[发明专利]一种碳纤维基材用电磁屏蔽阻燃材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种碳纤维基材用电磁屏蔽阻燃材料，其特征在于：

包括下述按重量份计的各组分：20-50份水性阻燃高分子粘合剂、6.0-30份金属粉末导电填料、8.0-40份大分子膨胀型阻燃剂、4.0-10份含磷氮卤的离子液体、1.0-5.0份环氧树脂用含磷阻燃剂、0.5-2.5份催化成炭剂、0.5-5.0份复合抗氧剂、0.5-5份抗菌防霉剂、0.5-5.0份阻燃交联剂、0.3-3.0份润湿剂、0.3-3.0份分散剂、0.3-3.0份流平剂、0.2-2.0份消泡剂、0.3-3.0份增稠剂；

其中：大分子膨胀型阻燃剂，是以三聚氰胺包覆改性聚磷酸铵为酸源、三聚氰胺为气源、以季戊四醇、三氯氧磷、三聚氯氰按照摩尔比为1:(2-1)：(0.5-1)合成的成炭剂PEPA为炭源，所述酸源、炭源、气源在有机溶剂中经过化学反应合成三维体型大分子阻燃结构；所述金属粉末导电填料是经过偶联剂表面处理后的金属粉末导电填料，其中所述金属粉末导电填料的表面，经过硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂处理；所述大分子膨胀型阻燃剂是集酸源、炭源、气源为一体的大分子膨胀型阻燃剂；所述含磷氮卤的离子液体的阳离子为含咪唑环的阳离子，阴离子选自PF₆^-、PCl₆^-中的一种；环氧树脂用含磷阻燃剂为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、[(6-氧-(6H)-二苯并-(CE)(1,2)-氧磷杂已环-6-酮)甲基]-丁二酸、10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、二苯氧基磷酸苯胺中一种或多种；

所述催化成炭剂为改性分子筛；所述复合抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，且所述主抗氧剂和所述辅助抗氧剂的质量比例在1：1-1：4之间，其中，主抗氧剂选自芳香胺类抗氧剂或酚类抗氧剂，辅助抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂；所述抗菌防霉剂为含氮有机防霉剂；所述阻燃交联剂为含磷交联剂、含氮交联剂或含硅交联剂中的一种或多种；

上述组分在应用于碳纤维基材时，通过红外线、紫外线或高温焙烘固化成型，各种固体组份和液体组份，在固化时通过水性阻燃高分子粘合剂与阻燃交联剂和碳纤维基材粘连和交联形成一整体。

2.根据权利要求1所述的碳纤维基材用电磁屏蔽阻燃材料，其特征在于：所述金属粉末导电填料为铜粉、铝粉、银粉、银包铜粉、不锈钢粉、镍粉、金粉、镍包铜粉、镍包银粉、镍包金粉、锡粉中一种或多种；所述水性阻燃高分子粘合剂为水性阻燃聚丙烯酸酯、水性阻燃聚丙烯酸酯-聚氨酯共聚物、水性阻燃环氧树脂中一种或多种；

所述润湿剂为阴离子型润湿剂、非离子型润湿剂、两性型润湿剂中一种或多种；所述分散剂为阴离子型分散剂、非离子型分散剂、两性型分散剂中一种或多种；所述流平剂为聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、有机硅类和氟碳化合物类流平剂中一种或多种；

所述消泡剂为聚醚型、有机硅型或聚醚改性有机硅型中一种或多种；

所述增稠剂为聚丙烯酸酯增稠剂、聚氨酯增稠剂中一种或多种。

3.根据权利要求1所述的碳纤维基材用电磁屏蔽阻燃材料，其特征在于：所述阻燃交联剂为含磷阻燃封端异氰酸酯，所述润湿剂为烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、脂肪醇硫酸盐、脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、硅醇类非离子表面活性剂中一种或多种，所述分散剂为烷基芳基磷酸盐、烷基苯磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、聚氧乙烯烷基酚基醚、山梨糖醇烷基化物、聚甲基丙烯酸衍生物、聚丙烯酸衍生物、顺丁烯二酸酐共聚物、丙烯酸共聚物分散树脂中一种或多种。

4.根据权利要求1所述的碳纤维基材用电磁屏蔽阻燃材料，其特征在于：所述的含磷氮卤的离子液体的阴离子为PF₆^-，且其结构示意图如下：

。

5.根据权利要求1所述的碳纤维基材用电磁屏蔽阻燃材料，其特征在于：

对所述金属粉末导电填料表面进行偶联处理的偶联剂，选自乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种；

所述催化成炭剂为H-Beta分子筛或HZSM-5分子筛。