[发明专利]一种轻质电磁屏蔽材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽材料制造领域，具体涉及一种轻质电磁屏蔽材料的制备方法。

背景技术

随着科学技术的进步，电子电工技术的飞速发展，工业上电子通讯设备的应用迅猛扩张、日常生活中随处可见越来越多的电子通讯产品。然而，这些电子设备在给人们的生活带来便利的同时，都存在一定的电磁辐射，危害人类的健康、干扰其他设备的正常工作。为了减少电磁辐射对人类身体健康的危害、保证电子通讯设备的正常运作，人们对电磁屏蔽材料的要求越来越高、需求越来越大。

目前，市场上主要采用金属材料、导电塑料材料以及塑料表面镀金属层等方法达到电磁屏蔽的效果。然而，金属材料，大多较重，不耐腐蚀，加工困难、价格也较昂贵；采用金属镀层加工工艺繁琐、并容易带来一系列的环境污染问题，同时在使用过程中镀层容易脱落，影响电磁屏蔽效果。在此背景下，具有电磁屏蔽效果的导电塑料由于质轻、成型加工方便，以及产品稳定等优点，得以飞速发展，备广泛使用。

高新型的材料如石墨和纳米碳纤维，经过试验已经证明其导电防辐射能力极佳，不受外在干扰，达到了防辐射防静电的效果，但是现有的技术中，直接将石墨分散到织物纤维中，石墨的分散性不好，容易聚集，所以性能欠佳，另外单纯的纳米碳纤维纺丝成型效果差，均有待改进。

发明内容

本发明提供一种轻质电磁屏蔽材料的制备方法，本发明采用在轻质电磁屏蔽材料中添加纳米碳导电纤维材料，所述纳米碳导电纤维材料具有处理后的分散性好的石墨和处理后的纳米碳纤维，具有良好的电磁屏蔽性能，能够容易与其他材料复合在一起，有相对加强的物理性质；本发明同时通过分步加入纳米碳导电纤维材料的方式降低加工过程中对纳米碳导电纤维材料的剪切作用，使得纳米碳导电纤维材料更完整，有助于提高材料的导电性和降低材料的密度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种轻质电磁屏蔽材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备纳米碳导电纤维材料粉体

石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入氟化钠，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在600-650℃加热，加热时间控制在10-15min，将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上；

纳米碳纤维预处理，将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化，经超声剧烈搅拌之后，得到羧基化的纳米碳纤维，加入表面处理剂，在150-200℃加热处理10-15min，加入银，在氮气和氦气的混合气体保护下在400-450℃加热30-45min，将银均匀分散在纳米碳纤维内；

将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内，用150-250份异丙醇溶解，再加入分散剂、聚苯硫醚、PPS树脂，用强力混合器共混，然后再用超声波分散仪进行超声分散，超声频率为25-30kHz，时间为1-2h，形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液；

将得到的纳米碳导电纤维材料溶液与化学共混物进行化学共混，所述化学共混物为聚氯乙烯，所述化学共混物的质量分数占原溶液的25-30％，用静电纺丝法制备出纳米碳导电纤维材料，球磨粉碎得到纳米碳导电纤维材料粉体；

（2）按照如下重量份配料:

环氧树脂45-49份

乙烯-醋酸乙烯共聚物 13-25份

纳米碳导电纤维材料粉体10-13份

空心导电微珠7-15份

偶联剂0.5-1份；

（3）将所述环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、偶联剂，置于高混机中，混合均匀得到混合物料，所述的高混机的转速为450-600rpm，混合温度为55-75℃，混合时间为6-10min，将所得的混合物料和纳米碳导电纤维材料粉体、空心导电微珠加入螺杆挤出机挤出造粒，经螺杆挤出机拉条切粒，制得轻质电磁屏材料。

优选的，在纳米碳导电纤维材料粉体制备过程中，各原料的重量份配比为：石墨6-8份、纳米碳纤维10-15份、聚苯硫醚30-48份、PPS树脂0.5-0.8份、分散剂0.5-1.0份、氟化钠0.05-0.1份、金属催化剂0.1-0.2份、银0.05-0.1份、表面处理剂0.5-1.0份。

具体实施方式

实施例一

石墨预处理，在纳米石墨粉中掺入氟化钠，并加入金属催化剂，混匀，在惰性气体保护下在600℃加热，加热时间控制在10min，将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上。