[發明專利]基于有序納米結構增強聚乙烯的電磁屏蔽材料及制備工藝

有效

• 申請號: 202011080867.4
• 申請日: 2020-10-11
• 公開（公告）號: CN112175268B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 高明;孟立群
• 申請（專利權）人: 金華環亞包裝有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K13/06;C08K9/04;C08K9/02;C08K9/00;C08K3/04;H05K9/00
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本發明涉及一種電磁屏蔽材料，公開了一種基于有序納米結構增強聚乙烯的電磁屏蔽材料及其制備工藝，其具體包括以下步驟：步驟(1)、磁性顆粒在碳納米管與石墨烯表面的組裝；步驟(2)、組裝磁性顆粒的碳納米管與石墨烯在聚乙烯中的有序化結構構筑。本發明充分利用了碳納米管與石墨烯的導電性以及磁性材料的磁性，碳納米管與石墨烯構筑的有序納米結構，形成了導電、導磁回路，最終達到提高材料電磁屏蔽效能的目的。

技術領域

本發明涉及一種電磁屏蔽材料，尤其涉及了一種基于有序納米結構增強聚乙烯的電磁屏蔽材料及制備工藝。

背景技術

納米材料有序結構構筑是通過物理、化學以及外加場能或自組裝技術手段，改變納米材料的物理、化學性質以及形貌特征等特性，使納米材料在某個方向上進行有序的結構轉變或構筑，在特定方向上形成有序結構，從而改變材料原有屬性或實現材料某種特定功能的納米材料加工技術。

隨著大功率信息裝備的廣泛運用，特別是高功率微波、超寬帶電磁脈沖等武器的應用，戰場電磁環境越來越復雜、惡劣，這導致武器裝備高效電磁防護需求也越來越迫切。另外，隨著現代高新技術的發展，電磁波引起的電磁干擾與電磁兼容問題也日益嚴重，電磁波污染是繼噪音污染、空氣污染、水污染之后的人類健康第四大公害。探索高效的電磁屏蔽材料，防止電磁波輻射污染以保護環境和人體健康，防止電磁波泄漏以保障信息安全，已經成為當前國際上迫切需要解決的問題。

現有技術中碳納米管(CNT)分為單層和多層碳納米管，該類材料具有良好的導電性。周坤豪等綜述了CNT填充聚合物的電磁屏蔽效能，指出碳納米管填充量、其長徑比及管徑、屏蔽體厚度、復合材料加工方式等都對復合材料的電磁屏蔽效能產生影響。隨著碳材料的發展，高性能的石墨烯(GP)材料也越來越得到人們的關注。GP塊體和泡沫復合材料的加工主要依賴于聚合物基體成形，其材料性能改善的重點是通過控制GP的還原程度及其在復合物中的分布和取向，從而優化復合材料的電磁屏蔽性能。另外，GP紙、GP-CNT纖維網絡、GP氣凝膠體系等新型材料具有更加優異的導電性、耐高溫和耐腐蝕性，全碳電磁屏蔽材料將會成為未來輕質電磁屏蔽材料發展的重要方向之一。基于CNT和GP的理論計算和相關測試，人們有理由相信CNT和GP在電磁屏蔽應用領域具有良好的前景。

發明內容

本發明針對現有技術中電磁屏蔽材料存在的問題，提供了一種基于有序納米結構增強聚乙烯的電磁屏蔽材料及制備工藝。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：

基于有序納米結構增強聚乙烯的電磁屏蔽材料的制備工藝，其具體包括以下步驟：

步驟(1)、磁性顆粒在碳納米管與石墨烯表面的組裝；

步驟(2)、組裝磁性顆粒的碳納米管與石墨烯在聚乙烯中的有序化結構構筑。

作為優選，步驟一中，具體包括以下步驟：

步驟(11)、將碳納米管在酸性弱氧化性溶液中進行超聲處理，然后將處理后的碳納米管清洗，得到處理后的碳納米管；

步驟(12)、將鐵離子置于硼氫化鈉溶液或者水合肼溶液中進行還原，然后加入石墨烯以及步驟(11)中處理后的碳納米管；

步驟(13)、采用油酸或者油酰胺作為表面活性劑，使得步驟(12)中還原所形成的金屬鐵顆粒組裝在碳納米管與石墨烯的表面；

作為優選，步驟(2)中，具體為：將步驟(1)中組裝磁性顆粒的碳納米管與石墨烯采用偶聯劑處理后間隔有序的分批次加入聚乙烯中，混合均勻后在造粒擠出機中進行加工，在造粒擠出機的模口處設置交變磁場，在磁場的作用下組裝磁性納米顆粒的碳納米管與石墨烯將沿磁力線方向進行有序轉動，形成首尾相接的連續結構，實現組裝磁性顆粒的碳納米管與石墨烯在聚乙烯中的有序化結構構筑。

作為優選，步驟一中的超聲處理具體為在50-70℃溫度下處理30-60min。