一种轻质高强纤维素纳米晶/石墨烯复合薄膜及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112500609A(43)申请公布日2021.03.16(21)申请号202011214060.5(22)申请日2020.11.04(71)申请人国际竹藤中心地址100102北京市朝阳区阜通东大街8号(72)发明人马建锋金克霞刘杏娥江泽慧尚莉莉杨淑敏田根林(74)专利代理机构北京盛凡智荣知识产权代理有限公司11616代理人汪丽丽(51)Int.Cl.C08L1/04(2006.01)C08K3/04(2006.01)C08J5/18(2006.01)H05K9/00(2006.01)C01B32/184(2017.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种轻质高强纤维素纳米晶/石墨烯复合薄膜及制备方法(57)摘要本发明涉及电磁屏蔽技术领域，公开了一种轻质高强纤维素纳米晶/石墨烯复合电磁屏蔽薄膜及制备方法，将纤维素纳米晶(CNC)溶液与氧化石墨烯(GO)溶液混合，搅拌均匀，超声，得到分散均匀的CNC/GO混合溶液；通过成膜方法，干燥，得到CNC/GO薄膜；再使用还原剂还原，清洗表面残留还原剂，机械压缩，干燥，得到纤维素纳米晶/石墨烯复合薄膜。本发明提供的电磁屏蔽薄膜具有超薄、疏水、柔性、力学强度高等特点，弥补了现有碳基电磁屏蔽材料力学强度差、厚度大的缺陷，在快速增长的柔性电子领域具有较大的应用潜力。CN112500609ACN112500609A权利要求书1/1页1.一种轻质高强纤维素纳米晶/石墨烯复合薄膜，其特征在于，所述纤维素纳米晶与石墨烯复合导电薄膜的制备方法包括：步骤一：将纤维素纳米晶(CNC)溶液与氧化石墨烯(GO)溶液混合，搅拌均匀，超声，得到分散均匀的CNC/GO混合溶液；步骤二：通过成膜方法，干燥，得到CNC/GO薄膜；步骤三：再使用还原剂还原，清洗表面残留还原剂，机械压缩，干燥，得到纤维素纳米晶/石墨烯复合薄膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素纳米晶是通过酸水解法或酶水解法得到，所用原料包括各类木材、竹、棉花、纸浆生物质材料。3.权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯为二维片状结构。4.权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素纳米晶溶液浓度为0.02‑10mg/mL；所述氧化石墨烯溶液浓度为0.02‑10mg/mL。5.权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述纤维素纳米晶溶液与氧化石墨烯溶液的质量比为1:9～7:3。6.权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述搅拌转速为300～1000rpm，时间为4～12h，温度为20～50℃，超声时间为10～40min，超声功率为600～1000W。7.权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述成膜方法包括真空抽滤法、溶剂蒸发法、刮涂法、旋转涂布法等；所述干燥方法包括室温干燥、真空干燥、烘箱干燥。8.权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二和步骤三中，所述干燥方法包括室温干燥、真空干燥、烘箱干燥；步骤三中，所述还原剂包括氢碘酸、抗坏血酸、水合肼、胺类。9.权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述机械压缩压力为10～350MPa，压缩时间为10～60min。10.一种应用权利要求1～9任意一项所述轻质高强纤维素纳米晶/石墨烯复合薄膜制备的航空航天领域电磁屏蔽隔离薄膜、各类手提式电子产品、便携式可穿戴电子设备等领域电磁屏蔽薄膜。2CN112500609A说明书1/5页一种轻质高强纤维素纳米晶/石墨烯复合薄膜及制备方法技术领域[0001]本发明属于电磁屏蔽技术领域，尤其涉及一种轻质高强纤维素纳米晶/石墨烯复合薄膜及制备方法。背景技术[0002]在当今世界，随着现代电子技术的飞速发展，电磁干扰和电磁辐射等问题因对精密电子设备和人体健康产生危害而引起了广泛的关注。目前，应用最广泛的金属及金属氧化物电磁屏蔽材料因其材料密度大、刚性大、易腐蚀，生产与加工难度大、价格昂贵等缺点，在实际应用中受到了很大限制，难以满足当下对电磁屏蔽材料提出的轻量、小尺寸、可折叠等需求。与传统的金属电磁屏蔽材料相比，石墨烯作为一种新型的二维纳米碳材料，具有极其优异的电学、力学和热力学性能，这些优异的性能使得石墨烯在与高分子材料形成复合材料后具有极佳的作为电磁屏蔽材料的潜质，特别是在飞机、航空航天和快速增长的柔性电子等领域。[0003]然而，石墨烯之间存在的较强的范德华力，限制了其作为电磁干扰屏蔽材料的应用。氧化石墨烯(GO)作为石墨烯最易获得的前驱体，由于其潜在的导电性、高加工性和在水介质中良好的分散性，是制备上述材料的理想选择。研究表明，5～33％的氧化石墨烯负载后再进行还原，可以使复合材料在X波段满足商用电磁屏蔽材料要求