[發(fā)明專利]一種具有梯度填料結構的聚合物電磁屏蔽復合泡沫及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111138706B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設計）人: 廖霞;楊建明;周榮濤;王圭;郭富民;李光憲
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08J9/12
• 分類號: C08J9/12;C08J9/14;C08L63/00;C08L23/06;C08L81/02;C08L75/04;C08L83/04;C08L81/06;C08K9/12;C08K3/08;H05K9/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發(fā)明公開了一種具有梯度填料結構的聚合物電磁屏蔽復合泡沫及其制備方法；制備時先在空心玻璃微球上負載導電金屬，得低密度導電粒子；然后制備導電粒子?聚合物復合材料；最后對復合材料進行發(fā)泡處理得到電磁屏蔽復合泡沫。采用本發(fā)明中的方法可有效降低電磁屏蔽復合材料的填料使用量，提高了復合泡沫的導電及電磁屏蔽效能，所制備的泡沫材料在低導電填料含量下具有良好的導電和電磁屏蔽性能。

技術領域

本發(fā)明屬于電磁屏蔽材料技術領域，具體涉及一種具有梯度填料結構的聚合物電磁屏蔽復合泡沫及其制備方法。

背景技術

隨著電子工業(yè)的發(fā)展和電子設備的高度應用，各種通訊設備和電子元件的使用越來越普遍，它們的廣泛使用為人們的日常生活提供了很多的便利條件。然而，這些電子設備在使用時不可避免地會產(chǎn)生大量的電磁波輻射，電磁輻射被認為是繼水污染、噪音污染、空氣污染以外的第四大類污染，由電磁輻射造成的電磁干擾不但會影響通訊設施、醫(yī)院儀器、航空航天設備的正常運行，還會危害人類的正常生活，給人們的身體健康帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，誘發(fā)各種疾病，如睡眠不足、頭暈、嘔吐，嚴重的甚至可能誘發(fā)癌癥、心血管等疾病。

傳統(tǒng)的金屬基電磁干擾(EMI)屏蔽材料由于具有良好的導電性能而表現(xiàn)出優(yōu)異的屏蔽效能(SE)，但是金屬材料存在著密度大、易腐蝕、加工性能差等缺點。近年來，由聚合物基體和導電填料而組成的聚合物基電磁屏蔽復合材料由于具有輕質、易成型、耐腐蝕、屏蔽效能可調(diào)等優(yōu)點而被廣泛關注。為了得到良好的電磁屏蔽效能，一般需要在聚合物基體中加入大量的導電填料，由此會導致復合材料整體密度的提高，并增加材料制備成本和加工難度，極大地限制了其在航空航天、交通運輸、精密儀器電子、新一代通訊技術等領域的應用。

通過高壓氣體發(fā)泡法在聚合物基體中引入泡孔，以此來制備電磁屏蔽復合泡沫可以有效地降低材料的密度、節(jié)約原材料的使用、降低能源消耗，從而減少材料的制造成本和加工難度。此外，利用填料與溶劑的密度差異性誘導可以使填料選擇性地分布在聚合物基體的特定區(qū)域，形成連續(xù)的梯度填料結構，這種梯度填料結構有利于導電填料之間的相互搭接，以此增加復合泡沫的導電及電磁屏蔽性能。目前還沒有通過高壓氣體發(fā)泡技術制備梯度填料結構聚合物電磁屏蔽復合泡沫的研究報道。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供一種具有梯度填料結構的聚合物電磁屏蔽復合泡沫及其制備方法，該復合泡沫在低導電填料含量下具有良好的導電及電磁屏蔽性能。本發(fā)明中的方法包括以下步驟：

S1：在空心玻璃微球上負載導電金屬，得低密度導電粒子；

S2：制備導電粒子-聚合物復合材料；

S3：將S2所得復合材料置于發(fā)泡氣體中，于0～300℃、0.5～50MPa的條件下飽和5min～24h，然后以0.1～30MPa/s的速率泄壓至常壓并降溫至室溫，得電磁屏蔽復合泡沫。

在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步，負載導電金屬的空心玻璃微球上負載的導電金屬為銀、銅、鎳、鋁、鐵或鎢。

進一步，低密度導電粒子的制備包括以下步驟：

SS1：依次對空心玻璃微球進行粗化、敏化處理；

SS2：將敏化后的空心玻璃微球按1g:5～95mL的料液比加入到化學鍍液中，然后逐滴加入還原劑溶液，攪拌反應5min～5h，再洗滌、干燥得低密度導電粒子。

進一步，空心玻璃微球的粗化方法為：將空心玻璃微球按1g:10～95mL的料液比加入到稀硫酸中，攪拌反應10min～2h，然后洗滌、抽濾完成粗化。