一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜及其制备设备的制作方法

本发明涉及电磁屏蔽技术领域，更具体地说，尤其涉及一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜，同时，本发明还涉及一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜制备设备。

背景技术：

碳系材料具有非常卓越的力学、电学等物理特性，可以应用于电磁屏蔽材料，其中，石墨烯是单层碳原子紧密堆积而形成的一种超薄碳质新材料，厚度只有0.335nm，是目前世界上最薄的二维材料，石墨烯具有纵横比、电导率和热导率高、比表面积大、密度低等特点，其本征强度高达130gpa，常温下的电子迁移率可达到15000cm²/(v·s)，并且石墨烯具有室温量子霍尔效应和良好的铁磁性，与石墨、碳纤维、碳纳米管等材料相比，拥有独特性能的石墨烯在电磁屏蔽和微波吸收材料中得到广泛的应用。

过去，主要是通过不同方法将石墨烯材料作为与统的铁磁类吸收剂，如fe，ni，co，fe3o4，co3o4等复合，制成石墨烯电磁屏蔽涂料，并在相应的物品上涂刷，形成涂层，实现对微波的介电损耗和磁损耗，其虽然能实现对微波的介电损耗和磁损耗，但是，其整体的屏蔽效果还是较差，越来越难以满足高电磁屏蔽的需求。

石墨烯涂层生产主要材料是石墨烯，石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法和碳化硅外延生长法，其中，机械剥离法作为较为常见的方法，在石墨烯的生产中得到广泛的应用，其剥离方法一般是将石墨粉料与介质(诸如豆油、糖浆等)混合成待剥离处理的浆，然后通过剪切作用，使得石墨粉料不断剥离，然后再通过过滤和清洗操作来去除石墨烯中残留的介质，从而获得最终的石墨烯产品。

但是，现有的产品与设备的匹配性不好，导致对石墨烯的剥离效果不佳，难以实现对浆料进行充分的剪切作用，影响石墨烯屏蔽的生产效率和产品质量稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜及其制备设备，本发明重点通过改进薄膜产品的结构和制备设备的结构，提高二者的匹配性，以提高产品质量和生产效率，具体通过多个石墨烯膜层分别与纳米镍层、纳米四氧化三铁层、纳米四氧化三钴层和聚苯胺层的复合，获得适用范围更广的电磁屏蔽涂层，更好的实现不同频段电磁波的介电损耗和磁损耗，达到高电磁屏蔽的效果，同时，在机械剥离的过程中，实现对原料充分的剪切，保证石墨烯的生产质量和效果，减少浪费并缩短后续过滤清洗的时间，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜，包括第一石墨烯膜层、纳米镍层、第二石墨烯膜层、纳米四氧化三铁层、第三石墨烯膜层、纳米四氧化三钴层和聚苯胺层，所述第一石墨烯膜层的侧部复合有聚吡咯层，所述聚吡咯层的侧部设置有胶层，所述纳米镍层复合于第一石墨烯膜层和第二石墨烯膜层之间，所述纳米四氧化三铁层复合于第二石墨烯膜层与第三石墨烯膜层之间，所述纳米四氧化三钴层复合于第三石墨烯膜层和聚苯胺层之间。

优选的，所述第一石墨烯膜层、第二石墨烯膜层和第三石墨烯膜层的厚度均在0.5mm-1mm。

优选的，所述纳米镍层与纳米四氧化三铁层均呈环形设置，所述纳米镍层与纳米四氧化三铁层的厚度均在0.3mm-0.5mm。

优选的，所述纳米四氧化三钴层和聚苯胺层共同厚度1.5mm-1.8mm。

一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜制备设备，其包括筒体和电机，所述筒体的内壁通过螺栓安装有承载板，所述筒体的内壁通过螺栓安装有三组定磨盘，所述筒体的内壁通过螺栓安装有过滤网，所述电机通过螺栓安装于筒体的上部，所述电机的输出端通过联轴器安装有驱动轴，所述驱动轴的侧部通过螺栓对称安装有两组支撑杆，两组所述支撑杆的上部均通过轴承安装有挤压辊，所述驱动轴的侧部通过螺栓对称安装有两组支撑轴，两组所述支撑轴的侧部均通过轴承转动安装有磨辊，两组所述磨辊的下部均与承载板的上部相对，所述驱动轴的侧部通过螺栓安装有三组动磨盘，三组所述动磨盘分别与三组所述定磨盘交错布置，所述驱动轴的侧部安装有连接杆，所述连接杆的下部等距焊接有拨料齿。

优选的，所述筒体的上壁、承载板、定磨盘和过滤网的中部均安装有与驱动轴配合的轴承，所述筒体的上部对称安装有进料斗，所述筒体的下部安装有排料管，所述排料管的中部安装有闸板阀，所述承载板的中部等距开设有贯穿孔。

优选的，所述定磨盘的中部和动磨盘的中部均开设有导料孔，三组所述定磨盘和三组所述动磨盘之间的间隙从上至下依次减小，所述导料孔的直径从上至下依次减小。

优选的，两组所述挤压辊的外壁均与筒体的内壁相贴。

优选的，所述磨辊、动磨盘和连接杆的端部均与筒体的内壁呈间隙配合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明重点通过改进薄膜产品的结构和制备设备的结构，提高二者的匹配性，以提高产品质量和生产效率，可有效的实现对石墨粉料的剥离，提高石墨烯薄膜产品的生产效率，便于控制各涂层的厚度。

2、本发明提供的薄膜产品的第一石墨烯膜层的侧部复合有聚吡咯层，聚吡咯层的侧部设置有胶层，纳米镍层复合于第一石墨烯膜层和第二石墨烯膜层之间，四氧化三铁层复合于第二石墨烯膜层与第三石墨烯膜层之间，纳米四氧化三钴层复合于第三石墨烯膜层和聚苯胺层之间，通过各种电屏蔽材料的复合，增加了电磁屏蔽效果，扩大了电磁屏蔽的范围；

3、纳米镍层与纳米四氧化三铁层均呈环形设置，可以相互配合实现相应部位的电磁屏蔽，减少材料的使用；

4、本发明提供的设备，通过一组电机带动挤压辊和磨辊转动，初步对石墨粉料组成的浆料进行挤压和研磨，对浆料进行初步的剪切，便于后续继续的研磨和剥离；

5、通过定磨盘和动磨盘的组合，利用其间隙不断减小，导料孔的直径不断减小，实现层层的研磨剪切，实现充分的研磨剪切，达到充分有效的剥离；

6、通过拨料齿的作用，方便剥离后物料通过过滤网，并通过过滤网进行过滤，保证排出物料的质量。

附图说明

图1为本发明一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜的涂层侧视剖视示意图；

图2为本发明一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜的纳米镍层俯视示意图；

图3为本发明一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜的纳米四氧化三铁层俯视示意图；

图4为本发明一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜制备设备的主视剖视示意图；

图5为本发明一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜制备设备的定磨盘和动磨盘部分结构放大剖视示意图。

图中：1、第一石墨烯膜层；2、纳米镍层；3、第二石墨烯膜层；4、纳米四氧化三铁层；5、第三石墨烯膜层；6、纳米四氧化三钴层；7、聚苯胺层；8、聚吡咯层；9、胶层；10、筒体；11、电机；12、承载板；13、定磨盘；14、过滤网；15、驱动轴；16、支撑杆；17、挤压辊；18、支撑轴；19、磨辊；20、动磨盘；21、连接杆；22、拨料齿；23、进料斗；24、排料管；25、贯穿孔；26、导料孔；27、闸板阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜，包括第一石墨烯膜层1、纳米镍层2、第二石墨烯膜层3、纳米四氧化三铁层4、第三石墨烯膜层5、纳米四氧化三钴层6和聚苯胺层7，第一石墨烯膜层1的侧部复合有聚吡咯层8，聚吡咯层8的侧部设置有胶层9，纳米镍层2复合于第一石墨烯膜层1和第二石墨烯膜层3之间，纳米四氧化三铁层4复合于第二石墨烯膜层3与第三石墨烯膜层5之间，纳米四氧化三钴层6复合于第三石墨烯膜层5和聚苯胺层7之间。

较佳地，第一石墨烯膜层1、第二石墨烯膜层3和第三石墨烯膜层5的厚度均在0.5mm-1mm。

较佳地，纳米镍层2与纳米四氧化三铁层4均呈环形设置，纳米镍层2与纳米四氧化三铁层4的厚度均在0.3mm-0.5mm。

较佳地，纳米四氧化三钴层6和聚苯胺层7共同厚度1.5mm-1.8mm。

请参阅图4和图5，本发明还提供一种水性石墨烯电磁屏蔽薄膜制备设备，包括筒体10和电机11，筒体10的内壁通过螺栓安装有承载板12，筒体10的内壁通过螺栓安装有三组定磨盘13，筒体10的内壁通过螺栓安装有过滤网14，电机11通过螺栓安装于筒体10的上部，电机11的输出端通过联轴器安装有驱动轴15，驱动轴15的侧部通过螺栓对称安装有两组支撑杆16，两组支撑杆16的上部均通过轴承安装有挤压辊17，驱动轴15的侧部通过螺栓对称安装有两组支撑轴18，两组支撑轴18的侧部均通过轴承转动安装有磨辊19，两组磨辊19的下部均与承载板12的上部相对，驱动轴15的侧部通过螺栓安装有三组动磨盘20，三组动磨盘20分别与三组定磨盘13交错布置，驱动轴15的侧部安装有连接杆21，连接杆21的下部等距焊接有拨料齿22。

较佳地，筒体10的上壁、承载板12、定磨盘13和过滤网14的中部均安装有与驱动轴15配合的轴承，筒体10的上部对称安装有进料斗23，筒体10的下部安装有排料管24，排料管24的中部安装有闸板阀27，承载板12的中部等距开设有贯穿孔25。

通过采用上述技术方案，进料斗23用于进料，排料管24用于排料，贯穿孔25用于物料的下落。

较佳地，定磨盘13的中部和动磨盘20的中部均开设有导料孔26，三组定磨盘13和三组动磨盘20之间的间隙从上至下依次减小，导料孔26的直径从上至下依次减小。

通过采用上述技术方案，实现层层的研磨剪切，达到充分的研磨剪切，提高剥离的效果和质量。

较佳地，两组挤压辊17的外壁均与筒体10的内壁相贴。

通过采用上述技术方案，实现对初始进入原料的初步挤压，达到初始剪切的目的。

较佳地，磨辊19、动磨盘20和连接杆21的端部均与筒体10的内壁呈间隙配合。

通过采用上述技术方案，有效的实现磨辊19、动磨盘20和连接杆21的转动。

综上所述，本发明重点通过改进薄膜产品的结构和制备设备的结构，提高二者的匹配性，以提高产品质量和生产效率；可有效的实现对石墨粉料的剥离，提高石墨烯薄膜产品的生产效率，便于控制各涂层的厚度。

本发明第一石墨烯膜层的侧部复合有聚吡咯层8，聚吡咯层8的侧部设置有胶层9，纳米镍层2复合于第一石墨烯膜层1和第二石墨烯膜层3之间，纳米四氧化三铁层4复合于第二石墨烯膜层3与第三石墨烯膜层5之间，纳米四氧化三钴层6复合于第三石墨烯膜层5和聚苯胺层7之间，通过各种电屏蔽材料的复合，增加了电磁屏蔽效果，扩大了电磁屏蔽的范围；纳米镍层2与纳米四氧化三铁层4均呈环形设置，可以相互配合实现相应部位的电磁屏蔽，减少材料的使用；通过一组电机11带动挤压辊17和磨辊19转动，初步对石墨粉料组成的浆料进行挤压和研磨，对浆料进行初步的剪切，便于后续继续的研磨和剥离；通过定磨盘13和动磨盘20的组合，利用其间隙不断减小，导料孔26的直径不断减小，实现层层的研磨剪切，实现充分的研磨剪切，达到充分有效的剥离；通过拨料齿22的作用，方便剥离后物料通过过滤网14，并通过过滤网14进行过滤，保证排出物料的质量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。