[發(fā)明專(zhuān)利]一種柔性PU石墨烯電磁屏蔽材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811429387.7
• 申請(qǐng)日: 2018-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109548394B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林前鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南國(guó)盛石墨科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H05K9/00
• 分類(lèi)號(hào): H05K9/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙軒榮專(zhuān)利代理有限公司 43235
• 代理人: 張勇

本發(fā)明涉及電磁屏蔽材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種柔性PU石墨烯電磁屏蔽材料及其制備方法。該制備方法包括對(duì)柔性PU膜進(jìn)行電暈處理、配制粘稠漿料、刮涂粘稠漿料、干燥等步驟。制備方法中采用了水性丙烯酸樹(shù)脂作為粘接劑，并同時(shí)使用了石墨烯和納米銀粉形成導(dǎo)電通路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備電磁屏蔽材料的工藝簡(jiǎn)單，過(guò)程環(huán)保，刮涂均勻，所制得的成品具有柔軟可折疊，電磁屏蔽性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)前景廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁屏蔽材料，尤其基于石墨烯的柔性電磁屏蔽材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)，電子工業(yè)的發(fā)展，電子信息產(chǎn)品應(yīng)用在各行各業(yè)，隨處可見(jiàn)。在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)快速發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)了日益嚴(yán)重的電磁污染。為了避免電磁波輻射對(duì)電子電氣產(chǎn)品的干擾，提高電子電氣產(chǎn)品使用的穩(wěn)定性，精確度。除了需正確設(shè)計(jì)電路和合理布局電子元件外，采用電磁屏蔽材料對(duì)其實(shí)施輻射保護(hù)是行之有效的方法。

電磁屏蔽，即利用屏蔽體的反射、衰減等使電磁輻射場(chǎng)源所產(chǎn)生的電磁能不進(jìn)入被屏蔽區(qū)域。通常，屏蔽材料對(duì)空間某點(diǎn)的屏蔽效果用屏蔽效能SE(ShieldingEffectiveness)表示，即SE＝20lg(E0/E)其中,E0是無(wú)屏蔽材料時(shí)該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，E是有屏蔽體后該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)。

電磁波傳播到達(dá)屏蔽材料表面時(shí)，通常按3種不同機(jī)制進(jìn)行衰減(參見(jiàn)圖1)：①在入射表面的反射損耗；②未被反射而進(jìn)入屏蔽體的電磁波被材料吸收的損耗；③在屏蔽體內(nèi)部的多次反射損耗。

電磁波通過(guò)屏蔽材料總屏蔽效果可按下式計(jì)算：SE＝A+R+B其中，SE為電磁屏蔽效果，R為表面單次反射衰減，A為吸收損耗，B為內(nèi)部多次反射損耗。

1)反射損耗是由于空間阻抗和屏蔽層的固有阻抗之間不匹配而引起的。具有越高的導(dǎo)電率或越低磁導(dǎo)率的材料，反射損耗越大，反射損耗不僅與材料表面的阻抗有關(guān).也與輻射源的類(lèi)型及屏蔽體到輻射源的距離有關(guān)。

2)吸收損耗是導(dǎo)體材料中的電偶極子或磁偶極子與電磁場(chǎng)作用的結(jié)果，由于吸收損耗A發(fā)生在屏蔽材料內(nèi)，它與波的類(lèi)型(電場(chǎng)波或磁場(chǎng)波)無(wú)關(guān)，只與屏蔽層的厚度、頻率、導(dǎo)電率及磁導(dǎo)率有關(guān)。材料的厚度增加，A值也越大。

3)多重反射損耗。由于透射波通過(guò)內(nèi)部衰減后，又碰到屏蔽層的另一側(cè)，在這個(gè)側(cè)面又進(jìn)行反射和透射，反射波再次通過(guò)內(nèi)部，如此進(jìn)行反復(fù)反射，使能量迅速衰減。

目前電磁屏蔽材料多為金屬板、金屬絲網(wǎng)以及金屬化紡織品等等，傳統(tǒng)的電磁屏蔽涂料一般是以有機(jī)樹(shù)脂為粘結(jié)劑，在使用過(guò)程中會(huì)揮發(fā)出大量對(duì)身體有害，對(duì)環(huán)境有污染的物質(zhì)。在耐腐蝕性上欠佳，制作過(guò)程不環(huán)保等等。

石墨烯(Graphene)是碳原子以sp2雜化軌道組成的，具有平面二維六角型蜂窩狀晶格的材料。石墨烯具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的導(dǎo)電性和機(jī)械柔性。但是由于石墨烯分散在樹(shù)脂中之后，石墨烯片層與片層之間難以形成“橋連”式的接觸，即難以形成完美的導(dǎo)電通路，且在片層連接處，存在較大的接觸電阻，使得其形成的導(dǎo)電涂層的表面電阻難以進(jìn)一步降低。

PU膜即為聚氨酯薄膜，廣泛應(yīng)用于服裝面料、醫(yī)療衛(wèi)生、皮革等領(lǐng)域；是一種無(wú)毒無(wú)害的環(huán)保材料，對(duì)人體皮膚無(wú)任何傷害，其彈性佳，輕度高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種柔性PU石墨烯電磁屏蔽材料及其制備方法。該屏蔽材料具有優(yōu)異柔軟性、屏蔽效能、防腐蝕性能、耐酸、耐堿，同時(shí)制備方法還具有工藝簡(jiǎn)單、過(guò)程綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種柔性PU石墨烯電磁屏蔽材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)首先將PU膜擦拭干凈，再經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)碾姇炋幚恚け砻嫘纬杉?xì)小孔狀，達(dá)到一定粗糙度，增大后續(xù)石墨烯涂覆膜的附著強(qiáng)度；