[發明專利]一種吸收損耗型梯度結構復合電磁屏蔽材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110421683.8
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113121982B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 陸偉;陳永鋒;嵇冬季
• 申請（專利權）人: 浙江優可麗新材料有限公司
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08K3/22;C08K3/04;H05K9/00
• 代理公司: 安徽華井道知識產權代理有限公司 34195
• 代理人: 陳玉

本發明公開了一種吸收損耗型梯度結構復合電磁屏蔽材料及其制備方法，復合電磁屏蔽材料由水性聚氨酯、四氧化三鐵、還原氧化石墨烯組成，其梯度結構成分配比：自上而下第一層中的水性聚氨酯占比95wt%~100wt%，第二層中的水性聚氨酯占比88wt%~92wt%，第三層中的水性聚氨酯占比80wt%~85wt%；每層其余量為四氧化三鐵@還原氧化石墨烯磁性納米材料，其中四氧化三鐵含量占比95wt%，還原氧化石墨烯含量占比5wt%，通過澆鑄法，逐層自下而上澆鑄三號分散液、二號分散液、一號分散液，每層厚度為1mm，最終通過干燥獲得梯度結構的復合電磁屏蔽材料，本發明的復合電磁屏蔽材料以吸收損耗為主避免引起嚴重的二次電磁污染，從根本上解決電磁輻射或干擾帶來的危害。

技術領域

本發明屬于電磁屏蔽材料領域，具體涉及一種吸收損耗型梯度結構復合電磁屏蔽材料及其制備方法。

背景技術

隨著電子、電器以及各種通訊技術的飛速發展和廣泛應用，電磁波在人類社會中扮演著越來越重要的角色。但日益凸顯的電磁輻射及電磁干擾卻產生了極大的負面影響，不僅嚴重干擾精密儀器設備的穩定工作，而且危害人類身體健康。電磁污染已經成為繼大氣污染、水污染、噪音污染后的第四大公害。目前，采取電磁屏蔽措施，盡量減少電磁波對保護目標的干擾、輻射，被認為是控制電磁污染有效的方法之一，因此研發高性能的電磁屏蔽材料顯得尤為重要。

在電磁屏蔽中，反射和吸收是阻隔電磁輻射的主要途徑。對于電磁輻射的反射，材料必須具有可移動的電荷載體，而對電磁輻射的吸收主要取決于輻射中電和磁偶極子與電磁場的相互作用。因此，屏蔽材料需要具有一定的導電性，同時要形成良好的導電路徑。金屬材料由于自身具有移動電子表現出較高的電導率，常用于電磁屏蔽。相比于金屬屏蔽材料，導電聚合物復合材料表現出了密度小、成本低、加工成型性好、耐腐蝕以及導電性能可調等優勢，從而成為近年來被廣泛研究的電磁屏蔽材料。這些復合材料在電子、航空航天、飛機、可穿戴設備和汽車等電磁干擾屏蔽領域具有廣闊的應用前景。

然而，無論是金屬屏蔽材料還是備受關注的導電聚合物復合材料，其有效的電磁屏蔽性能都是基于對電磁波的反射，反射效率通常高于90%。也就是說在屏蔽過程中反射回去的電磁波仍然具有初始入射電磁波90%及以上的能量。顯然，這種以反射為主的電磁屏蔽材料會引起嚴重的二次電磁污染并造成電磁環境的復雜化，也不能從根本上解決電磁輻射或干擾帶來的危害。因此，隨著5G時代的到來以及電子設備的小型化、集成化，開發具有低反射特征甚至以電磁波吸收損耗為主的電磁屏蔽材料已成為目前電磁防護領域的迫切需求。

綜上所述，本發明將開發制備一種以電磁波吸收損耗為主的吸收損耗型層狀梯度結構聚氨酯基復合電磁屏蔽材料。

發明內容

為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種吸收損耗型梯度結構復合電磁屏蔽材料及其制備方法。

本發明所采用的技術方案為一種吸收損耗型梯度結構復合電磁屏蔽材料，所述復合電磁屏蔽材料由水性聚氨酯、四氧化三鐵、還原氧化石墨烯組成，其梯度結構成分配比：自上而下第一層中的水性聚氨酯占比95wt%~100wt% ，第二層中的水性聚氨酯占比88wt%~92wt%，第三層中的水性聚氨酯占比80wt%~85wt%；每層其余量為四氧化三鐵@還原氧化石墨烯磁性納米材料，其中四氧化三鐵含量占比95wt%，還原氧化石墨烯含量占比5wt%。

本發明同時提供一種吸收損耗型梯度結構復合電磁屏蔽材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）將四氧化三鐵@還原氧化石墨烯磁性納米材料依次與自上而下每層中的水性聚氨酯進行溶液共混，制備一號分散液、二號分散液和三號分散液；

（2）通過澆鑄法，逐層自下而上澆鑄三號分散液、二號分散液、一號分散液，每層厚度為1mm，最終通過干燥獲得梯度結構的復合電磁屏蔽材料。

進一步地，所述步驟（1）中的四氧化三鐵@還原氧化石墨烯磁性納米材料通過四氧化三鐵和還原氧化石墨烯共沉淀法制備。