[發(fā)明專利]一種離子凝膠/磁性材料電磁屏蔽材料、制備方法及其應(yīng)用

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• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111978457A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶俊;孫靖先
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)常州先進(jìn)材料研究院
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F222/20;C08F2/44;C08K5/3445;C08K3/22;C08K5/43;C08K3/08;C08L27/16;C08L27/20;C08F226/06;H05K9/00
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本發(fā)明涉及電磁屏蔽材料領(lǐng)域，尤其涉及一種離子凝膠/磁性材料電磁屏蔽材料、制備方法及其在電磁屏蔽領(lǐng)域的應(yīng)用。本專利用離子凝膠作為固態(tài)基材，磁性材料作為導(dǎo)電填料，制備了離子凝膠/磁性材料復(fù)合材料。離子凝膠本身具有良好的導(dǎo)電性，具有良好的電磁屏蔽效果。離子液體極大的促進(jìn)了磁性材料的分散，避免了磁性材料的團(tuán)聚，提高了磁性材料的填充效果，提高了電磁屏蔽效果。因此本發(fā)明具有操作簡單、成本低等特點，制備的材料具有優(yōu)異的電磁屏蔽效果，具有廣闊的應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁屏蔽材料領(lǐng)域，尤其涉及一種離子凝膠/磁性材料的電磁屏蔽材料、制備方法及其應(yīng)用。

技術(shù)背景

隨著電子設(shè)備和通訊技術(shù)在生活各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，電磁波作為信息傳播的載體，已經(jīng)滲入到了我們生活的各個方面。電磁波能量以波的形式向四周傳播而不返回場源，被稱為電磁波輻射，超量無序的電磁輻射會帶來一系列負(fù)面影響，被稱為電磁污染。

目前，無論是屏蔽外界電磁波的干擾，還是防止內(nèi)部電磁信息的泄露，消除電磁污染最為有效的手段是實施電磁屏蔽措施。通常實現(xiàn)電磁屏蔽就是將導(dǎo)電或者導(dǎo)磁材料作為屏蔽體包圍干擾源或者被保護(hù)對象。當(dāng)電磁波傳播到達(dá)屏蔽材料表面時，通常有3種不同機(jī)理進(jìn)行衰減：(1)在入射表面由阻抗突變引起的電磁波的反射衰減(R)；(2)未被反射而進(jìn)入屏蔽體的電磁波被材料吸收的衰減(A)；(3)在屏蔽體內(nèi)部的多次反射衰減。一般來說，由表面反射衰減R產(chǎn)生的屏蔽作用需要屏蔽體具有在磁場中能自由移動的載流子。因此以該屏蔽機(jī)理為主的材料通常具備很好的導(dǎo)電性，例如銀、銅、金等。而以吸收衰減A為主的屏蔽材料需要具備大量的電偶極子或磁偶極子，一般為具備適當(dāng)介電常數(shù)、高磁導(dǎo)率及高電磁損耗的材料，常用的有高磁導(dǎo)率合金。

目前，磁性材料被認(rèn)為是發(fā)展電磁屏蔽材料的重要材料之一。常用于電磁屏蔽的磁性材料主要有鐵氧體和磁性金屬，這類磁性材料的電導(dǎo)率與金屬材料相比屬于較差的，同時它們具有比較好的介電性能，這種特性使它們可以有效的避免金屬在高頻段下存在的表面電流密集的缺點。同時，磁性材料主要是通過渦流、磁滯以及自然共振等方式對電磁波進(jìn)行損耗與削弱，所以其屏蔽效能的主要構(gòu)成部分是吸收效能。

聚合物/磁性復(fù)合材料類電磁屏蔽材料是通過將磁性材料與聚合物組分進(jìn)行共混制備得到。該材料往往表現(xiàn)出磁性填料的特性，同時又具有聚合物的低密度，易加工，耐腐蝕等優(yōu)勢，并且可以根據(jù)屏蔽材料所應(yīng)用的場景需求進(jìn)行寬范圍的導(dǎo)電填料選擇和聚合物種類選擇。但是當(dāng)磁性材料的體積達(dá)到微米或納米時，極易發(fā)生團(tuán)聚，在聚合物基材中難以分散，導(dǎo)致加工困難，電磁屏蔽效果下降。并且常見的聚合物基材不具有良好的電磁屏蔽效果，導(dǎo)致復(fù)合材料的電磁屏蔽效果達(dá)不到期望值。

離子液體是一種由有機(jī)陽離子和陰離子組成的有機(jī)鹽，其離子間的靜電引力比較弱，因而具有較小的晶格能，在室溫下一般呈液態(tài)。離子凝膠是指將離子液體固定在固態(tài)基材中得到混合材料，具有一定的可拉伸性、良好的環(huán)境穩(wěn)定性、高導(dǎo)電率和寬電化學(xué)窗口等優(yōu)點，在電子產(chǎn)品領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

離子凝膠由于具有良好的導(dǎo)電性，因此具有良好的電磁屏蔽效果。此外，離子液體可以和磁性材料產(chǎn)生分子間作用力，極大的促進(jìn)了磁性材料在離子液體中的分散，避免了在基材中的團(tuán)聚。但是目前為止，還沒有關(guān)于離子凝膠/磁性材料電磁屏蔽材料的報道。本專利利用離子凝膠和磁性材料制備得到了一種具有良好電磁屏蔽效果的柔性復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種制備離子凝膠/磁性材料電磁屏蔽材料的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種離子凝膠/磁性材料電磁屏蔽材料的制備方法，將離子液體固定在基材中得到離子凝膠，在離子凝膠中摻入磁性材料得到具有良好電磁屏蔽效果的復(fù)合材料。

進(jìn)一步優(yōu)選為，所述離子凝膠可以由離子液體和聚合物固態(tài)基材通過共混方法制備得到，制備方法包括：原位聚合法、物理凝膠法、溶液澆筑法和離子浸漬法。離子凝膠也可以由離子液體自聚合得到，這種離子凝膠也被成為聚離子液體。