[发明专利]一种三维多孔石墨烯/蜜胺泡沫复合电磁屏蔽材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三维多孔石墨烯/蜜胺泡沫复合电磁屏蔽材料及其制备方法，复合电磁屏蔽材料以具有三维多孔结构的蜜胺泡沫为基体，石墨烯均匀负载在蜜胺泡沫的三维多孔结构的骨架表面；其制备方法是通过浸渍法让氧化石墨烯均匀负载到蜜胺泡沫三维骨架上，再经过化学还原法充分还原氧化石墨烯，即得石墨烯/蜜胺泡沫复合材料。该复合电磁屏蔽材料具有屏蔽效能高、密度低等特点，且其制备方法操作简便、产品尺寸可调，可以规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种电磁屏蔽材料，具体涉及一种三维多孔石墨烯-蜜胺泡沫电磁屏蔽复合材料及其制备方法，属于新型电磁屏蔽材料领域。

背景技术

近年来，随着无线网络、通信设备和个人数码设备等电子产品的大面积使用，人们在日常生活中受到的电磁辐射污染日趋严重。而抑制电磁辐射污染的主要方法是电磁屏蔽，及通过利用屏蔽材料衰减或阻隔被屏蔽区域和外界的电磁能量的传递。因此，电磁屏蔽材料则是衰减和阻止电磁波通过，达到电磁屏蔽目的的材料。高性能聚合物复合材料作为新型电磁屏蔽材料相对于传统的金属基电磁屏蔽材料具有低密度、良好的加工性能、耐腐蚀等特点，在电磁屏蔽领域受到了广泛的关注和研究。石墨烯，是一种新发现的二维碳材料，具有很高的比表面积和优异的导电性，这些特性使得石墨烯可以作为一种优异的电磁屏蔽复合材料的纳米导电填料(D.D.L.Chung.Electromagnetic interference shieldingeffectiveness of carbon materials.Carbon.2001,39(2):279-285.)。目前，聚合物/石墨烯复合材料的制备在电磁屏蔽领域受到广泛的关注。电磁屏蔽聚合物复合材料对电磁波的屏蔽效果与填料和基体的性质、材料的厚度、填料的含量和分散状态、复合材料的制备工艺和结构设计等因素有关。一般的聚合物/石墨烯复合材料制备方法都各有特点：如使用金属模板法制备聚合物/石墨烯复合材料，虽然制备的孔隙结构均匀，但需要通过酸性溶液除去金属模板会造成污染和材料浪费；如使用相分离法制备聚合物/石墨烯复合材料，多孔结构不可调、孔隙不均匀(B.Shen,W.Zhai,M.Tao,et al.Lightweight,MultifunctionalPolyetherimide/Graphene@Fe3O4 Composite Foams for Shielding ofElectromagnetic Pollution.Acs Applied Materials Interfaces.2013,5(21):11383)。

发明内容

针对现有技术中的聚合物/石墨烯复合电磁屏蔽材料存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种具有屏蔽效能高、密度低等特点的三维多孔石墨烯/蜜胺泡沫复合电磁屏蔽材料。

本发明的另一个目的是在于提供一种操作简便、成本低，材料尺寸可控制备三维多孔石墨烯/蜜胺泡沫复合屏蔽材料的方法，该方法适合规模化生产。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种三维多孔石墨烯/蜜胺泡沫复合电磁屏蔽材料，该方法以具有三维多孔结构的蜜胺泡沫为基体，石墨烯均匀负载在蜜胺泡沫的三维多孔结构的骨架表面。

本发明还提供了一种三维多孔石墨烯/蜜胺泡沫复合电磁屏蔽材料的制备方法，该方法是将蜜胺泡沫浸入氧化石墨烯分散液中，经过反复挤压后取出，进行热干燥处理，得到氧化石墨烯/蜜胺泡沫；所述氧化石墨烯-蜜胺泡沫置于装有低沸点液态还原剂的密闭釜内，通过熏蒸法使氧化石墨烯还原，得到石墨烯/蜜胺泡沫复合屏蔽材料。

优选的方案，所述蜜胺泡沫采用醇类溶剂进行清洁预处理。醇类溶剂优选为甲醇、乙醇等。

较优选的方案，所述蜜胺泡沫在氧化石墨烯分散液中挤压次数为5～15次。

较优选的方案，所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的浓度为1～5mg/mL。

优选的方案，所述热干燥处理的温度为40～80℃，时间为6～12h。