[發明專利]一種具有電磁屏蔽功能的碳纖維增強復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110287262.0
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113004552A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 葛海濤;王娣;張麗平;劉燕;韓鴻鵠;趙菲;朱璇
• 申請（專利權）人: 連云港鷹游紡機集團有限公司
• 主分類號: C08J5/06
• 分類號: C08J5/06;C08L71/10;C08K9/02;C08K9/06;C08K7/06
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所 32255
• 代理人: 王彥明

本發明公開了一種具有電磁屏蔽功能的碳纖維增強復合材料及其制備方法，該碳纖維增強復合材料包括改性連續碳纖維、熱塑性預浸料、抗氧劑、潤滑劑和增韌劑；制備方法包括如下步驟：1）將熱塑性樹脂、抗氧劑、潤滑劑、增韌劑在高速混合機中進行混合得到混合物；2）將步驟（1）所得混合物加入雙螺桿擠出機充分熔融混合，熔體由雙螺桿擠出機導入浸漬槽；多股連續碳纖維通過長纖維入口通道成股進入改性槽，連續碳纖維改性后進入浸漬槽，纖維在浸漬槽中被樹脂熔體充分浸漬，并經過熱處理消除內應力；3）經牽引機引出，得到碳纖維增強復合材料。本發明復合材料可在填料添加量較少的情況下滿足高電磁屏蔽性能要求，具有明顯的進步。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，尤其涉及一種具有電磁屏蔽功能的碳纖維增強復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著電子設備的數字化、高頻化發展趨勢，環境中干擾信號的能量密度逐漸增大，生存環境發生前所未有的惡化，嚴重影響社會進程與人類生存和生態環境的協調與可持續發展。另一方面隨著高分子材料的快速發展以及塑料成型技術的不斷完善，工程塑料以其質輕、價廉等優點大量代替了金屬應用于電子和通信設備，但工程塑料對電磁波幾乎是“透明的”，不具備電磁波的屏蔽功能。如果我國的電子產品不采取電磁屏蔽措施，取得 EMI/FRI 合格證，將嚴重影響其進入國際市場，進而影響國民經濟的可持續發展。因此，我國迫切需要進行自主研究和開發電磁波屏蔽材料，并盡快形成電磁屏蔽材料產業。重視和加強電磁屏蔽材料的應用基礎研究，是關乎國民經濟及其可持續發展的重要課題。

另外在軍品方面，許多場合需要屏蔽電子信號，起到保護的作用，也需要電磁屏蔽，單純的環氧碳纖維復合材料還無法達到完全屏蔽的效果，因此需要對碳纖維復合材料進行屏蔽。

現有填充型電磁屏蔽材料大多采用金屬顆粒或纖維作為填料，導致屏蔽材料的密度較大，不符合屏蔽材料質輕、價廉的發展趨勢。同時，也有以石墨、炭黑、碳納米管等低密度材料作為導電填料的相關研究，但是與金屬填料相比，存在導電性不足，較難滿足高屏蔽性能要求的問題。因此，尋求可行、可靠的改性技術和理論指導，改善和提高電磁屏蔽材料中起主導作用的填料的綜合性能顯得尤其重要。

發明內容

本發明的目的在于克服傳統技術中存在的上述問題，提供一種具有電磁屏蔽功能的碳纖維增強復合材料及其制備方法，可在填料添加量較少的情況下滿足高電磁屏蔽性能要求。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明是通過以下技術方案實現：

一種具有電磁屏蔽功能的碳纖維增強復合材料，由包括以下重量份的組分制成：

改性連續碳纖維 20-30份；

熱塑性預浸料 60-90份；

抗氧劑 0.3-0.7份；

潤滑劑 0.2-0.5份；

增韌劑 1-2份。

進一步地，如上所述具有電磁屏蔽功能的碳纖維增強復合材料中，所述改性連續碳纖維的碳纖維表面先經改性預處理，再經金屬化改性處理。

進一步地，如上所述具有電磁屏蔽功能的碳纖維增強復合材料中，所述改性預處理是對碳纖維進行氧化處理后，再對其浸漬硅烷偶聯劑涂層液，使其表面形成涂層。

進一步地，如上所述具有電磁屏蔽功能的碳纖維增強復合材料中，所述氧化處理為硝酸氧化處理。

進一步地，如上所述具有電磁屏蔽功能的碳纖維增強復合材料中，所述金屬化改性處理是通過電鍍在碳纖維表面沉積金屬鎳層。

進一步地，如上所述具有電磁屏蔽功能的碳纖維增強復合材料中，所述熱塑性預浸料為PEKK熱塑性預浸料。

進一步地，如上所述具有電磁屏蔽功能的碳纖維增強復合材料中，所述抗氧劑選自抗氧劑168、抗氧劑264、抗氧劑300、抗氧劑1010中的至少一種。