[发明专利]一种具有取向填料结构的电磁屏蔽复合泡沫及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有取向填料结构的电磁屏蔽复合泡沫及其制备方法，包括以下步骤：S1：在具有长径比的填料粒子表面附着磁性粒子，得磁性导电粒子；S2：将磁性导电粒子与聚合物共混制得磁性导电粒子‑聚合物复合材料；S3：将S2所得复合材料置于磁场中，于0～300℃条件下使具有长径比的磁性粒子沿磁场方向发生取向；S4：将S3所得复合材料置于发泡气体环境下，于30～300℃、0.2～50MPa的条件下饱和1min～24h，然后以0.1～30MPa/s的速率泄压至常压并降温至室温，即得。本发明制备的复合泡沫具有良好的电磁屏蔽性能，泡孔的引入降低了材料的密度，且制方法简单、成本低廉。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽复合材料技术领域，具体涉及一种具有取向填料结构的电磁屏蔽复合泡沫及其制备方法。

背景技术

随着社会不断进步，大量电子产品涌入人们的日常生活和工作之中。电子元器件的使用一方面为我们提供了诸多便利，另一方面也引起了过量的电磁辐射污染，从而造成一系列社会和环境问题，为了防止过量电磁辐射造成的各类问题，人们开发了多种电磁屏蔽防护材料。目前，金属材料是应用最为广泛的电磁屏蔽材料，传统的金属基电磁屏蔽材料具有非常优异的导电及电磁屏蔽性能。但是，金属材料在实际应用过程中具有密度大、易腐蚀、加工性差等缺点，聚合物基电磁屏蔽复合材料相比于传统的金属基电磁屏蔽材料，具有轻质、易加工、耐腐蚀、电导率可调等优点，具有广泛的应用前景。

为了使材料具有良好的屏蔽效果，一般需要在聚合物基体中添加大量的导电填料，以此来提高材料的电导率，增加材料的屏蔽效能。这不仅会大幅增加材料的制备成本，而且还会使得材料的密度大幅提高，极大地限制其在电子电器、通信设备、航空航天等相关领域的应用。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种具有取向填料结构的电磁屏蔽复合泡沫及其制备方法，以解决现有的电磁屏蔽材料导电填料添加量大、制备成本高、密度大、应用受限等问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种具有取向填料结构的电磁屏蔽复合泡沫的制备方法，包括以下步骤：

S1：在具有长径比的填料粒子表面附着磁性粒子，得磁性导电粒子；

S2：将磁性导电粒子与聚合物共混制得磁性导电粒子-聚合物复合材料；

S3：将S2所得复合材料置于磁场中，于0～300℃条件下使具有长径比的磁性粒子沿磁场方向发生取向；

S4：将S3所得复合材料置于发泡气体环境下，于30～300℃、0.2～50MPa的条件下饱和1min～24h，然后以0.1～30MPa/s的速率泄压至常压并降温至室温，即得。

本发明利用磁场的作用与高压气体发泡技术相结合制备得到一种具有取向填料结构的电磁屏蔽复合泡沫，该方法有效实现了电磁屏蔽复合材料的高性能和轻量化。通过外加磁场使填料取向并有序地分布在聚合物基体内可以有效增加填料粒子间的搭接效率，从而提高材料的导电及电磁屏蔽性能。本发明利用工艺简单且高效的高压气体发泡法在聚合物复合材料内引入多孔结构能有效降低材料制备成本，实现复合材料的轻量化设计，获得高性能电磁屏蔽复合泡沫。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，磁性导电粒子由以下步骤制得：

SS1：对具有长径比的填料粒子进行表面处理；

SS2：将处理后的填料粒子按1g:5～200mL的料液比加入化学镀铁液、化学镀钴液、化学镀镍液、化学镀四氧化三铁液、化学镀铁钴液、化学镀铁镍液或化学镀镍钴液中，然后加入还原剂，搅拌反应1min～24h，最后洗涤、干燥，得磁性导电粒子。

进一步，填料粒子为高分子纤维、无机非金属纤维或金属纤维。