[发明专利]一种电磁屏蔽填料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种屏蔽填料及其制备方法和应用。所述屏蔽填料以密胺海绵为载体，其表面覆盖FeOx/石墨烯；其中，FeOx优选以下形式存在：Fe、FeO、Fe₂O₃或Fe₃O₄中的一种或几种；所述FeOx占屏蔽填料总质量的5‑99％，石墨烯占屏蔽填料总质量的1‑95％。该填料具有海绵的大孔结构，铁氧体和石墨烯覆盖在孔壁表面；具有电损耗和磁损耗而表现出优越的电磁屏蔽性能。

技术领域

本发明涉及一种轻质高效电磁屏蔽填料及其制备方法和应用，属于功能材料技术领域。

背景技术

现有电磁屏蔽涂料主要为导电涂料，所加导电性填料一般是金、银、铜、镍等金属粉末和炭黑、石墨等非金属粉末。金粉和银粉的导电性和化学稳定性好，但价格昂贵，使用受到限制。铜粉和镍粉的性能与银相近，但易氧化，导电性不稳定，所配置的电磁屏蔽涂料耐久性较差。炭黑、石墨粉末作为导电填料，其分散性好，价格低廉，但导电性较差。

CN201610989480.8公开了一种电磁屏蔽涂料用镀银铜粉填料的制备方法，将抗坏血酸加入硫酸铜混合溶液中，反应至少1小时，得到铜粉；然后将硝酸银溶液加入EDTA中，加热反应，并与铜粉反应得到镀银铜粉。该发明得到的铜粉，其粒径为1-10μm，表面光滑，镀银后尺寸变化不大，导电性能优异，适用于电磁屏蔽涂料用，但该方法所得镀银铜粉主要发挥导电作用，对低频磁场波段响应有限。

CN200910272807.X公开了一种银包玻璃微珠复合粒子电磁屏蔽填料的制备方法，该新型电磁屏蔽填料的制备方法是：以干净的玻璃微珠为模板，首先对模板表面进行巯基化或氨基化修饰，再采用化学镀银方法使银纳米粒子不断地在模板表面定向沉积并逐渐长大，得到核壳结构完整的银包玻璃微珠复合粒子；然后用氢氟酸溶液溶去模板，再经抽滤、洗涤、干燥，得到结构完整的空心银微球，其作为电磁屏蔽填料。该发明制备的新型电磁屏蔽填料导电性能良好,并且对于现有导电银粉相比成本至少降低65％，重量减轻80％以上，用其作为屏蔽填料制备的电磁屏蔽复合材料具有较好的屏蔽效能。但该方法所得电磁屏蔽填料主要发挥导电作用，对低频磁场波段响应有限，影响电磁屏蔽涂料在磁场波段的屏蔽应用。

CN201510873045.4公开了一种含石墨烯的导热导电复合材料及其制备方法和应用，将银粉末等和石墨烯混合的导热导电填料与乙烯基硅油等有机高分子弹性材料均匀混合，通过银粉末等大粒径填料与高导热导电的石墨烯协同作用，在有机高分子基体中构建更多更畅通的导热导电网络，从而获得具有优异导热导电性能、良好弹性和柔性的有机高分子复合材料。所述复合材料制备工艺简单，导热率可达12W/mK，导电率可达500S/m，电磁屏蔽性能可达45dB。但是该方法所得电磁屏蔽填料主要发挥电损耗作用，仅对中高频具有屏蔽效果，对中低频段的磁场屏蔽效能有限。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种碳纤维复合材料用的轻质高效电磁屏蔽填料，其采用密胺海绵作为载体，通过溶液浸渍处理使海绵附着Fe(NO₃)₃与氧化石墨烯，再一步热处理得到FeOx/石墨烯复合电磁屏蔽填料，该填料具有海绵的大孔结构，铁氧体和石墨烯覆盖在孔壁表面；具有电损耗和磁损耗而表现出优越的电磁屏蔽性能。

本发明是采用如下技术方案实现的。

一种屏蔽填料，其以密胺海绵为载体，其表面覆盖FeOx/石墨烯；其中，FeOx优选以下形式存在：Fe、FeO、Fe₂O₃或Fe₃O₄等中的一种或几种，其中FeOx占屏蔽填料总质量的5-99％，石墨烯占屏蔽填料总质量的1-95％。所述屏蔽填料的孔隙率为65-85％，磁饱和强度为86-95emu/g，矫顽力为158-210Oe，响应频段为100kHz-18GHz。

本发明还提供一种屏蔽填料的制备方法，包括：