[發明專利]一種三明治結構聚合物基電磁屏蔽復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710588641.7
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107216587A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 溫變英;王雪嬌;張揚
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: C08L29/14
• 分類號: C08L29/14;C08L27/16;C08L27/06;C08L55/02;C08L67/02;C08L69/00;C08L33/12;C08K9/10;C08K7/24;C08K5/103;C08K3/04;C08K5/12;C08K7/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 劉奇

技術領域

本發明涉及一種電磁屏蔽功能材料，具體地說，涉及一種三明治結構聚合物基電磁屏蔽復合材料，以及一種通過懸浮液一次流延法結合施加磁場來實施的具有三明治分布結構的電磁屏蔽材料的制備方法。

背景技術

隨著現代科學技術與電子工業的飛速發展，電子電器和無線電通訊得以普遍使用，電磁輻射已成為繼水污染、噪聲污染、大氣污染、固體廢棄物污染之后的又一大公害。電磁波不僅干擾著通訊，還極大的危害人類健康。另外，電磁波還被用于竊取機密，破壞軍事設備。目前研究高性能電磁屏蔽材料以消除電磁波的種種干擾問題已成為當今世界的重大課題。金屬是最普遍的電磁屏蔽材料，但其聚有易腐蝕、高密度、不易加工以及價格昂貴的缺點。聚合物基電磁屏蔽材料具有輕質、易加工、抗腐蝕性以及優異的電磁屏蔽性能等優點是近年來研究的熱點，同時碳系填料具有的高強度、高模量、耐腐蝕等多種優良性能，特別是經過表面改性的碳系填料更是擁有較好的屏蔽效果。為防止電磁屏蔽材料對電磁波反射而形成二次污染，越來越多的研究趨向于吸收電磁波的電磁屏蔽材料。

CN105037759A公開了一種具有電磁屏蔽功能的聚酰亞胺復合薄膜及制備方法，通過原位聚合法制得聚酰胺酸和四針狀氧化鋅等納米填料的復合溶液，再用熱亞胺化后脫水環化制得具有電磁屏蔽功能的聚酰亞胺復合薄膜，其制備過程工藝復雜，原料較貴，制備過程中有階梯升溫，周期長，效率低，與本發明存在明顯不同。

CN104419107A公開了一種基于碳纖維和石墨烯的聚合物基電磁屏蔽材料及其制備方法，該方法需要對碳纖維進行酸化處理，而后再與石墨烯進行超聲混合，最后再加入聚合物溶液攪拌、干燥，得到混合物粉末再與其他助劑混合用雙螺桿擠壓機擠出造粒得電磁屏蔽材料。這種方法實驗周期長，工藝復雜，并且所得電磁屏蔽材料沒有采用多層次分布結構，與本發明存在明顯不同。

CN103160053A公開了一種聚丙烯腈電磁屏蔽納米復合材料的制備方法，制備硝酸銀、碳納米管、分散劑以及聚丙烯腈的二甲基甲酰胺共混液，然后流延、干燥，薄膜成型的同時硝酸銀分解成為納米銀粒子，分散在復合體系中，制得具有電磁屏蔽功能的納米銀/碳納米管/聚丙烯腈薄膜材料，雖工藝簡單，但沒有采用多層次分布結構，與本發明存在明顯不同。

CN103722832A公開了一種絕緣聚合物基電磁屏蔽材料及其制備方法，采用多次溶液流延構筑多層結構并具有優異的絕緣性和電磁屏蔽等性能，但用到多次流延方法，過程繁復，且沒有施加磁場，與本發明存在明顯不同。

CN103725000A公開了一種耐高溫聚合物基電磁屏蔽梯度功能材料，采用兩次溶液流延的方法，使填料含量沿材料厚度方向呈梯度變化，其中填料為碳系導電填料和金屬導電填料，所制材料具有優異的耐高溫性和電磁屏蔽等性能，也沒有用到磁場控制填料的分布，從材料結構到制備方法都與本發明存在明顯不同。

本發明中所提供的三明治結構聚合物基電磁屏蔽復合材料，其特征在于在制備時采用懸浮液流延成型，流延后，在流延膜下方施加磁場，使得具有磁性的鍍鎳碳系導電填料B受磁場作用主要分布于流延膜底部，沒有磁性的碳系導電填料A主要分布于流延膜的上部，中間為聚合物基料和濃度較低的導電填料A和B共同組成的過渡層，從而使成型后的復合材料構成三明治分布層次結構。所述的三明治結構聚合物基電磁屏蔽復合材料，其特征在于在制備時采用所述懸浮液流延法為一次流延，相比于多次流延顯著提高了工作效率，同時避免了多次流延所產生的界面問題，且明顯縮短了實驗周期，所制得的三明治結構聚合物基電磁屏蔽復合材料具有優異的電磁屏蔽性能，同時工藝簡單、成本低廉、適合產業化生產。

發明內容

本發明的目的是為了克服宏觀均質分布電磁屏蔽材料屏蔽效能低、提高屏蔽效能需要高填料含量影響材料力學性能的缺點和多次流延制備多層材料的制備過程繁復問題，并同時提供較高的電磁屏蔽性能，從而提供了一種具有較高電磁屏蔽性能的三明治結構聚合物基電磁屏蔽復合材料及其工業化制備方法。