[發明專利]一種復合電磁屏蔽材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201210389976.3
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102917577A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 代波;任勇;王改花;馬擁軍;裴重華
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術領域

本發明屬于電磁屏蔽材料及其制備方法，涉及一種復合電磁屏蔽材料及其制備方法。本發明復合電磁屏蔽材料特別適用于防電磁污染和微波暗室等領域。

背景技術

隨著科學技術的發展，雷達、衛星、微波爐、移動無繩電話等各種各樣的高頻率電磁波器件和儀器被廣泛使用，使得地球空間中充斥著各個頻段的電磁波，這些電磁波將對其它電磁儀器造成干擾的同時也影響人體的健康。據報道，每天在電腦前工作超過6小時，電磁波輻射會對人的皮膚等造成不可逆損害；電磁波強度測試表明，移動通訊設備對人體生殖、記憶功能有很大傷害。電磁波污染成為繼噪音污染、空氣污染、水污染之后的第四大污染。降低電磁污染已成為電視廣播、人體電磁防護、通訊及導航系統安全等領域的首要問題。傳統的電磁屏蔽材料如金屬及其復合物由于其密度大、頻率調節困難、韌性以及抗腐蝕性差等已經很難適應現實的需要。因此具有厚度薄、質量輕、頻帶寬、物理機械性能好等特點的電磁屏蔽材料已被當今世界各國視為重點開發的軍民兩用新型材料。材料的電磁屏蔽性能主要由其一定電磁波頻率下的復磁導率和復介電常數所決定。

現有技術中，碳納米材料(如納米碳纖維、碳納米管等)由于密度低、力學性能好、導電性好等優點，被認為是下一代最具有潛力的電磁屏蔽材料。但碳納米管或納米纖維在實際應用中存在兩個較嚴重的問題，一是由于碳納米管或納米纖維具有高的長徑比和大的表面積，在基體中很難均勻分散；二是制備這些碳納米材料成本較高，且產量低。

發明內容

本發明的目的旨在克服現有技術中的不足，提供一種具有良好的電磁屏蔽性能的復合電磁屏蔽材料及其制備方法。

本發明的內容是：一種復合電磁屏蔽材料，其特征是：由碳化細菌纖維素與納米磁性金屬材料混合組成，所述碳化細菌纖維素與納米磁性金屬材料混合的體積比例為20：1～1：5；

所述納米磁性金屬材料是Fe、Ni、Co、NiFe、CoFe中的任一種。

本發明的內容還可以是：一種復合電磁屏蔽材料，其特征是：由碳化細菌纖維素與基體材料混合組成，所述碳化細菌纖維素與基體材料混合的體積比例為1：10～4：1；

所述基體材料是石蠟、環氧樹脂、二氧化硅中的任一種。

本發明的內容還可以是：一種復合電磁屏蔽材料，其特征是：由碳化細菌纖維素與納米磁性金屬材料混合后再與基體材料混合組成，所述碳化細菌纖維素與納米磁性金屬材料混合的體積比例為20：1～1：5，所述碳化細菌纖維素與納米磁性金屬材料混合后的物料與基體材料混合的體積比例為1：10～4：1；

所述納米磁性金屬材料是Fe、Ni、Co、NiFe、CoFe中的任一種，所述基體材料是石蠟、環氧樹脂、二氧化硅中的任一種。

本發明的另一內容是：一種復合電磁屏蔽材料的制備方法，包括：

a、制備細菌纖維素；

其特征是還包括下列步驟：

b、制備碳化細菌纖維素：

將細菌纖維素經蒸餾水洗至中性（即pH值為7）后，與1～3體積的1?wt.%?NaOH?溶液混合煮沸?2?h，過濾，固體物即細菌纖維素再次用蒸餾水洗至中性后，粉碎，在?–?40℃下冷凍干燥之后，再經真空加熱碳化，真空加熱碳化即：在溫度為500～3200?℃、本底真空氣壓壓力優于10^4?Pa的條件下、將細菌纖維素加熱碳化0.1～10小時（優選的是在溫度為800～1600?℃、本底真空氣壓10^-2～10^4?Pa的條件下、將細菌纖維素加熱碳化0.5?h～4?h），即制得碳化細菌纖維素；

c、制備復合電磁屏蔽材料：

按體積比例為20：1～1：5的比例取所述碳化細菌纖維素與納米磁性金屬材料，將碳化細菌纖維素與納米磁性金屬材料混合，即制得復合電磁屏蔽材料；

所述納米磁性金屬材料是Fe、Ni、Co、NiFe、CoFe中的任一種。

本發明的另一內容中：所述步驟b可以替換為：將細菌纖維素經惰性氣氛保護下加熱碳化，即：在溫度為500～3200?℃、保護氣氛工作氣壓為0.1～5000?Pa的條件下，將細菌纖維素加熱碳化0.1～10小時，制得碳化細菌纖維素；所述保護氣氛為氮氣或氬氣。

本發明的另一內容中：所述步驟b中真空加熱碳化時還可以添加有催化劑Fe或Ni。