[發明專利]一種可用于電磁屏蔽的多層發泡材料的制備方法

有效

• 申請號: 202210253484.5
• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114573858B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 楊晉濤;汪涵宇;王竹;鐘明強;陳楓;范萍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C08J9/12
• 分類號: C08J9/12;C08J5/18;C08L25/06;C08K3/04;B29C44/60;B29C44/34;B29C44/10;H05K9/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 朱思蘭

本發明公開了一種可用于電磁屏蔽的多層發泡材料的制備方法；本發明采用粉末堆疊后一次熱壓成型的簡便方式制備了界面結合力良好的多層片材，然后通過超臨界氣體發泡法制備了可用于電磁屏蔽的多層發泡材料；該材料具有較小的密度以及良好的電磁屏蔽和吸收能力，是總體性能優異的輕質電磁屏蔽復合材料。

技術領域

本發明涉及電磁屏蔽復合材料技術領域，具體涉及一種具有多層泡孔的發泡材料的制備方法。

背景技術

隨著5G等新型電子信息技術的不斷發展和各種電子設備的廣泛應用，由此產生的電磁污染已成為一個不容忽視的問題。電磁污染不僅會干擾電子儀器的正常使用，還會對人體健康產生危害。在此背景下，對高性能電磁屏蔽材料的需求逐漸增加。傳統的屏蔽材料因其成本高，質量重等缺陷在應用中越來越受到限制，且其以反射為主的屏蔽機制會導致二次污染，因此其應用受到很大限制。導電聚合物材料由于其輕質的特點滿足了新興通訊技術和航空航天設備對材料質量的要求，因而逐漸成為了領域內的研究熱點。

導電聚合物的電導率普遍較低，為了實現較高電磁屏蔽能力，需要在聚合物基體內填充大量的導電填料(如碳納米管、石墨烯、炭黑等)來形成足夠的導電網絡。但過多的導電填料會放大材料與空氣之間的阻抗失配現象從而使大量電磁波被反射并造成二次污染。因此如何在低導電填料負載下實現高電磁屏蔽吸收成為了改進導電聚合物的最大問題。構建多界面結構已被充分證明可以提升導電聚合物的電磁波吸收能力。多層導電聚合物中層與層之間的界面可以通過界面衰減的作用提高屏蔽性能，而通過發泡方法引入的泡孔結構同樣構建了多個界面，有利于降低阻抗失配，減少反射。因此，將多層結構與泡孔結構進行有機結合可以充分發揮其協同作用，起到“1+12”的效果。

然而，目前存在的多層發泡材料存在著制備工藝復雜，且層與層之間的粘結性不好等缺陷。如專利CN111660641B公開了一種用于電磁屏蔽的多層泡沫的制備方法，在纖維表面負載導電金屬并與聚合物混合，得導電纖維-聚合物復合材料，再將碳系填料-聚合物復合材料逐層疊加到導電纖維-聚合物復合材料之上，得到多層復合材料，最后通過發泡得到具有多層泡孔結構的聚合物電磁屏蔽復合材料。然而，這種方法不僅制備工藝復雜、耗時，且經過逐層多次熱壓制備出的多層復合材料的界面之間的結合力較差，發泡后界面之間容易出現縫隙和缺陷。

發明內容

為了克服目前多層發泡材料由于制備工藝復雜導致層與層之間結合較差的問題，本發明提出了一種具有多層泡孔的電磁屏蔽復合材料的制備方法，本發明制備的材料具有較小的密度以及良好的電磁屏蔽和吸收能力。

本發明的技術方案如下：

一種多層發泡材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚合物與碳納米填料置于高速混合機中混合，得到碳納米填料-聚合物混合粉末備用；并且準備純的聚合物粉末備用；

所述聚合物選自：聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺、醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚乳酸、聚己內酯、聚乙烯醇、環氧樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、有機硅樹脂、聚芳酯、丙烯酸酯、酚醛樹脂、聚醚醚酮、聚砜、聚苯硫醚、聚酰亞胺中的至少一種，優選聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚四氟乙烯；

所述碳納米填料選自：碳納米管、石墨烯、炭黑中的至少一種，優選碳納米管；

所述碳納米填料-聚合物混合粉末中碳納米填料的質量分數為3～18％，優選6～9％；

所述高速混合機的轉速為18000～30000r/min，混合時間為5～10min；

(2)將步驟(1)準備好的碳納米填料-聚合物混合粉末、純的聚合物粉末在模具中堆疊成多層，使用平板硫化機熱壓成型，得到具有多層結構的片材；