[發明專利]一種電磁屏蔽材料的制備方法

有效

• 申請號: 201711283849.4
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108048034B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 婁志超;周明;毛頓;宋健月;蔣怡彬;蔡家斌
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00
• 代理公司: 南京業騰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 李靜

本發明涉及一種電磁屏蔽材料的制備方法，將木材加工成均勻的木片；置于水和乙醇的混合溶液中超聲震蕩后，取出干燥；制備乙酰丙酮鐵浸漬液；將預處理后的木片置于乙酰丙酮鐵浸漬液中，在真空狀態下孵育0.5～2小時；然后在氮氣保護下，加壓浸漬；取出浸漬后的木片，用乙醇輕輕沖洗表面，先在室溫環境中靜置1～2小時，再真空干燥；最后置于氮氣保護的管式爐中分步高溫熱解，取出產物，粉碎后過篩，即得。該方法以生物質原料作為碳源，制備得到具有磁性的碳粉，且磁性材料在碳粉中實現均勻分散；同時，這種磁性碳粉具有電磁波屏蔽特性，并在一定程度上實現該產品電磁波屏蔽性能可控；并且成本低，適合工業化生產。

技術領域

本發明涉及的是電磁屏蔽材料的制造技術領域，具體地說，是涉及一種電磁波吸收性能可控的新型生物質源磁性碳材料及其制造方法。

背景技術

隨著諸如移動電話、局域網和家庭機器人等無線電子設備應用的快速增長，人們的日常生活和生產受到電磁系統所產生電磁波的影響日益嚴重，社會迫切地需求具有吸收頻率范圍廣、吸收能力強且可控等特點的吸波材料。磁性碳材料由于同時具有較好的磁性和導電性，因此可以作為同時具有介電損耗和磁損耗的磁介電材料，具有成為優良的電磁波吸收材料的潛在應用。

目前制備磁性碳材料的普遍方法是將制備好的磁性材料(諸如鐵、鎳、鈷、鉬等合金、氧化物或者硫化物等)與碳材料(石墨、石墨烯、碳納米管等)通過物理或者化學的方法復合在一起。這種方法通常可以得到成分均一、電磁波屏蔽性能較好的產品。但是，由于受到磁性材料制備方法以及碳材料成本的限制，這類方法不適合工業化的批量生產且成本較高，因此目前社會利用率較低。同時，這類方法不能保證磁性材料與碳材料的均勻分散，產品不同批次間電磁波吸收性能可能會有所不同。

2016年趙海波等人通過高溫熱解含有二價鎳的聚合物微球的方法制備得到鎳/碳磁性泡沫復合材料，研究表明這種材料具有良好的電磁波屏蔽性能(Hai-Bo Zhao et al.,Excellent Electromagnetic Absorption Capability of Ni/Carbon Based Conductiveand Magnetic Foams Synthesized via a Green One Pot Route,ACS AppliedMaterialsInterfaces,2016,8,1468-1477)，該方法中，碳源為聚合物微球，同樣要求較高的原料成本。

因此，需要尋找一種具有較好電磁屏蔽性能的電磁屏蔽材料的制備方法，不僅要保證制備得到的磁性碳材料具有電磁波吸收以及磁性等性能，同時還需要保證其電磁波吸收性能在一定程度上實現可控，以滿足不同方面的應用要求，還需要成本低，適合工業化生產。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術的不足，提供一種電磁屏蔽材料的制備方法，該方法以生物質原料作為碳源，制備得到具有磁性的碳粉，且磁性材料在碳粉中實現均勻分散；同時，這種磁性碳粉具有電磁波屏蔽特性，并在一定程度上實現該產品電磁波屏蔽性能可控；并且成本低，適合工業化生產。

技術方案

生物質原料(諸如木材、森林采伐和加工剩余物或者木制品廢料等)作為清潔碳源，已經被廣泛地用來制造木炭、碳纖維、石墨等碳材料，其具有成本低廉、分布廣泛等特點，同時有利于提高林產品附加值，減少環境污染。本發明人以生物質材料作為碳源，利用高溫熱解的方法一步制備具有較好電磁屏蔽性能的磁性碳材料，簡化了制造工藝，降低了生產成本。本發明人首先通過真空/加壓浸漬的方法，將含有一定濃度乙酰丙酮鐵的有機溶劑浸漬入經過預處理的生物質原料體內，在經過干燥處理后，將含有乙酰丙酮鐵的生物質原料進行分步驟高溫熱解，將所得產物進行粉碎、篩選后，最終得到粒徑不同的磁性碳粉，同時，通過控制加壓浸漬的時間，浸漬液濃度和磁性碳粉壓模后的厚度調節產品的介電性質和磁性質，進而調節產品的電磁波屏蔽性能。

具體方案如下：

一種電磁屏蔽材料的制備方法，包括如下步驟：