[发明专利]一种屏蔽宽频电磁波的聚乙烯复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯树脂薄膜，进一步地说，是涉及能屏蔽宽频电磁波的聚乙烯薄膜及其制备方法。

背景技术：

在电子、电气、通讯及信息产业高速发展的社会，电磁波干扰、电磁波信息泄密及电磁波环境污染等已经成为日益严重的社会问题。电磁波是一种电磁能量的传递过程，是一种横波，其传播形式与光相类似。根据schelkunoff电磁屏蔽理论，电磁波能量的屏蔽衰减有反射损耗、吸收损耗和内部反射损耗三种形式，在通常情况下，主要受到反射损耗和吸收损耗的影响。电磁防护材料就是利用对电磁波的反射和吸收来达到屏蔽电磁波的效果。导电性材料的波阻抗和空气介质的波阻抗相差较大，主要通过反射损耗来屏蔽电磁波，而磁性材料主要通过对电磁波的吸收损耗来屏蔽。两种屏蔽方法复合使用，可以互相弥补屏蔽缺陷，显著提高包装材料的电磁屏蔽性能。

电磁波防护材料种类较多，主要有填充型复合材料和表面涂覆(涂料和电镀)材料两大类。填充型复合材料具有防护性能稳定、成本低、加工工艺简便，适合大批量生产等优点，但其受制备工艺的影响，当添加量过大时，基体和添加剂间的相容性差，影响材料的力学性能，这种现象在薄膜材料中最为普遍；表面涂覆材料的屏蔽效果好，应用范围广，但其表层涂覆材料易氧化、脱落，从而造成屏蔽效果不稳定。因此需要研发一种具有表面镀层的填充型复合膜，表面镀层可反射较高频的电磁波，而填充型的膜中可添加磁性添加剂，使其能吸收未能被镀层反射掉的低频电磁波，从而拓宽薄膜的电磁屏蔽范围。

聚乙烯塑料是目前最常用的包装材料，它是世界五大通用塑料之一，具有质轻、无毒，加工成型方便，价格低廉，耐化学腐蚀等优点，尤其是其柔韧性和流延性好，较适宜吹膜，被广泛应用在电器、化工、军事，食品包装等领域。但聚乙烯电绝缘性好，本身不具备屏蔽电磁波的功能，无法直接进行防电磁包装，需要对其进行一定的电磁改性。

在填充型电磁屏蔽聚乙烯复合材料方面，目前国内外主要使用的添加剂有纳米碳黑、纳米碳管、导电性的金属纤维和金属粉、导电玻璃微珠等。如日本日立化成工业公司用黄铜纤维填充AAS基体制得的材料在100-1000MHz时的屏蔽效能在30dB以上；北京化工大学高分子材料共混改性研究室研制的碳纤维/PVC糊复合材料对1000MHz的电磁波屏蔽效果为35dB。

不锈钢纤维是较常用于防电磁领域的材料，但其质地柔软，纤维和有机树脂的相容性很差，不易添加到树脂基体中，因此，一般的添加量均不大，最大在8％左右。北京理工大学爆炸科学与技术实验室研制的LDPE/不锈钢纤维电磁屏蔽材料的屏蔽效能为22dB，不锈钢纤维的最大添加量为10％左右，在最大添加量时，材料的力学拉伸性能为9MPa，断裂伸长率为50％。即不锈钢纤维的加入对力学性能影响很大。从而对软包装材料的力学性能、电磁和导电性能均有决定性影响。

常用的镀层材料为导电性好，不易氧化的金属材料，主要有铝粉、镍粉、铜粉等。其中铝粉具有导电性好，不易氧化，镀膜温度低等优点，是镀膜中常用的材料。航天材料及工艺研究所的汪荣华等比较了不同镀层的屏蔽效果，其中1.3μm的真空镀铝层在30-1000MHz的屏蔽效能达到30dB。

发明内容：

本发明针对聚乙烯无法屏蔽电磁波的缺点，采用磁性的电磁波屏蔽添加剂添加到聚乙烯树脂中，制成基体膜，使其吸收低频段的电磁波；并在基体膜表面镀一层金属层，使其能反射较高频段的电磁波。从而通过采用镀膜和填充型屏蔽膜相结合的方法，在填充型聚乙烯屏蔽膜外面镀一层金属层，使其即能屏蔽高低频段的宽频段电磁波，从而又具有包装阻隔、抗静电功能。

本发明的目的是提供一种屏蔽宽频电磁波的聚乙烯复合膜，其可主要应用于军品与电子产品的电磁防护内包装材料领域。本发明的另一个目的是提供所述屏蔽宽频电磁波的聚乙烯复合膜的制备方法。

本发明所述的屏蔽宽频电磁波的聚乙烯复合膜，包括基体膜和基体膜表面镀层，其中基体膜为含有电磁波屏蔽添加剂的聚乙烯树脂膜。以所述聚乙烯树脂100重量份数计，电磁波屏蔽含剂为10～100重量份数，优选为30～70重量份数。所述电磁波屏蔽添加剂主要为两种，一种为金属类导电纤维和金属导电粉的混合物，另一种为金属类导电纤维和碳素类纤维的混合物。其中基体膜表面镀层为金属镀层，优选为铝镀层或镍镀层。镀层平均厚度为1～20μm。镀层厚度优选为5～20μm，更优选为10～20μm。

本发明所述的聚乙烯复合膜，其中所述的聚乙烯树脂为现有技术种通常可用于吹膜成型制备膜制品的聚乙烯树脂。