[發明專利]一種三維多孔石墨烯/蜜胺泡沫復合電磁屏蔽材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710962999.1
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107652624B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 黃小忠;郭同;唐秀之;杜作娟
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C08L61/28
• 分類號: C08L61/28;C08K7/24;C08J9/40
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 魏娟

本發明公開了一種三維多孔石墨烯/蜜胺泡沫復合電磁屏蔽材料及其制備方法，復合電磁屏蔽材料以具有三維多孔結構的蜜胺泡沫為基體，石墨烯均勻負載在蜜胺泡沫的三維多孔結構的骨架表面；其制備方法是通過浸漬法讓氧化石墨烯均勻負載到蜜胺泡沫三維骨架上，再經過化學還原法充分還原氧化石墨烯，即得石墨烯/蜜胺泡沫復合材料。該復合電磁屏蔽材料具有屏蔽效能高、密度低等特點，且其制備方法操作簡便、產品尺寸可調，可以規模化生產。

技術領域

本發明涉及一種電磁屏蔽材料，具體涉及一種三維多孔石墨烯-蜜胺泡沫電磁屏蔽復合材料及其制備方法，屬于新型電磁屏蔽材料領域。

背景技術

近年來，隨著無線網絡、通信設備和個人數碼設備等電子產品的大面積使用，人們在日常生活中受到的電磁輻射污染日趨嚴重。而抑制電磁輻射污染的主要方法是電磁屏蔽，及通過利用屏蔽材料衰減或阻隔被屏蔽區域和外界的電磁能量的傳遞。因此，電磁屏蔽材料則是衰減和阻止電磁波通過，達到電磁屏蔽目的的材料。高性能聚合物復合材料作為新型電磁屏蔽材料相對于傳統的金屬基電磁屏蔽材料具有低密度、良好的加工性能、耐腐蝕等特點，在電磁屏蔽領域受到了廣泛的關注和研究。石墨烯，是一種新發現的二維碳材料，具有很高的比表面積和優異的導電性，這些特性使得石墨烯可以作為一種優異的電磁屏蔽復合材料的納米導電填料(D.D.L.Chung.Electromagnetic interference shieldingeffectiveness of carbon materials.Carbon.2001,39(2):279-285.)。目前，聚合物/石墨烯復合材料的制備在電磁屏蔽領域受到廣泛的關注。電磁屏蔽聚合物復合材料對電磁波的屏蔽效果與填料和基體的性質、材料的厚度、填料的含量和分散狀態、復合材料的制備工藝和結構設計等因素有關。一般的聚合物/石墨烯復合材料制備方法都各有特點：如使用金屬模板法制備聚合物/石墨烯復合材料，雖然制備的孔隙結構均勻，但需要通過酸性溶液除去金屬模板會造成污染和材料浪費；如使用相分離法制備聚合物/石墨烯復合材料，多孔結構不可調、孔隙不均勻(B.Shen,W.Zhai,M.Tao,et al.Lightweight,MultifunctionalPolyetherimide/Graphene@Fe3O4 Composite Foams for Shielding ofElectromagnetic Pollution.Acs Applied Materials Interfaces.2013,5(21):11383)。

發明內容

針對現有技術中的聚合物/石墨烯復合電磁屏蔽材料存在的缺陷，本發明的目的是在于提供一種具有屏蔽效能高、密度低等特點的三維多孔石墨烯/蜜胺泡沫復合電磁屏蔽材料。

本發明的另一個目的是在于提供一種操作簡便、成本低，材料尺寸可控制備三維多孔石墨烯/蜜胺泡沫復合屏蔽材料的方法，該方法適合規模化生產。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種三維多孔石墨烯/蜜胺泡沫復合電磁屏蔽材料，該方法以具有三維多孔結構的蜜胺泡沫為基體，石墨烯均勻負載在蜜胺泡沫的三維多孔結構的骨架表面。

本發明還提供了一種三維多孔石墨烯/蜜胺泡沫復合電磁屏蔽材料的制備方法，該方法是將蜜胺泡沫浸入氧化石墨烯分散液中，經過反復擠壓后取出，進行熱干燥處理，得到氧化石墨烯/蜜胺泡沫；所述氧化石墨烯-蜜胺泡沫置于裝有低沸點液態還原劑的密閉釜內，通過熏蒸法使氧化石墨烯還原，得到石墨烯/蜜胺泡沫復合屏蔽材料。

優選的方案，所述蜜胺泡沫采用醇類溶劑進行清潔預處理。醇類溶劑優選為甲醇、乙醇等。

較優選的方案，所述蜜胺泡沫在氧化石墨烯分散液中擠壓次數為5～15次。

較優選的方案，所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的濃度為1～5mg/mL。

優選的方案，所述熱干燥處理的溫度為40～80℃，時間為6～12h。