[發明專利]一種碳長絲束格柵狀排列的吸波片材及其制備方法

有效

• 申請號: 201110288295.3
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102427714A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 于偉東;吳瑜;周勝;徐增波
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及一種碳長絲束格柵狀排列的吸波片材及其制備方法，用于屏蔽電磁波。

背景技術

防電磁波輻射的有效方式是材料對電磁波的屏蔽與吸收，碳纖維用作服裝屏蔽材料鮮有報道，只因其可紡性、服用舒適性及耐磨性能差；而碳纖維作為復合材料的組成部分，被廣泛用作結構增強材料的同時，碳纖維和碳納米材料作為組分摻入復合材料的吸波性能也有討論，國內外有關吸波材料的發明專利多為碳纖維直接摻入的復合材料，或剛性單層或多層的復合材料。如專利UMISHITA,?Kazunori等的EP?1912487A1?(2008)以超細碳纖維作為負磁阻材料以0.1%~20%的比例填充復合材料，結果碳纖維鋪放厚度0.105mm，在頻率為5GHz時，對電磁波的衰減值達到-13dB；當碳纖維或納米碳纖維以層疊結構鋪放厚度為0.8mm，在頻率為2.1GHz時，對電磁波的衰減達到-20~-29dB，當鋪放厚度達9mm時，其在60GHz下有-20~-35dB的衰減。這些都是碳短纖的隨機、均勻混合鋪網的方法，與本發明制備原理不同。

普通碳長絲束以特殊方式排列作為材料的組成部分，如平行、格柵等也有報道，但大多作為增強材料。如專利Roger?Terence等的US?7882776B2?(2007)發明的用于對抗高損傷沖擊，如炸彈等的交通工具外殼的條狀裝甲，此種裝甲大部分為碳長絲束（長度為0.01m~0.1m）來組成格柵結構，或水平方向用碳纖維，豎直方向用鋁金屬材料，其面積密度為20kg/m²時，能有效對抗手榴彈沖擊。高劍平的專利CN101666137A?(2009)發明的碳纖維/玄武巖纖維混雜織物格柵，使用其鋪設于混凝土中，明顯改善混凝土的抗拉強度和抗沖擊性能及延展性能。類似專利有孫明清的CN?101701445A?(2008)發明的一種具有電熱功能的玄武巖纖維-碳纖維復合土工格柵，不僅具有結構增強作用，還有電熱效應的特性，可用于混凝土路面、機場跑道的融雪化冰。還有專利Clayton?P.?Korver等的US?5537454?(1994)發明的一種用來精確定位輻射療法的治療床，創新之處在于較之傳統治療床，其多了一個可以活動的碳纖維格柵板，其同時也可以作來支撐作用，來屏蔽掉無需作用部位的電磁輻射。這些專利主要是作為增強格柵的制備和增強的用途，所以碳纖維越多越粗、交叉點粘結越穩定越好。這與本發明的以排列構造調整吸波性能和有無交叉粘結無關重要的制備方法不同，且用途不同。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種碳長絲束格柵狀排列的吸波片材，其能夠適應于較寬頻帶的電磁波屏蔽和吸收，且能夠用較少的碳纖維用量，達到較高的電磁波屏蔽效率。

本發明的第二個目的是提供上述碳長絲束格柵狀排列的吸波片材的制備方法，其能夠采用輕質高聚物發泡片來間隔和支撐碳長絲束，形成穩定的格柵狀排列的單層或多層結構的復合吸波片材，同時回避碳纖維在格柵排列成形中和在實際使用中的損傷與變形。

為了達到上述目的，本發明提供了一種碳長絲束格柵狀排列的吸波片材，包括至少一層吸波片，其特征在于，所述的吸波片包括基材和格柵狀排列的碳纖維長絲束。

優選地，所述的格柵狀排列的碳纖維長絲束排鋪在基材的至少一面上。

優選地，所述的格柵狀排列為平行格柵狀排列、正交格柵狀排列或菱形格柵狀排列。

優選地，所述的基材為高聚物發泡片，優選為聚苯乙烯（PS）發泡片、聚丙烯（PP）發泡片、或聚氯乙烯（PVC）發泡片。其用來作為碳長絲束的支撐體和分隔排列。

本發明還提供了上述碳長絲束格柵狀排列的吸波片材的制備方法，其特征在于，包括：在至少一個基材上平鋪碳纖維長絲束，碳纖維長絲束呈格柵狀排列，將碳纖維長絲束壓入基材中，形成單層結構或經層合形成多層結構，對壓入有碳纖維長絲束的外露表面做封固處理。

優選地，所述的碳纖維長絲束經過圓整和形態穩定化預處理。所述的圓整和形態穩定化預處理為加捻，浸膠上漿或直接刮漿，或加捻與浸膠上漿或直接刮漿的組合。以使碳長絲束圓整和形態結構穩定，保證碳纖維在被壓入高聚物發泡片中能保持其結構穩定及截面圓形，并有效地避免碳纖維在排鋪成形中和在實際使用中的損傷與變形。?

優選地，所述的封固處理為涂膠粘結、貼膜或粘貼高聚物發泡片。以此避免碳長絲束在實際使用中的變形、損傷與斷裂。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

①該吸波片材的制備方法簡易、實用且環保，可直接用于大面積片材的制備；