[發明專利]一種碳纖維基材用電磁屏蔽阻燃材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010590647.X
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111690305B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 楊寶敬;王天舒;林庭豐;金翁佳
• 申請（專利權）人: 京準化工技術（上海）有限公司
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D5/18;C09D7/65;C09D7/62;C09D7/63;C09D5/24;C08J7/05;C08L63/00;C08K7/06
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1.一種碳纖維基材用電磁屏蔽阻燃材料，其特征在于：

包括下述按重量份計的各組分：20-50份水性阻燃高分子粘合劑、6.0-30份金屬粉末導電填料、8.0-40份大分子膨脹型阻燃劑、4.0-10份含磷氮鹵的離子液體、1.0-5.0份環氧樹脂用含磷阻燃劑、0.5-2.5份催化成炭劑、0.5-5.0份復合抗氧劑、0.5-5份抗菌防霉劑、0.5-5.0份阻燃交聯劑、0.3-3.0份潤濕劑、0.3-3.0份分散劑、0.3-3.0份流平劑、0.2-2.0份消泡劑、0.3-3.0份增稠劑；

其中：大分子膨脹型阻燃劑，是以三聚氰胺包覆改性聚磷酸銨為酸源、三聚氰胺為氣源、以季戊四醇、三氯氧磷、三聚氯氰按照摩爾比為1:(2-1)：(0.5-1)合成的成炭劑PEPA為炭源，所述酸源、炭源、氣源在有機溶劑中經過化學反應合成三維體型大分子阻燃結構；所述金屬粉末導電填料是經過偶聯劑表面處理后的金屬粉末導電填料，其中所述金屬粉末導電填料的表面，經過硅烷偶聯劑和/或鈦酸酯偶聯劑處理；所述大分子膨脹型阻燃劑是集酸源、炭源、氣源為一體的大分子膨脹型阻燃劑；所述含磷氮鹵的離子液體的陽離子為含咪唑環的陽離子，陰離子選自PF₆^-、PCl₆^-中的一種；環氧樹脂用含磷阻燃劑為9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、[(6-氧-(6H)-二苯并-(CE)(1,2)-氧磷雜已環-6-酮)甲基]-丁二酸、10-(2,5-二羥基苯基)-10-氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、二苯氧基磷酸苯胺中一種或多種；

所述催化成炭劑為改性分子篩；所述復合抗氧劑包括主抗氧劑和輔助抗氧劑，且所述主抗氧劑和所述輔助抗氧劑的質量比例在1：1-1：4之間，其中，主抗氧劑選自芳香胺類抗氧劑或酚類抗氧劑，輔助抗氧劑選自亞磷酸酯類抗氧劑；所述抗菌防霉劑為含氮有機防霉劑；所述阻燃交聯劑為含磷交聯劑、含氮交聯劑或含硅交聯劑中的一種或多種；

上述組分在應用于碳纖維基材時，通過紅外線、紫外線或高溫焙烘固化成型，各種固體組份和液體組份，在固化時通過水性阻燃高分子粘合劑與阻燃交聯劑和碳纖維基材粘連和交聯形成一整體。

2.根據權利要求1所述的碳纖維基材用電磁屏蔽阻燃材料，其特征在于：所述金屬粉末導電填料為銅粉、鋁粉、銀粉、銀包銅粉、不銹鋼粉、鎳粉、金粉、鎳包銅粉、鎳包銀粉、鎳包金粉、錫粉中一種或多種；所述水性阻燃高分子粘合劑為水性阻燃聚丙烯酸酯、水性阻燃聚丙烯酸酯-聚氨酯共聚物、水性阻燃環氧樹脂中一種或多種；

所述潤濕劑為陰離子型潤濕劑、非離子型潤濕劑、兩性型潤濕劑中一種或多種；所述分散劑為陰離子型分散劑、非離子型分散劑、兩性型分散劑中一種或多種；所述流平劑為聚丙烯酸酯類、聚氨酯類、有機硅類和氟碳化合物類流平劑中一種或多種；

所述消泡劑為聚醚型、有機硅型或聚醚改性有機硅型中一種或多種；

所述增稠劑為聚丙烯酸酯增稠劑、聚氨酯增稠劑中一種或多種。

3.根據權利要求1所述的碳纖維基材用電磁屏蔽阻燃材料，其特征在于：所述阻燃交聯劑為含磷阻燃封端異氰酸酯，所述潤濕劑為烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽、脂肪醇硫酸鹽、脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸鹽、羧酸皂類、磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、硅醇類非離子表面活性劑中一種或多種，所述分散劑為烷基芳基磷酸鹽、烷基苯磺酸鹽、二烷基磺基琥珀酸鹽、聚氧乙烯烷基酚基醚、山梨糖醇烷基化物、聚甲基丙烯酸衍生物、聚丙烯酸衍生物、順丁烯二酸酐共聚物、丙烯酸共聚物分散樹脂中一種或多種。

4.根據權利要求1所述的碳纖維基材用電磁屏蔽阻燃材料，其特征在于：所述的含磷氮鹵的離子液體的陰離子為PF₆^-，且其結構示意圖如下：

。

5.根據權利要求1所述的碳纖維基材用電磁屏蔽阻燃材料，其特征在于：

對所述金屬粉末導電填料表面進行偶聯處理的偶聯劑，選自乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種；

所述催化成炭劑為H-Beta分子篩或HZSM-5分子篩。