一种具备低反射特性的电磁屏蔽复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具备低反射特性的电磁屏蔽复合材料及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：步骤一、将石墨烯纤维膜平铺在铁质模具底部；步骤二、将未固化的硅橡胶液体与短切碳纤维进行混合和高速搅拌，混合均匀后置于真空干燥箱脱泡；步骤三、将脱泡后的短切碳纤维/硅橡胶预混合溶液倒入铁质模具中，以浇筑在石墨烯纤维膜上；步骤四、将铁质模具放置于平板硫化机，进行固化反应，制得短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜。本发明专利技术的短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜质轻、柔软，具备低反射特性的电磁屏蔽性能，在屏蔽电磁辐射的同时减少电磁辐射的二次污染。磁辐射的二次污染。磁辐射的二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种具备低反射特性的电磁屏蔽复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能复合材料
，具体涉及一种具备低反射特性的电磁屏蔽复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着互联网通讯技术的快速发展和微型电路高度集成化电子设备的广泛应用，电磁辐射污染日益严重，已经成为一个无法忽视的社会问题。电磁兼容可以衰减电磁辐射以保护人体健康、电子设备正常运行以及工业生产免受电磁波的辐射，既而受到越来越多的关注。其中，电磁屏蔽是电磁兼容设计中一种重要而有效的方法。
[0003]目前，金属及其复合材料被广泛用于制造电磁屏蔽材料。尽管金属的电磁屏蔽性能出色，但其密度高、耐磨性差、不耐腐蚀，常常需要表面改性或者负载额外保护设备，已经无法满足当前轻便的小型电子设备的发展需求。与金属材料相比，碳材料具备密度小，良好的导电性能，耐高温，耐腐蚀，加工方便等优点，在电磁屏蔽领域具有巨大的应用潜力。受到尺寸和结构的限制，纯碳材料难以单独作为电磁屏蔽材料使用。此外，考虑到电磁屏蔽的所有特性不能通过单一材料解决。因此，考虑通过一定步骤的加工工艺将适量的碳材料与聚合物复合，既而得到轻质、柔软、高吸收的高性能电磁屏蔽复合材料。
[0004]此外，传统电磁屏蔽材料的屏蔽机理是由反射主导的。被屏蔽的电磁辐射大部分经过屏蔽层再次反射到周围环境中，造成了电磁辐射的二次污染。

技术实现思路

[0005]基于现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供一种具备低反射特性的电磁屏蔽复合材料及其制备方法。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种具备低反射特性的电磁屏蔽复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一、将石墨烯纤维膜平铺在铁质模具底部；
[0009]步骤二、将未固化的硅橡胶液体与短切碳纤维进行混合和高速搅拌，混合均匀后置于真空干燥箱脱泡；
[0010]步骤三、将脱泡后的短切碳纤维/硅橡胶预混合溶液倒入铁质模具中，以浇筑在石墨烯纤维膜上；
[0011]步骤四、将铁质模具放置于平板硫化机，进行固化反应，制得短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜。
[0012]作为优选方案，所述石墨烯纤维膜的面密度为2.5～40g/m2，单根石墨烯纤维直径为30～50μm。
[0013]作为优选方案，所述未固化的硅橡胶液体按以下重量份配料：
[0014]甲基乙烯基聚硅氧烷100份、白炭黑5～50份、含氢聚硅氧烷5～40份、铂催化剂0.05～0.5份、抑制剂0.03～0.3份。
[0015]作为优选方案，所述未固化的硅橡胶液体与短切碳纤维按以下重量份共混：
[0016]未固化的硅橡胶液体100份、短切碳纤维0.001～0.1份。
[0017]作为优选方案，所述短切碳纤维长度为3～9mm，直径为5～15μm，电导率为50000～100000S/m。
[0018]作为优选方案，所述固化反应的温度为25～60℃，固化反应时间为2～6h，固化反应施加压力为0.001～1MPa。
[0019]本专利技术还提供如上任一项方案所述的制备方法制得的电磁屏蔽复合材料，所述电磁屏蔽复合材料为短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜。
[0020]作为优选方案，所述短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜中的短切碳纤维含量为0.001～0.1wt％。
[0021]作为优选方案，所述短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜中的石墨烯含量为0.1～1wt％。
[0022]作为优选方案，所述短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜的厚度为1～5mm。
[0023]本专利技术与现有技术相比，有益效果是：
[0024]本专利技术的电磁屏蔽复合材料，质轻、柔软，具备低反射特性的电磁屏蔽性能，在屏蔽电磁辐射的同时可吸收大部分电磁辐射，大幅度减少电磁辐射的二次污染。
[0025]本专利技术的电磁屏蔽复合材料的制备方法，使用加成型硅橡胶为基体，环保无污染，对人体无害，且材料复合成型工艺简单，易于批量制备。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例1的短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜的表面显微镜照片；
[0027]图2是本专利技术实施例1的短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜在X频段(8.2GHz～12.4GHz)的电磁屏蔽性能测试图；其中，SE
T
表示总屏蔽效能，SE
R
表示反射损耗，SE
A
表示吸收损耗，T表示透射系数，R表示反射系数，A表示吸收系数；
[0028]图3是本专利技术实施例1的短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜在P频段(12.4GHz～18.0GHz)电磁屏蔽性能测试图。
具体实施方式
[0029]以下将通过具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步解释说明。
[0030]实施例1：
[0031]本实施例的电磁屏蔽复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0032]一、石墨烯纤维膜的制备
[0033]采用湿法纺丝工艺，在注射泵的推力下，将5mL体积的3wt％氧化石墨烯纺丝水溶液通过直径为110μm的针头，经过5wt％氯化钙水溶液，制得氧化石墨烯纤维。通过喷洒乙醇和真空干燥，制得氧化石墨烯纤维纤维膜。然后，在60℃环境温度和氢碘酸溶液浸泡下，通过还原反应制得石墨烯纤维纤维膜。用乙醇反复清洗石墨烯纤维纤维膜，除去多余的氢碘酸和单质碘。最后，真空干燥除去乙醇和水，得到干燥的墨烯纤维纤维膜。
[0034]二、树脂预制液的制备
[0035]将100g甲基乙烯基聚硅氧烷、30g白炭黑、10g含氢聚硅氧烷、0.15g铂催化剂、0.1g抑制剂进行共混、搅拌，制得未固化的硅橡胶液体。其中，抑制剂选用1
‑
乙炔基环己醇。
[0036]将未固化的20g硅橡胶液体与6mm长的0.001g短切碳纤维进行混合和高速搅拌，混合均匀后置于真空干燥箱脱泡，制得树脂预制液。
[0037]三、电磁屏蔽复合材料的制备
[0038]将步骤一制备的石墨烯纤维膜平铺在铁质模具底部；
[0039]将步骤二制备的树脂预制液倒入铁质模具，以浇筑在石墨烯纤维膜上；
[0040]然后将铁质模具放入平板硫化机中，在1MPa压力和60℃温度条件下，经过2h时长的固化反应，制得短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜。
[0041]其中，复合膜厚度为3mm，其中的短切碳纤维的含量为0.005wt％，石墨烯的含量为0.5wt％。
[0042]本实施例制得的电磁屏蔽复合材料的表面显微镜照片如图1所示，在硅橡胶基体中，石墨烯纤维膜位于底部作为屏蔽层；短切碳纤维均匀分散在基体中作为吸收层。
[0043]本实施例制得的电磁屏蔽复合材料在X频段(8.2～12.4GHz)的电磁屏蔽性能测试图如图2所示，在8.2～12.4GHz频段，复合膜的总电磁屏蔽效能为21.9～22.2dB；反射损耗和反射系数都本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备低反射特性的电磁屏蔽复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将石墨烯纤维膜平铺在铁质模具底部；步骤二、将未固化的硅橡胶液体与短切碳纤维进行混合和高速搅拌，混合均匀后置于真空干燥箱脱泡；步骤三、将脱泡后的短切碳纤维/硅橡胶预混合溶液倒入铁质模具中，以浇筑在石墨烯纤维膜上；步骤四、将铁质模具放置于平板硫化机，进行固化反应，制得短切碳纤维/石墨烯纤维/硅橡胶复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯纤维膜的面密度为2.5～40g/m2，单根石墨烯纤维直径为30～50μm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述未固化的硅橡胶液体按以下重量份配料：甲基乙烯基聚硅氧烷100份、白炭黑5～50份、含氢聚硅氧烷5～40份、铂催化剂0.05～0.5份、抑制剂0.03～0.3份。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述未固化的硅橡胶液体与短切碳纤维按以下重量份共混：未固化的硅橡胶液体100份、短切碳纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪庆清，徐路，董余兵，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：