[發(fā)明專利]一種新型電磁屏蔽材料的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011432951.8
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112318961A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 惠林海;王惠軍;李華;張璐;鄧桃益;王洪茹;馬偉超;王少明;魏化震
• 申請（專利權(quán)）人: 山東非金屬材料研究所
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B15/02;B32B15/095;B32B15/082;B32B27/40;B32B27/30;B32B37/06;B32B37/10;B32B38/10
• 代理公司: 濟南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 李桂存

本發(fā)明公開了一種新型電磁屏蔽材料的制備方法，屬于復(fù)合材料制備領(lǐng)域。本發(fā)明方法通過多層熱壓法，將由平行排列的長纖維狀導(dǎo)電材料與高溫下具有粘接性能的熱塑性聚合物復(fù)合，制備了一種低成本、低密度、高電磁屏蔽性能的長纖維狀導(dǎo)電材料/聚合物基電磁屏蔽材料，該方法制備工藝簡單，可大規(guī)模生產(chǎn)，應(yīng)用于由碳纖維/熱固性樹脂復(fù)合材料回收得到的再生碳纖維領(lǐng)域，可以實現(xiàn)回收碳纖維的高值再利用，有利于減輕碳纖維樹脂基復(fù)合材料廢棄物的環(huán)保壓力。該方法制備的電磁屏蔽材料，相比于目前的短切纖維制備的電磁屏蔽材料，電磁屏蔽效能更高，可在通訊、電子、軍工、安防、汽車行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種新型電磁屏蔽材料的制備方法。

背景技術(shù)

電磁屏蔽材料，是利用屏蔽材料阻隔或衰減被屏蔽區(qū)域與外界的電磁能量傳播的一種材料。電磁屏蔽材料可以利用屏蔽體對電磁能流的反射、吸收和引導(dǎo)作用，其與屏蔽結(jié)構(gòu)表面和屏蔽體內(nèi)部感生的電荷、電流與極化現(xiàn)象相關(guān)。

碳纖維主要由碳元素（90%以上）組成的特種纖維材料，具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐腐蝕及高強度高模量等特性。碳纖維作為增強纖維與樹脂基體復(fù)合而成的碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料具有質(zhì)輕、強度高等優(yōu)異性能，在汽車、航空、航天、風(fēng)電等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。然而，隨著碳纖維樹脂基復(fù)合材料的大量應(yīng)用，其廢棄物總量也將急劇增加。如何將廢棄碳纖維復(fù)合材料再生利用，成為產(chǎn)業(yè)界和社會面臨的新問題。

目前回收得到的再生碳纖維通常需要經(jīng)過切割過程，以短切碳纖維的形式主要用作煉鐵的還原劑、公路鋪設(shè)的原材料等，無法有效的實現(xiàn)回收碳纖維的高值利用。

目前國內(nèi)外的電磁屏蔽材料多由金屬材料制成，材料的密度較高，并且金屬材料隨著時間的延長，其電磁屏蔽效應(yīng)將逐漸衰減。由導(dǎo)電填料為原料、聚合物為基體制備的聚合物基電磁屏蔽材料具有密度低、電磁屏蔽效應(yīng)較穩(wěn)定、力學(xué)性能優(yōu)異、易加工成型等優(yōu)點，受到研究人員的廣泛關(guān)注。目前，聚合物基電磁屏蔽材料常利用熔融共混或溶液共混等方法將導(dǎo)電填料填充到聚合物基體中制備而成。然而，該方法往往需要填充大量的導(dǎo)電填料才能滿足復(fù)合材料電磁屏蔽性能的要求，這將增加材料的加工難度、降低材料的力學(xué)性能，同時也提高了材料的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新型電磁屏蔽材料的制備方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明通過多層熱壓法，將取向長纖維狀導(dǎo)電材料與高溫下具有粘接性的熱塑性聚合物復(fù)合，利用熱塑性聚合物在高溫條件下的粘結(jié)性能，將熱塑性聚合物與取向排列的長纖維狀導(dǎo)電材料粘結(jié)為一體，制備的長纖維狀導(dǎo)電材料/高溫下具有粘接性的熱塑性聚合物電磁屏蔽材料，具有密度低、電磁屏蔽性能優(yōu)異等優(yōu)點。

本發(fā)明涉及的一種新型電磁屏蔽材料的制備方法，步驟如下：

1）將干燥、高溫下具有粘接性能的熱塑性聚合物顆粒在不低于其熔融溫度下預(yù)熱熔融；然后在不低于其熔融溫度和10~12MPa的壓力條件下熱壓，再在室溫和10~12MPa的壓力條件下冷壓，制得熱塑性聚合物薄膜；

2）裁剪合適尺寸和數(shù)量的熱塑性聚合物薄膜和保護膜，稱取合適質(zhì)量的長度不小于9cm、直徑不大于10μm的長纖維狀導(dǎo)電材料；所述保護膜可以耐受熱塑性聚合物顆粒的加工溫度且在加工溫度下不與熱塑性聚合物薄膜粘結(jié)；

3）將長纖維狀導(dǎo)電材料、保護膜和熱塑性聚合物薄膜制備成預(yù)制體，其中，長纖維狀導(dǎo)電材料位于保護膜和熱塑性聚合物薄膜之間；

4）將預(yù)制體在不低于其熔融溫度和10~12MPa的壓力條件下熱壓，再在室溫和10~12MPa的壓力條件下冷壓，除去保護膜，最終制得長纖維狀導(dǎo)電材料含量不少于14wt%的長纖維狀導(dǎo)電材料/熱塑性聚合物電磁屏蔽材。