Ti3C2Tx/PVA纤维膜的厚度为25μm。
按照实施例1的方法对本实施例制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜的电磁屏蔽性能进行测试，结果表明，实施例2中导电填料的添加量为10wt％时，所制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜S-20的电磁屏蔽效能为30dB。
实施例3
采用实施例1制备的Fe3O4磁性纳米颗粒和Ti3C2Tx；
将300重量份PVA溶解于3750重量份去离子水中，将所得PVA溶液与200重量份的Fe3O4进行超声混合，得到Fe3O4/PVA分散液；将350重量份的PVA溶解于4375重量份去离子水中，将所得PVA溶液与150重量份的Ti3C2Tx进行超声混合，得到Ti3C2Tx/PVA分散液，分别将所述Fe3O4/PVA分散液和Ti3C2Tx/PVA分散液进行静电纺丝(温度为25℃，相对湿度为25％，正压和负压分别为+17kV和-5kV，注射速度为0.05mm/min，接收速度为700r/min，接收距离为15cm)，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维和Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维，将所述Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维作为中间层、Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压(压力为5MPa、温度为50℃)，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜(S-30)；所述复合膜中，Fe3O4/PVA纤维膜的厚度为25μm；Ti3C2Tx/PVA纤维膜的厚度为25μm。
按照实施例1的方法对本实施例制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜的电磁屏蔽性能进行测试，结果表明，实施例3中导电填料的添加量为15wt％时，所制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜S-30的电磁屏蔽效能为36dB。
实施例4
采用实施例1制备的Fe3O4磁性纳米颗粒和Ti3C2Tx；
将300重量份PVA溶解于3750重量份去离子水中，将所得PVA溶液与200重量份的Fe3O4进行超声混合，得到Fe3O4/PVA分散液；将300重量份的PVA溶解于3750重量份去离子水中，将所得PVA溶液与200重量份的Ti3C2Tx进行超声混合，得到Ti3C2Tx/PVA分散液，分别将所述Fe3O4/PVA分散液和Ti3C2Tx/PVA分散液进行静电纺丝(温度为25℃，相对湿度为25％，正压和负压分别为+17kV和-5kV，注射速度为0.05mm/min，接收速度为700r/min，接收距离为15cm)，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维和Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维，将所述Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维作为中间层、Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压(压力为5MPa、温度为50℃)，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜(S-40)；所述复合膜中，Fe3O4/PVA纤维膜的厚度为25μm；Ti3C2Tx/PVA纤维膜的厚度为25μm。
按照实施例1的方法对本实施例制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜的电磁屏蔽性能进行测试，结果表明，实施例4中导电填料的添加量为20wt％时，所制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜S-40的电磁屏蔽效能为40dB。
对比例1
将多壁碳纳米管(MCNTs)和聚酰亚胺(PI)按照4:1(质量比)的比例混合后放入高速搅拌机中以26000r/min的速率搅拌1min后取出，得到包含聚酰亚胺粘结剂的碳纳米管；
将预先裁剪好(150mm×150mm×0.08mm)的聚醚醚酮(PEEK)薄膜(熔融指数MFI＝16g/10min)放入模具中，并用上述包含聚酰亚胺粘结剂的碳纳米管0.4g铺满整个薄膜，铺满后将整个模具放入热压机中，在温度为380℃、压力5MPa的条件下热压成型得到PEEK复合膜，然后将该PEEK复合膜和PEEK薄膜叠放在一起放入模具中，在温度为360℃、压力5MPa的条件下热压成型即可得到三明治结构的电磁屏蔽复合材料，记为PEEK/(1PI:4MCNTs)/PEEK，复合材料厚度约为140μm，其中2层PEEK薄膜的厚度均约为50μm，包含聚酰亚胺粘结剂的碳纳米管层的厚度约为40μm，导电填料的添加量为80wt％。
采用波导法测试其在8.2～40GHz频率下的电磁屏蔽效能为19dB。
对比例2
将500重量份PVA加入至5750重量份去离子水中，将所得溶液置于90℃油浴锅中，磁力搅拌2h，得到浓度为8％的PVA溶液；将所述PVA溶液进行静电纺丝(正压和负压分别为+16kV和-5kV，注射速度为0.1mm/min，接收速度为700r/min，接收距离为15cm)，得到PVA电纺纤维；将所述PVA电纺纤维在压力为5MPa、温度为50℃的条件下进行热压，制备纯PVA膜，经测试，其电磁屏蔽效能为0.3dB。
由以上实施例1～4和对比例1可知，对比例1中导电填料的添加量为80wt％，电磁屏蔽效能仅为19dB，而本发明在导电填料添加量为5～20wt％情况下，所制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜的电磁屏蔽效能为22～40dB，本发明能够在低导电填料添加量情况下，制备得到具有更加优异的电磁屏蔽性能的三明治结构电磁屏蔽复合膜。
由实施例1～4与对比例2对比可知，与纯PVA膜相比，本发明制备的三明治结构电磁屏蔽复合膜具有更加优异的电磁屏蔽性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种三明治结构电磁屏蔽复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液混合，得到Fe3O4/PVA分散液；
将所述Fe3O4/PVA分散液进行第一静电纺丝，得到Fe3O4/PVA复合电纺纤维；
将Ti3C2Tx和第二聚乙烯醇溶液混合，得到Ti3C2Tx/PVA分散液；
将所述Ti3C2Tx/PVA分散液进行第二静电纺丝，得到Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维；
将所述Ti3C2Tx/PVA复合电纺纤维作为中间层，将所述Fe3O4/PVA复合电纺纤维分别作为上层和下层，依次进行铺层和热压，得到三明治结构电磁屏蔽复合膜；
所述Ti3C2Tx在所述三明治结构电磁屏蔽复合膜中的添加量为5～15wt％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Fe3O4磁性纳米颗粒和第一聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量比为(0.002～0.66):1，所述第一聚乙烯醇溶液的质量浓度为6～8％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一静电纺丝的温度为15～25℃，相对湿度为20～25％。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述第一静电纺丝过程中，正压为+10kV～+17kV，负压为-7-～-5kV，注射速度为0.05～0.08mm/min，接收速度为700～1000r/min，接收距离为15～17cm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ti3C2Tx和第二聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量比为(0～200):(300～500)且Ti3C2Tx的用量不为0；所述第二聚乙烯醇溶液的质量浓度为6～8％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Fe3O4磁性纳米颗粒和Ti3C2Tx的质量比为200:(0～200)且Ti3C2Tx的用量不为0。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二静电纺丝的温度为15～25℃，相对湿度为20～25％；所述第二静电纺丝过程中，正压为+10kV～+17kV，负压为-7-～-5kV，注射速度为0.05～0.08mm/min，接收速度为700～1000r/min，接收距离为15～17cm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热压的压力为5～10MPa、温度为50±5℃。
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的三明治结构电磁屏蔽复合膜，其特征在于，所述三明治结构电磁屏蔽复合膜包括自上而下依次层叠设置的Fe3O4/PVA纤维膜、Ti3C2Tx/PVA纤维膜和Fe3O4/PVA纤维膜。
10.根据权利要求9所述的三明治结构电磁屏蔽复合膜，其特征在于，所述Fe3O4/PVA纤维膜的厚度为25±5μm；所述Ti3C2Tx/PVA纤维膜的厚度为25±5μm。
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