[發明專利]一種阻燃型環氧基電磁屏蔽材料及制備方法

有效

• 申請號: 202110471780.8
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN112940457B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 李建通;柳妍;劉保英;房曉敏;丁濤;徐元清;康興隆
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C08L63/02
• 分類號: C08L63/02;C08K9/10;C08K3/22;C08K3/04;C08K5/544;C08K5/523;H05K9/00
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 王紅培

本發明提供了一種阻燃型環氧基電磁屏蔽材料及制備方法，包括以下重量份的原料：環氧樹脂36?75份，固化劑5?21份，阻燃劑6?18份，電磁屏蔽劑1.5?6.5份，將環氧樹脂和固化劑溶于溶劑中，加入阻燃劑和電磁屏蔽劑后在真空下除去溶劑，模壓成型后固化得到阻燃型環氧基電磁屏蔽材料。本發明制備的阻燃型環氧基電磁屏蔽材料，采用核殼結構Fe₃O₄@C和MWCNT作為電磁屏蔽劑，磷氮系無鹵阻燃劑為高效阻燃劑。球性Fe₃O₄@C和高長徑比MWCNT復合可促進連接網絡形成，不但有利于提升電磁屏蔽效果也有利于形成堅固的隔離炭層，進而實現環氧基復合材料的電磁屏蔽性能及阻燃性能。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種阻燃型環氧基電磁屏蔽材料及制備方法。

背景技術

隨著電子器件小型化、大功率、高集成度發展，電子產品帶來的電磁干擾和電磁輻射等問題愈加嚴重。新型電磁屏蔽材料的研發成為解決電磁污染問題的關鍵技術。其中聚合物基復合材料符合電磁屏蔽材料輕量化、高效化趨勢，在航空航天及交通等領域的應用與日俱增。

而環氧樹脂以其特有的粘結性能、適宜的加工粘度、優異的耐熱和力學性能，在制備防電磁涂料、密封膠粘劑及電子器件防護罩等關鍵電磁屏蔽材料方面具有無可替代性。然而，環氧樹脂易燃、易降解，且在燃燒中釋放有毒有害煙氣，在大飛機、高鐵等特殊的受限空間尤其是人員集中、空間狹長、空調強制通風等特殊環境內使用會帶來極大的火災危險性。目前，雙功能復合材料研究主要集中于導電填料及阻燃劑組合設計。例如，沈佳斌等結合膨脹型阻燃劑（IFR）和碳納米管（CNT）的性能優勢制備聚氨酯（TPU）電磁屏蔽/阻燃雙功能復合材料，發現CNT可輔助IFR促進TPU燃燒成炭；王鑫等借助碳泡沫材料在環氧基體中構筑三維連續隔離結構，增強電磁波吸收損耗同時優化阻燃炭層結構，實現了環氧復合體系的電磁屏蔽/阻燃雙功能化。然而，該雙功能復合材料是由環氧浸滲碳泡沫制得，材料成型受到碳泡沫既有結構和形狀限制，在涂料、膠粘劑、薄膜及特定形狀或結構復雜制品等環氧優勢領域難以應用。另外，以上雙功能復合材料屏蔽電磁波僅依賴電損耗機制，其屏蔽效能有限，后續研究須考慮添加磁性材料引入磁損耗增強電磁屏蔽作用。

因此，通過調控填料分布形態構筑導電導磁隔離網絡，開發高性能環氧基電磁屏蔽材料，同時使其具備低熱、低煙毒釋放的高效阻燃性，研究環氧基復合材料電磁屏蔽/阻燃雙功能化，具有很高的應用價值和推廣前景。

發明內容

本發明提出了一種阻燃型環氧基電磁屏蔽材料及制備方法，采用核殼結構Fe₃O₄@C作為電磁屏蔽劑，Fe₃O₄@C兼具導電導磁功能，高長徑比的多壁碳納米管在其球體周圍分布，易相互搭接形成導電連接結構，同時在環氧燃燒時可作為炭層的支撐結構，結合雙酚A型苯并噁嗪燃燒成炭形成堅固炭層。通過以上三種材料組合，同時實現環氧基復合材料的電磁屏蔽性能及阻燃性能。

實現本發明的技術方案是：

一種阻燃型環氧基電磁屏蔽材料，包括以下重量份的原料：環氧樹脂36-75份，固化劑5-21份，阻燃劑6-18份，電磁屏蔽劑1.5-6.5份。

所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂，環氧值為0.48~0.54 eq/100g，固化劑可采用二氨基二苯甲烷、二氨基苯砜、2-乙基-4-甲基咪唑等，阻燃劑可采用磷酸三苯酯、雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)、苯并噁嗪等無鹵阻燃劑。

所述電磁屏蔽劑是由炭包覆Fe₃O₄微球與多壁碳納米管按質量比為（3-4）：1復配而成。

所述的阻燃型環氧基電磁屏蔽材料的制備方法，將環氧樹脂和固化劑溶于溶劑中，加入阻燃劑和電磁屏蔽劑后在真空下除去溶劑，模壓成型后固化得到阻燃型環氧基電磁屏蔽材料。

具體步驟如下：