[发明专利]一种三明治结构聚合物基电磁屏蔽复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁屏蔽功能材料，具体地说，涉及一种三明治结构聚合物基电磁屏蔽复合材料，以及一种通过悬浮液一次流延法结合施加磁场来实施的具有三明治分布结构的电磁屏蔽材料的制备方法。

背景技术

随着现代科学技术与电子工业的飞速发展，电子电器和无线电通讯得以普遍使用，电磁辐射已成为继水污染、噪声污染、大气污染、固体废弃物污染之后的又一大公害。电磁波不仅干扰着通讯，还极大的危害人类健康。另外，电磁波还被用于窃取机密，破坏军事设备。目前研究高性能电磁屏蔽材料以消除电磁波的种种干扰问题已成为当今世界的重大课题。金属是最普遍的电磁屏蔽材料，但其聚有易腐蚀、高密度、不易加工以及价格昂贵的缺点。聚合物基电磁屏蔽材料具有轻质、易加工、抗腐蚀性以及优异的电磁屏蔽性能等优点是近年来研究的热点，同时碳系填料具有的高强度、高模量、耐腐蚀等多种优良性能，特别是经过表面改性的碳系填料更是拥有较好的屏蔽效果。为防止电磁屏蔽材料对电磁波反射而形成二次污染，越来越多的研究趋向于吸收电磁波的电磁屏蔽材料。

CN105037759A公开了一种具有电磁屏蔽功能的聚酰亚胺复合薄膜及制备方法，通过原位聚合法制得聚酰胺酸和四针状氧化锌等纳米填料的复合溶液，再用热亚胺化后脱水环化制得具有电磁屏蔽功能的聚酰亚胺复合薄膜，其制备过程工艺复杂，原料较贵，制备过程中有阶梯升温，周期长，效率低，与本发明存在明显不同。

CN104419107A公开了一种基于碳纤维和石墨烯的聚合物基电磁屏蔽材料及其制备方法，该方法需要对碳纤维进行酸化处理，而后再与石墨烯进行超声混合，最后再加入聚合物溶液搅拌、干燥，得到混合物粉末再与其他助剂混合用双螺杆挤压机挤出造粒得电磁屏蔽材料。这种方法实验周期长，工艺复杂，并且所得电磁屏蔽材料没有采用多层次分布结构，与本发明存在明显不同。

CN103160053A公开了一种聚丙烯腈电磁屏蔽纳米复合材料的制备方法，制备硝酸银、碳纳米管、分散剂以及聚丙烯腈的二甲基甲酰胺共混液，然后流延、干燥，薄膜成型的同时硝酸银分解成为纳米银粒子，分散在复合体系中，制得具有电磁屏蔽功能的纳米银/碳纳米管/聚丙烯腈薄膜材料，虽工艺简单，但没有采用多层次分布结构，与本发明存在明显不同。

CN103722832A公开了一种绝缘聚合物基电磁屏蔽材料及其制备方法，采用多次溶液流延构筑多层结构并具有优异的绝缘性和电磁屏蔽等性能，但用到多次流延方法，过程繁复，且没有施加磁场，与本发明存在明显不同。

CN103725000A公开了一种耐高温聚合物基电磁屏蔽梯度功能材料，采用两次溶液流延的方法，使填料含量沿材料厚度方向呈梯度变化，其中填料为碳系导电填料和金属导电填料，所制材料具有优异的耐高温性和电磁屏蔽等性能，也没有用到磁场控制填料的分布，从材料结构到制备方法都与本发明存在明显不同。

本发明中所提供的三明治结构聚合物基电磁屏蔽复合材料，其特征在于在制备时采用悬浮液流延成型，流延后，在流延膜下方施加磁场，使得具有磁性的镀镍碳系导电填料B受磁场作用主要分布于流延膜底部，没有磁性的碳系导电填料A主要分布于流延膜的上部，中间为聚合物基料和浓度较低的导电填料A和B共同组成的过渡层，从而使成型后的复合材料构成三明治分布层次结构。所述的三明治结构聚合物基电磁屏蔽复合材料，其特征在于在制备时采用所述悬浮液流延法为一次流延，相比于多次流延显著提高了工作效率，同时避免了多次流延所产生的界面问题，且明显缩短了实验周期，所制得的三明治结构聚合物基电磁屏蔽复合材料具有优异的电磁屏蔽性能，同时工艺简单、成本低廉、适合产业化生产。

发明内容

本发明的目的是为了克服宏观均质分布电磁屏蔽材料屏蔽效能低、提高屏蔽效能需要高填料含量影响材料力学性能的缺点和多次流延制备多层材料的制备过程繁复问题，并同时提供较高的电磁屏蔽性能，从而提供了一种具有较高电磁屏蔽性能的三明治结构聚合物基电磁屏蔽复合材料及其工业化制备方法。