一种PEEK电磁屏蔽材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种PEEK电磁屏蔽材料及其制备方法与应用。所述制备方法包括：(1)将活化的碳纳米管加入到化学镀镍液中，在60℃下反应30～45min，得到镀镍碳纳米管；(2)将68～90质量份PEEK树脂与1～5质量份镀镍碳纳米管通过螺杆挤出机在380～400℃下混合均匀，然后加入9～30质量份PEI树脂，在380～400℃下熔融共混，挤出，得到PEEK电磁屏蔽材料。本发明专利技术所述PEEK电磁屏蔽材料可用于3D打印，得到的PEEK电磁屏蔽材料的EMI≥50dB。本发明专利技术设计过程是一种更加简便的快速加工方法，并且成本低廉，在产业化上具有良好前景。

A peek electromagnetic shielding material and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种PEEK电磁屏蔽材料及其制备方法与应用
本专利技术属于电磁屏蔽和微波吸收
，具体涉及一种PEEK电磁屏蔽材料及其制备方法与应用。
技术介绍
随着通信技术和电子行业的迅猛发展，电磁污染问题愈发严重，不仅干扰了各种精密仪器以及电子设备设备的正常运行，同时也对人体健康造成了潜在的危害，并且随着现代新科技的快速发展、5G信息产业时代的来临，电子屏蔽材料需求逐年增大，特别是在电子电器、智能装备设施等领域急需经电磁屏蔽等功能改性类工程材料。申请号为CN105524415B的专利技术专利申请公开了一种电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料及其制备方法，其过程为：A、纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉分别进行干燥，将合适重量的磺化PEEK溶于水中，加入纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉，超声搅拌后加热进行反应，反应温度为80℃，反应时间12h，然后50℃静置36h，然后抽滤，干燥、粉碎，其中磺化PEEK与纳米三氧化二钆+纳米氧化锌+铜粉的质量比为1:50；B、PEEK、PTFE、低磺化PEEK与步骤A制得的粉末加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀，C、将混合后的材料放入395-400℃的热压模具模腔中，待熔融后，在20Mpa压力下成型，冷却脱模；D、脱模后的材料在250℃保温60min，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。由上可以看出，电磁屏蔽材料在制备过程工艺过程较为复杂、生产周期长、成本高，无法实现快速的化的工业生产。申请号为CN107471629A的专利技术专利申请公开了一种连续纤维增强复合材料电磁屏蔽结构3D打印制造方法，其步骤包括：A、建立屏蔽结构三维模型：结合所需屏蔽部件的实际外形在计算机辅助设计软件CAD中绘制连续纤维复合材料屏蔽结构的三维模型；B、设计导电纤维路径：根据使用场合对屏蔽结构的吸收损耗、反射损耗的要求，设计规划屏蔽结构内部导电纤维的排布路径，然后使用计算机辅助工程软件CAE对设计结果进行初步仿真验证；C、修正3D导电纤维路径：进行连续不间断的材料挤出打印，每一层内以及层与层之间都应连续打印，制造出性能均匀一致的屏蔽结构；C、生成屏蔽结构打印路径：建立的三维模型导入计算机辅助制造软件CAM中，选择能够完成样件制备的扫描间距、分层厚度、打印速度的3D打印工艺参数，生成该屏蔽结构的打印命令文件；D、3D打印制备屏蔽结构：得到的打印命令文件导入到CAM软件中，选择满足导电性要求的热塑性有机高分子材料作为基体，设置、调整好3D打印机的整体工作状况后，进行屏蔽结构的增材制造。由上可以看出所需的填料含量高，对3D打印设备要求高，易导致喷头的堵塞，缩短设备的使用寿命。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种聚醚醚酮(PEEK)电磁屏蔽材料的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供上述方法制得的一种PEEK电磁屏蔽材料。本专利技术的再一目的在于提供上述一种PEEK电磁屏蔽材料的应用。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种聚醚醚酮(PEEK)电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将活化的碳纳米管按照1～1.5g/L的比例加入到化学镀镍液中，在50～70℃下反应30～45min，其中化学镀镍液包含如下组分：14～16g/LNiSO4·6H2O、19～21g/LNaHPO2·H2O、21～23g/LNa3C6H5O7·H2O、9～11g/L(NH4)2SO4和2～4g/LNaOH，pH为8～9；得到镀镍碳纳米管(CNT-Ni)；(2)将68～90质量份PEEK树脂与1～5质量份镀镍碳纳米管通过螺杆挤出机在380～400℃下混合均匀，然后加入9～30质量份PEI(聚醚亚胺)树脂，在380～400℃下熔融共混，挤出，得到PEEK/PEI/CNT-Ni复合材料，即为PEEK电磁屏蔽材料；其中，PEEK树脂、镀镍碳纳米管和PEI树脂总质量份数之和为100。步骤(1)所述活化的碳纳米管由以下方法制备得到：a、将碳纳米管加入HNO3溶液中，在70～90℃酸化反应80～100min，室温下超声60min，过滤、洗涤、干燥，得到酸化的碳纳米管；b、将酸化的碳纳米管分散在SnCl2溶液中，室温下超声30～50min，过滤、洗涤、干燥，得到敏化的碳纳米管；c、将敏化的碳纳米管分散在PdCl2溶液中，室温下超声30～50min，过滤、洗涤、干燥，得到活化的碳纳米管。步骤a所述碳纳米管与HNO3溶液中HNO3的比例为(0.1～1)g：0.75mol，HNO3溶液的浓度为4～6mol/L。步骤b所述酸化的碳纳米管与SnCl2溶液中SnCl2的质量比为(0.1～1)：3.5，SnCl2溶液的浓度为12～16g/L，溶剂为水。步骤c所述敏化的碳纳米管与PdCl2溶液中PdCl2的质量比为1：(0.1～0.2)，PdCl2溶液的浓度为0.4～0.6g/L，溶剂为水。步骤(1)所述化学镀镍液的溶剂为水，所述pH采用氨水调节。步骤(2)所述PEEK树脂68～78质量份，镀镍碳纳米管3～4质量份，PEI树脂19～29质量份。上述方法制得的一种聚醚醚酮(PEEK)电磁屏蔽材料。上述一种聚醚醚酮(PEEK)电磁屏蔽材料在3D打印领域和电磁屏蔽领域中的应用。一种基于3D打印的聚醚醚酮(PEEK)电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：将上述PEEK/PEI/CNT-Ni复合材料(即PEEK电磁屏蔽材料)通过单螺杆挤出机制成直径为1.75mm的3D打印料条，然后通过Pro/E设计3D打印结构模型，设置打印工艺参数，进行打印，得到基于3D打印的PEEK电磁屏蔽材料。所述打印工艺参数为：层高0.1mm，层厚0.14mm，打印速度30mm/s。上述方法制得的一种基于3D打印的聚醚醚酮(PEEK)电磁屏蔽材料。上述一种基于3D打印的聚醚醚酮(PEEK)电磁屏蔽材料在电磁屏蔽领域中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：本专利技术结合碳纳米管高导电性和金属镍的磁性，构建导电和磁力双向电磁屏蔽体系，增强复合材料的电磁屏蔽性能；复配碳材料选择性分布于PEEK相，增强材料的导电性能；基于三维结构设计与调整工艺参数，提高碳材料在镀镍过程中的含量来减少电磁屏蔽中复配填料的含量，实现3D打印技术在PEEK材料中的应用，制备低密度、低填充、高性能的电磁屏蔽材料。本专利技术设计过程是一种更加简便的快速加工方法，并且成本低廉，在产业化上具有良好前景。本专利技术制得的PEEK电磁屏蔽材料的EMI≥50dB。附图说明图1为3D打印结构模型。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。本申请实施例中拉伸强度测试参照(ASTMD638)；杨氏模量的测试参照(ASTMD638)；弯曲强度的测试参照(ASTMD790)；伸长率的测试参照(ASTMD638)；简支梁缺口冲击强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚醚醚酮电磁屏蔽材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将活化的碳纳米管按照1～1.5g/L的比例加入到化学镀镍液中，在50～70℃下反应30～45min，其中化学镀镍液包含如下组分：14～16g/L NiSO

【技术特征摘要】
1.一种聚醚醚酮电磁屏蔽材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将活化的碳纳米管按照1～1.5g/L的比例加入到化学镀镍液中，在50～70℃下反应30～45min，其中化学镀镍液包含如下组分：14～16g/LNiSO4·6H2O、19～21g/LNaHPO2·H2O、21～23g/LNa3C6H5O7·H2O、9～11g/L(NH4)2SO4和2～4g/LNaOH，pH为8～9；得到镀镍碳纳米管；
(2)将68～90质量份PEEK树脂与1～5质量份镀镍碳纳米管通过螺杆挤出机在380～400℃下混合均匀，然后加入9～30质量份PEI树脂，在380～400℃下熔融共混，挤出，得到PEEK/PEI/CNT-Ni复合材料，即为PEEK电磁屏蔽材料；
其中，PEEK树脂、镀镍碳纳米管和PEI树脂总质量份数之和为100。


2.根据权利要求1所述一种聚醚醚酮电磁屏蔽材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述PEEK树脂68～78质量份，镀镍碳纳米管3～4质量份，PEI树脂19～29质量份。


3.根据权利要求1或2所述一种聚醚醚酮电磁屏蔽材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述活化的碳纳米管由以下方法制备得到：
a、将碳纳米管加入HNO3溶液中，在70～90℃酸化反应80～100min，室温下超声60min，过滤、洗涤、干燥，得到酸化的碳纳米管；
b、将酸化的碳纳米管分散在SnCl2溶液中，室温下超声30～50min，过滤、洗涤、干燥，得到敏化的碳纳米管；
c、将敏化的碳纳米管分散在PdCl2溶液中，室温下超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志丹，胡翔，曹琳，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44