[发明专利]一种电磁屏蔽PA6/PS复合泡沫材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种电磁屏蔽PA6/PS复合泡沫材料的制备方法：将功能化碳纳米管分散在熔融己内酰胺单体中，得到己内酰胺/功能化碳纳米管悬浮液；在120～140℃下，将石墨烯和聚苯乙烯加入所得己内酰胺/功能化碳纳米管悬浮液中，保温搅拌2～4h，之后于130～160℃下真空除水，加入引发剂氢氧化钠、活化剂甲苯二异氰酸酯，得到聚合反应体系，在150～200℃下聚合20～60min，得到复合材料；将所得复合材料进行超临界CO₂发泡处理，得到所述电磁屏蔽PA6/PS复合泡沫材料；该方法制备的电磁屏蔽PA6/PS复合泡沫材料能够满足低反射、高吸收及高电磁屏蔽效能的要求。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽技术领域，具体涉及一种电磁屏蔽PA6/PS复合泡沫材料的制备方法。

背景技术

随着现代高新技术的发展及第五代移动通信网络(5G)时代的到来，我们的生活、工作会变得更快速、便捷，但电磁波带来的越加严重的电磁干扰(EMI)问题也将是我们尤其需要解决的。高导电的金属作为电磁屏蔽材料具有很大的优势，但是它价格昂贵、质量大、不耐腐蚀且对电磁波的反射率极大等固有缺点限制了它的实际应用。金属材料之外的碳材料导电性也很优异，且种类繁多，如石墨、碳纳米管、石墨烯等纳米碳材料，以及天然植物碳化得到的碳材料等均能应用于电磁屏蔽领域，但其强度很难达到实际应用要求，因此极大的限制了其在电磁屏蔽领域的应用。因此，设计一种新的方案制备出具有低反射、高吸收且质量轻的电磁屏蔽材料具有重要意义。

目前已有相关技术公开了制备PA6(聚酰胺-6)、PS(聚苯乙烯)电磁屏蔽材料的方法。专利申请号201611242257.3和201721000670.9分别报道了利用碳纤维、超细镍粉和PA6熔融共混制得PA6的电磁屏蔽材料以及制备了一种多层的PS片材作为电磁屏蔽材料，其中专利一将导电和吸波填料同时添加到一个体系中满足目前市场倾向于吸收主导电磁屏蔽材料的需求，但是碳纤维、超细镍粉添加量较大，且碳纤维和超细镍粉都需要预先处理才能使用，专利二利用多层结构对电磁波进行吸收反射再吸收的作用，多层结构包括PS片材层、由碳纤维构成的屏蔽层和绝缘层，但是层间结合力较差形成的空隙会影响其对电磁波的反射和吸收作用，最终影响其电磁屏蔽效能，而且两项专利的制备工艺均较为繁琐，而本发明原料购得不需要预处理，且一步法制得具有较高电磁屏蔽效能的材料。

PA6、PS强度高，相较于金属材料具有价廉、质轻、耐腐蚀和易成型加工等优点，而碳纳米管、石墨烯具有优异的导电性能和极大的比表面积，同时，本设计方案制备得到的具有“相反转”形貌的PA6/PS复合材料中分散相是PA6微球，而连续相PS则是利用超临界CO₂发泡技术形成PS泡沫，微球和泡孔的存在均有利于材料对电磁波的吸收，从而增强材料的电磁屏蔽效能。因此本发明提出的方案得到的复合材料密度低且具有极高的电磁屏蔽效能，在电磁屏蔽领域具有广泛的应用价值。

发明内容

本发明目的在于提供一种电磁屏蔽PA6/PS复合泡沫材料的制备方法，该方法制备的电磁屏蔽PA6/PS复合泡沫材料能够满足低反射、高吸收及高电磁屏蔽效能的要求。

本发明技术方案中，提供了一种通过反应诱导相分离法制备PA6微球的方法；提供了一种高电磁屏蔽效能的PA6/功能化碳纳米管/PS/石墨烯复合泡沫材料的制备方法，可以通过改变配方来调控微球和泡孔的尺寸，并通过功能化碳纳米管、石墨烯的添加以及结合超临界CO₂发泡技术来实现。

本发明的技术方案如下：

一种电磁屏蔽PA6/PS复合泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将功能化碳纳米管(FCNT)分散在熔融己内酰胺单体(CL)中，得到己内酰胺/功能化碳纳米管(CL/FCNT)悬浮液；

所述功能化碳纳米管包括但不限于羟基化碳纳米管(CNTs-OH)、羧基化碳纳米管(CNTs-COOH)等；