[發明專利]一種電磁屏蔽PA6/PS復合泡沫材料的制備方法

有效

• 申請號: 202110302489.8
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112940497B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 吳波震;朱凱琦
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L25/06;C08K3/04;C08J9/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;朱思蘭

本發明提供了一種電磁屏蔽PA6/PS復合泡沫材料的制備方法：將功能化碳納米管分散在熔融己內酰胺單體中，得到己內酰胺/功能化碳納米管懸浮液；在120～140℃下，將石墨烯和聚苯乙烯加入所得己內酰胺/功能化碳納米管懸浮液中，保溫攪拌2～4h，之后于130～160℃下真空除水，加入引發劑氫氧化鈉、活化劑甲苯二異氰酸酯，得到聚合反應體系，在150～200℃下聚合20～60min，得到復合材料；將所得復合材料進行超臨界CO₂發泡處理，得到所述電磁屏蔽PA6/PS復合泡沫材料；該方法制備的電磁屏蔽PA6/PS復合泡沫材料能夠滿足低反射、高吸收及高電磁屏蔽效能的要求。

技術領域

本發明屬于電磁屏蔽技術領域，具體涉及一種電磁屏蔽PA6/PS復合泡沫材料的制備方法。

背景技術

隨著現代高新技術的發展及第五代移動通信網絡(5G)時代的到來，我們的生活、工作會變得更快速、便捷，但電磁波帶來的越加嚴重的電磁干擾(EMI)問題也將是我們尤其需要解決的。高導電的金屬作為電磁屏蔽材料具有很大的優勢，但是它價格昂貴、質量大、不耐腐蝕且對電磁波的反射率極大等固有缺點限制了它的實際應用。金屬材料之外的碳材料導電性也很優異，且種類繁多，如石墨、碳納米管、石墨烯等納米碳材料，以及天然植物碳化得到的碳材料等均能應用于電磁屏蔽領域，但其強度很難達到實際應用要求，因此極大的限制了其在電磁屏蔽領域的應用。因此，設計一種新的方案制備出具有低反射、高吸收且質量輕的電磁屏蔽材料具有重要意義。

目前已有相關技術公開了制備PA6(聚酰胺-6)、PS(聚苯乙烯)電磁屏蔽材料的方法。專利申請號201611242257.3和201721000670.9分別報道了利用碳纖維、超細鎳粉和PA6熔融共混制得PA6的電磁屏蔽材料以及制備了一種多層的PS片材作為電磁屏蔽材料，其中專利一將導電和吸波填料同時添加到一個體系中滿足目前市場傾向于吸收主導電磁屏蔽材料的需求，但是碳纖維、超細鎳粉添加量較大，且碳纖維和超細鎳粉都需要預先處理才能使用，專利二利用多層結構對電磁波進行吸收反射再吸收的作用，多層結構包括PS片材層、由碳纖維構成的屏蔽層和絕緣層，但是層間結合力較差形成的空隙會影響其對電磁波的反射和吸收作用，最終影響其電磁屏蔽效能，而且兩項專利的制備工藝均較為繁瑣，而本發明原料購得不需要預處理，且一步法制得具有較高電磁屏蔽效能的材料。

PA6、PS強度高，相較于金屬材料具有價廉、質輕、耐腐蝕和易成型加工等優點，而碳納米管、石墨烯具有優異的導電性能和極大的比表面積，同時，本設計方案制備得到的具有“相反轉”形貌的PA6/PS復合材料中分散相是PA6微球，而連續相PS則是利用超臨界CO₂發泡技術形成PS泡沫，微球和泡孔的存在均有利于材料對電磁波的吸收，從而增強材料的電磁屏蔽效能。因此本發明提出的方案得到的復合材料密度低且具有極高的電磁屏蔽效能，在電磁屏蔽領域具有廣泛的應用價值。

發明內容

本發明目的在于提供一種電磁屏蔽PA6/PS復合泡沫材料的制備方法，該方法制備的電磁屏蔽PA6/PS復合泡沫材料能夠滿足低反射、高吸收及高電磁屏蔽效能的要求。

本發明技術方案中，提供了一種通過反應誘導相分離法制備PA6微球的方法；提供了一種高電磁屏蔽效能的PA6/功能化碳納米管/PS/石墨烯復合泡沫材料的制備方法，可以通過改變配方來調控微球和泡孔的尺寸，并通過功能化碳納米管、石墨烯的添加以及結合超臨界CO₂發泡技術來實現。

本發明的技術方案如下：

一種電磁屏蔽PA6/PS復合泡沫材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將功能化碳納米管(FCNT)分散在熔融己內酰胺單體(CL)中，得到己內酰胺/功能化碳納米管(CL/FCNT)懸浮液；

所述功能化碳納米管包括但不限于羥基化碳納米管(CNTs-OH)、羧基化碳納米管(CNTs-COOH)等；