[发明专利]一种具有电磁屏蔽性能的镀镍石墨烯增强树脂基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有电磁屏蔽性能的镀镍石墨烯增强酚醛树脂基复合材料，该型复合材料的制备过程包括如下三个步骤；(1)以氧化石墨烯薄片为基体，NaBH为还原剂，在NiSO₄溶液中制备镀镍石墨烯；(2)将酚醛树脂与交联剂、偶联剂、催化剂混合，制备酚醛树脂胶液(3)采用树脂传递模塑(RTM)成型工艺，将镀镍石墨烯置于闭合模腔内，在一定的温度和压力下将酚醛树脂胶液注入模腔并固化成型，制备出具有电磁屏蔽性能的镀镍石墨烯增强盼醛树脂基复合材料。本发明制备的复合材料质量轻、强度高、耐腐蚀、耐高温且散热性好，同时具有良好的吸波性能，可在较宽频段内达到电磁屏蔽的目的，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽技术领域，具体涉及一种具有电磁屏蔽性能的镀镍石墨烯增强树脂基复合材料。

背景技术

5G网络技术的出现将世界带入“万物联网”时代，人类生产生活所需要的各种工具都将会嵌入电子元件，万物联网从而实现智能化操控或远程操控。例如，目前无人驾驶汽车就是将各种电子元件嵌入到汽车的各个控制系统，实现对汽车的智能化控制。然而，电子设备正常工作时，会向外辐射电磁波，对邻近的其他设备产生干扰；空间的各种电磁波也会感应到电路中，对电路造成干扰。电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径，从而消除干扰。在解决电磁干扰问题的诸多手段中，电磁屏蔽是最基本和有效的。用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作，因此不需要对电路做任何修改。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的导电性、导热性、力学性能和光学性能，在材料学、生物医学、能源电池、航空航天等领域具有重要的应用前景。镍是一种具有铁磁性和耐腐蚀性能的金属元素，并且具有较高的磁导率，可用于制备吸波材料。

专利CN107746505A公开了一种涂层碳纤维增强ABS/PP电磁屏蔽复合材料及其制备方法，其电磁屏蔽复合材料由镍基合金涂层碳纤维、ABS/PP共混树脂、交联剂及偶联剂通过熔融挤出成型得到，制得的复合材料在非常宽的频段内具有良好的电磁屏蔽性能，同时具有高强度、高模量、耐腐蚀和优异的热稳定性等综合性能。该发明专利中采用的ABS/PP属于热塑性塑料，与热固性塑料相比其塑化温度较高、固化周期长等缺点。

专利CN101531804A公开了一种三维编织镀镍碳纤维与环氧树脂电磁屏蔽复合材料及制备方法，通过将电镀镍金属的碳纤维进行三维四向编织，然后采用树脂传递模塑成型工艺，将镀镍碳纤维与环氧树脂复合，制备出镀镍碳纤维/环氧树脂复合材料。该专利制备的复合材料具有良好的电磁屏蔽性能，然而碳纤维容易在弯折时发生断裂，导致其力学性能下降。

发明内容

为了解决以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有电磁屏蔽性能的镀镍石墨烯树脂基复合材料。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种具有电磁屏蔽性能的镀镍石墨烯增强酚醛树脂基复合材料，其特征在于由以下质量份的原料制备而成：镀镍石墨烯5-20份、尿素3-5份、氨水1份、硫酸铵2-4份，硅油5-8份、硅烷偶联剂3-5份，酚醛树脂50-80份。

优选的，所述增强体是通过化学镀镍方法制备的，以氧化石墨烯薄片为基体，NaBH为还原剂，在NiSO₄溶液中可制备镀镍的石墨烯。

优选的，所述硅烷偶联剂为KH550(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)。

本发明还提供了一种具有电磁屏蔽性能的镀镍石墨烯酚醛树脂基复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)制备镀镍石墨烯：以氧化石墨烯薄片为基体，NaBH为还原剂，在NiSO₄溶液中制备表面镀镍的石墨烯，再将其置于去离子水和乙醇混合液中洗涤多次后干燥，干燥温度100℃-125℃；

(2)制备酚醛树脂胶液：